核心素養下高中生物課堂信息化教學探究

隨著信息技術的飛速發展，教育領域迎來了深刻的變革，信息化教學手段也逐漸成為提升教學質量和學生核心素養的關鍵工具。高中生物作為一門富有實踐性和探索性的學科，其教學既需要學生掌握大量的理論知識，還需培養學生的實踐能力、探究精神與創新思維。在此背景下，信息化教學的引入顯得尤為重要。其中，信息技術能夠通過智能化教學平臺、虛擬實驗、互動討論等方式，打破傳統教學的時空限制，提供了更加生動、靈活的學習方式，從而極大地激發了學生的學習興趣和科學探究欲望。

一、理論基礎

（一）核心素養與生物教學的關系

核心素養作為新時代教育的重要目標，旨在培養學生具備創新精神、批判性思維、解決問題能力及終身學習意識。在高中生物教學中，核心素養的培養不僅要求學生掌握基礎的生物學知識，還應注重學生能力的提升與綜合素質的培養。具體而言，生物教學既要關注學生對生物概念、原理和規律的理解，更要通過實驗、探究和實踐活動促進學生的自主學習與合作學習，從而幫助學生形成科學思維、實踐能力和環保意識，進而提高學生的科學素養與社會責任感[]。因此，將核心素養貫穿于生物教學的全過程，是提升教學質量、培養學生綜合能力的關鍵所在。

（二）信息化教學理論基礎

信息化教學是利用現代信息技術手段優化和改進傳統教學方式的新型教學模式。其理論基礎主要包括建構主義學習理論、信息技術支持學習理論等。建構主義理論強調學習者在知識構建過程中發揮主動作用，而信息化教學可通過多媒體、虛擬實驗和在線學習等手段，提供多感官、多維度的學習體驗，有助于學生自主探究與深度理解[2]。信息技術支持學習理論則指出，信息技術能夠為學生提供豐富的學習資源與互動平臺，促進個性化學習和協作學習，從而提高學生學習效果與教學效率。信息化教學的基本原則包括以學生為中心、注重實踐與互動、實現學習的個性化與差異化等，目的是推動教育教學方式的創新，促進學生核心素養的全面發展。

二、基于核心素養的高中生物課堂信息化教學策略

（一）明確素養目標，細化教學要求

高中生物課堂中，明確素養目標并細化教學要求是確保教學有效性的基礎。根據核心素養的要求，教學目標應涵蓋知識、技能、態度與價值觀的全面發展。以人教版高一生物必修1《分子與細胞》中的《細胞是生命活動的基本單位》為例，其中，知識目標應強調細胞的基本結構與功能，如細胞膜、細胞核、線粒體等細胞器的功能。為幫助學生全面理解細胞的生命活動，教師可通過引導學生比較植物細胞與動物細胞等不同類型細胞的異同，培養學生的科學觀察能力和分析能力。接著，技能目標則應注重學生的實驗操作能力與探究能力。比如，在細胞學實驗中，教師可設計顯微鏡觀察實驗，要求學生親自操作顯微鏡觀察細胞結構，并通過實驗數據分析理解細胞的各項功能，這不僅培養了學生的實驗技能，還能提高學生獨立思考和問題解決的能力[3]。同時，學生的探究精神也在實驗過程中得到鍛煉。此外，教學目標還應關注學生態度和價值觀的培養。教師可以通過講解細胞的復雜性與生命的奇妙，引導學生樹立對生命科學的熱愛與尊重。比如，課堂上可以探討細胞與人體健康的關系，促使學生認識到細胞健康對生命質量的重要性，從而激發學生關注生物學知識與實際生活的結合，培養學生對生命的責任感和科學思維。因此，在設計教學目標時，教師既要聚焦于學科知識的傳授，還要綜合考慮核心素養的多維度要求，確保學生在知識、能力、態度和價值觀等方面都能得到全面的發展，從而為其未來的學術成長和社會適應力奠定堅實的基礎。

