巧用信息技術構建高中生物高效課堂

高中階段生物學科知識體系復雜，對學生的綜合能力提出了更高的要求。在高中生物教學工作開展中，教師要高質量呈現知識內容，還要調動學生的學習熱情，引領學生積極思考，促進學生對生物學科知識形成全面理解的理解和吸收。基于此，如何激活高中生學習思考熱情，成為教師需積極探究信息技術對高中生物教學的輔助作用，要思考的一項關鍵問題，信息技術為高構建中生物高效、高質的教學課堂。構建提供了新方向。

一、信息技術融入高中生物課堂的優勢

（一）豐富課堂教學資源

傳統模式下生物教學往往依賴教科書和教輔資料，僅從文字層面讓學生學習生物學科知識，這帶有極大的枯燥感，信息技術的融入可以將關鍵信息與精美的圖片，生動的視頻、權威的文獻以及前沿學科實驗緊密融合在一起，讓生物知識呈現的方式更加多樣化，在吸引學生注意力的同時，調動學生視覺、感覺、觸覺的參與。如DNA的復制、神經沖動的傳導等抽象難懂的內容，都可以通過圖片、動畫和視頻等形式直觀地展示。以豐富且優質的教學資源推進生物高效課堂構建，可方便學生清晰地觀察生物微觀結構及生理過程，從而加深對知識的理解。

（二）激發學生學習興趣

教學中融人枯燥的，從而可以激發學生學習的興趣。信息技術的運用還可以將一些細節部位放大，促進學生對知識細節的把握。如減數分裂過程，教師可以通過信息技術為學生展示視頻動畫，讓學生對聯會、四分體等核心概念深度理解。其次，所以信息技術的運用，還可為學生構建認知臺階，降低學生認知難度，激發學生學習興趣，進而促進生物高效課堂的構建。

（三）突破教學重難點

將信息技術融入高中生物課堂可以實現化抽象為形象、化靜態為動態、化無形為有形、化微觀為宏觀，聚焦生物學科重難點知識，幫助學生搭建形象思維與抽象知識的銜接橋梁，以降低學生理解的難度，還可以突破課堂局限，引導學生在課后反復觀看，強化使學生對一些重難點知識的理解更容易接受。如蛋白質的合成中的脫水縮合過程通過動畫展開，可讓學生直觀理解翻譯的其過程、條件以及進行的方向，再引導幫助學生突破知識重難點探究，直至掌握。

二、巧用信息技術構建高中生物高效課堂的策略

（一）開展情境教學，豐富學生學習體驗

高中階段生物課程學習節奏較快，對學生知識理解能力要求較高，為了讓學生快速進入學習狀態，教師可探索結合多媒體課件、微視頻等資源開展情境教學，讓學生對即將學習的內容充滿期待。

以“DNA復制”這部分內容為例，這是遺傳學研究的基礎，可助力學生理解生物內遺傳信息的穩定性、連續性。在這部分知識學習的過程中，DNA復制的概念、過程、特點和意義都屬于教學的難點。在課堂上，教師就可以直接拋出問題：假設你是“DNA復制工廠”的工程師，要如何確保每條新合成的DNA鏈與母鏈完全一致。創設直觀問題情境，引發學生探究期待。

接著，教師可以通過大屏幕為學生展示沃森和克里克《核酸的分子結構》論文的節選片段，讓學生思考他們提出了什么樣的假說，DNA的這種復制方式有什么特點。通過“半保留復制假說”這一概念，讓學生理解科學的嚴謹性，同時結合這一假說，讓學生可以進一步思考如何通過實驗的方式來驗證這一假說，進而引導學生對科學研究的方法開展討論。

在這一實驗研究的過程中，需要用到同位素標記技術，其操作難度較高。在現有條件下無法在實驗室中讓學生直接動手完成這一實驗。于是，教師可以探索運用實驗動畫的模式，讓學生跟隨鏡頭了解梅塞爾森和斯塔爾如何按照DNA復制假設，開展實驗推理，讓學生結合梅塞爾森和斯塔爾在實驗中獲得的半保留復制證據，通過圖示化方式來還原他們實驗設計的思路，可以進一步增強學生實驗設計意識。了解了DNA的半保留復制模式后，進一步讓學生思考DNA復制發生的時間、場所和條件分別是什么，在學生討論的基礎上，教師通過解密的方式為學生播放《神奇的遺傳物質DNA的復制過程》視頻，再讓學生利用課余時間嘗試制作DNA雙螺旋結構模型，通過情境創設將教學做緊密結合在一起，讓學生真正在掌握知識的前提下，成長為“DNA復制工廠”的工程師。

（二）應用智慧教育平臺，挖掘學習資源

為促進優質教育資源共享，教育部牽頭各地建設了國家中小學智慧教育平臺，其中匯聚了諸多名師的優質課，方便了教師為學生穿插其中的優質課例，促進高效課堂構建。

以“降低化學反應活化能的酶”這部分為例，涉及酶的作用與本質，還有酶的特性兩大部分，其中酶的作用與本質，需要學生以過氧化氫在不同條件下的分解為研究對象開展實踐探究。在智慧教育平臺助力下，教師可以將這部分內容有效前置，讓學生在課前進行自主學習。過氧化氫，也就是雙氧水，是生活中比較常見的一種消毒液，學生在體表傷口潰瘍時常會用到。因材料廉價易得，所以教師可以引導學生借助視頻在家庭條件下自主開展實驗，驗證溫度、催化劑等不同因素對實驗結果的影響，引導學生掌握用單一變量法開展實驗的有效方式，并對不同試管內的材料做好標記（見圖1）。

圖1智慧教育平臺·過氧化氫分解實驗

在學生自主學習的過程中，教師要鼓勵學生通過拍照或錄制視頻的方式記錄自己的實驗過程，然后再在課堂上與大家分享自己的實驗成果，增強學生課堂參與感。在學生自主進行課前實驗的前提下，教師與學生一起學習酶的作用和本質的這節課，整體推進過程就會更加流暢，教師與學生一起結合表格提供的信息（見表1），分析實驗設計思路，可讓學生深刻理解酶對細胞內化學反應至關重要。

表1比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗

另外，在國家中小學智慧教育平臺所提供的視頻資源中，還出現了拓展性任務，比較不同生物組