（二）融入核心要素，整合教學內容

當前，在高中生物教學中，將核心素養融入教學內容的整合是提升教學質量與效果的關鍵。尤其是在涉及復雜生物學概念時，如何通過信息化手段幫助學生理解并提升學生核心素養，成為當前教育改革的重要任務。例如，在《蛋白質是生命活動的主要承擔者》的教學中，教師既要傳授蛋白質的結構與功能知識，還應結合核心素養的要求，設計合理的教學內容與形式，幫助學生培養科學探究精神和創新能力。為此，整合教學內容時，教師可根據生物學科的特點，結合最新的研究成果，將理論知識與實際應用緊密聯系[4。例如，教師可通過講解世界上第一個人工合成蛋白質的誕生，幫助學生了解蛋白質合成的科學歷史及其重要性。這不僅有助于學生理解蛋白質在生命活動中的核心作用，還能夠激發學生對生物學發展的興趣和對科學進步的敬畏之情。在此過程中，教師可引入相關的基因工程、合成生物學等現代生物技術，通過視瀕、動畫和在線資源展示人工合成蛋白質的過程，以提高學生的直觀感受和認知深度。然后，教師可在教學中融入信息化手段，以此豐富教學形式和內容。例如，教師可使用虛擬實驗軟件助力學生模擬蛋白質的合成過程，以此讓學生更深入地理解蛋白質合成的分子機制，并通過互動式學習提高學生的動手能力和問題解決能力。通過在線討論平臺，學生還可分組探討蛋白質功能與結構間的關系，并利用數據庫查詢相關資料，從而激發學生自主學習與探究的熱情，培養其科學思維和協作能力。教師通過有效地整合核心素養與生物教學內容，并借助信息化教學手段，可更好地實現教學目標，幫助學生實現在知識、技能和價值觀等方面的均衡發展，繼而培養學生批判性思維、創新意識和社會責任感，為學生未來的學習和生活奠定堅實基礎。

（三）結合信息技術，創新授課模式

高中生物教學中，結合信息技術創新授課模式是提升教學效果、激發學生興趣以及培養核心素養的有效途徑。翻轉課堂和項目式學習是當前信息化教學中廣泛應用的兩種新型模式，二者可有效地激發學生的主動學習意識，促進學生在實際探究和合作學習中提升生物學科的綜合素養。其中，翻轉課堂通過將傳統課堂的知識傳授過程提前到課外學習，課堂時間則用于學生之間的討論、合作與實際操作。此種教學模式下，教師可通過視頻、電子教材或在線學習平臺等方式，將細胞器間分工合作的基本理論和實驗內容預先傳遞給學生。例如，在講解《細胞器之間的分工合作》時，教師可提前上傳有關葉綠體、線粒體及其他細胞器的功能及協同作用的知識視頻，要求學生自主學習并完成在線測試。課堂上，學生則可通過討論和實驗，進一步加深對這些細胞器如何協作完成生命活動的理解。在此過程中，學生既可更深刻地理解知識，還能夠通過小組討論激發創新思維，提升合作能力。再者，項目式學習會將學生置于真實的探究情境中，強調學生在解決問題的過程中學習和應用知識[5]。教師可在細胞學教學中，設計以“細胞器功能與協作探究”為主題的項目，要求學生分組利用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質的流動，結合實驗數據分析細胞內不同細胞器如何共同完成代謝等生命活動。在此過程中，學生既可基于實際操作提高實驗技能，還能通過查閱相關文獻、使用信息技術展開數據分析，繼而提升其自主學習和科學思維能力。通過信息技術支持的翻轉課堂和項目式學習，學生可更好地體驗到主動探究和實踐創新的樂趣，提高學習的參與感。同時，教師可通過此種方式實現對學生核心素養的全面培養，推動教學模式的革新，進而為學生未來的學術發展和社會實踐奠定基礎。

（四）運用現代手段，優化教學方法

現代生物教學中，教師運用信息技術手段優化教學方法，可有效提高課堂教學的互動性和學生的學習效果。通過多媒體教學、虛擬實驗和在線討論等現代手段，教師可為學生提供更直觀和生動的學習體驗，增強學生對復雜生物學概念的理解和記憶。以《被動運輸》為例，教學內容涉及細胞膜的結構與功能、物質通過細胞膜的運輸方式等內容，教師可充分利用信息技術手段，使抽象的理論知識變得更加易于理解和掌握。其中，多媒體教學能夠將生物學的抽象概念通過視頻、動畫等形式展現出來，幫助學生更直觀地理解生物學過程。在講解植物細胞的吸水和失水過程時，教師可使用動畫演示水分子如何通過細胞膜的滲透作用進入植物細胞，形成膨壓，并通過細胞膜的選擇透過性實現水分的調節。這樣的動畫演示既可助力學生看到水分如何在細胞間移動，還能幫助學生理解被動運輸的機制與規律，從而拓展學生對知識的理解深度。然后，虛擬實驗為學生提供了更多的實驗機會，尤其是在部分實際操作難度較大或條件受限的情況下，虛擬實驗可作為補充手段。例如，在探究植物細胞吸水和失水的實驗時，教師可引導學生通過虛擬實驗平臺模擬不同環境條件下植物細胞的吸水與失水過程，觀察細胞壁、細胞膜在水分進入和離開過程中的作用，并進行數據分析。虛擬實驗既能提高學生的實驗技能，還能培養學生的科學探究精神和問題解決能力。此外，在線討論和協作學習平臺可進一步促進學生間的互動與合作。在討論通道蛋白和載體蛋白在物質運輸中的作用時，教師可組織學生展開小組討論，并通過在線平臺分享討論結果和思考。在此過程中，學生既可深入理解被動運輸的分子機制，還能在交流中提高批判性思維和團隊合作能力。通過運用這些現代教學手段，教師能夠更好地調動學生的學習積極性，幫助學生建立系統的知識框架，提升學生的實驗能力、創新能力以及團隊協作能力，從而為學生的核心素養培養提供有力支持。

（五）拓展教學資源，高效開發利用

現代生物教學中，拓展和高效開發利用教學資源是提升教學效果、激發學生學習興趣的重要手段。隨著信息技術的迅猛發展，豐富的網絡課程、電子圖書和生物數據庫等信息化教學資源為教師提供了全新的教學工具，也為學生提供了更加豐富的學習材料和探究平臺。尤其是在光合作用與能量轉化的教學中，通過有效利用相應資源，不僅能夠深化學生對光合作用原理的理解，還能激發學生主動探究的興趣。其中，網絡課程為學生提供了隨時隨地學習的機會，教師可利用優質的在線生物課程資源，擴展課堂教學內容。例如，教師可在講解“光合作用與能量轉化”時，推薦學生觀看由專業機構制作的關于光合作用的網絡課程，多元課程可通過生動的動畫、實驗視頻和互動模塊，幫助學生深入理解捕獲光能的色素、光合作用的基本過程及其在生態系統中的重要作用。通過這樣的資源，學生能夠更直觀地理解復雜的生物學原理，增強學習的趣味性和互動性。再者，電子圖書和生物數據庫為學生提供了豐富的參考資料，將幫助學生深入學習和獨立研究。在學習光合作用時，教師可引導學生學會利用電子圖書查閱相關章節，以助力學生了解不同類型的光合作用色素和它們在捕獲光能中的作用。此外，PubMed、GoogleScholar等生物數據庫也可為學生提供大量的科研論文和實驗數據，學生可通過查閱這些資料，探索光合作用在不同植物中的差異，分析環境因素對光合作用強度的影響，并展開更為深入的探究。通過這些數據庫，學生既可獲得第一手的學術資源，還能培養學生的科學研究能力和獨立思考能力。另外，教師還可利用實驗教學平臺和虛擬實驗工具，助力學生在沒有實際實驗條件的情況下，模擬光合作用實驗。例如，學生可通過虛擬實驗平臺，模擬不同光照強度、溫度和二氧化碳濃度對光合作用強度的影響，實時查看實驗結果，并展開數據分析與討論。如此，學生不僅能通過實踐深入理解光合作用的原理，還能培養學生的實驗設計能力和數據分析能力。通過開發和利用豐富的信息化教學資源，教師能夠為學生提供更多的學習機會和研究平臺，幫助學生從多個角度探索生物學知識，繼而提升學生的學術素養和核心素養。此種資源的高效利用，不僅優化了教學過程，還為學生的自主學習和探究提供了有力支持。

結束語

信息化教學在高中生物課堂中的有效應用，已成為教育改革的重要方向。教師借助信息技術，不僅能夠豐富教學資源、優化教學方法，還能夠創造出更多元化、個性化的學習體驗，促進學生在知識掌握、技能發展和思維創新等多方面的成長。然而，要充分發揮信息化教學的優勢，教師必須具備較高的信息技術素養，并根據不同教學內容靈活調整教學策略。未來，隨著教育技術的不斷發展，信息化教學在生物學科中的應用將更加廣泛，生物教學的質量和效果有望得到顯著提升，為學生的全面發展和核心素養的培養提供強有力的支持。

參考文獻

[1]孫旭科，李珍珍.新高考模式下高中生物主題情境教學創新策略[].高考，2024（35）：33-35.

[2]馬靈學.PBL教學模式下高中生物探究式教學實踐探究[J].高考，2024（35）：78-80.

[3]黃建書，張紅梅.高中生物學“情境·遷移”型課堂教學范式的建構與實踐[].生物學教學，2024，49（6）：22-24.

[4]馬山英.初高中生物實驗教學的銜接問題探究[J].中國教育學刊，2024（4）：105.

[5]郝琦蕾，程競平.高中生物學課程思政內容分析與實施策略研究[].教學與管理，2023（21）：72-77.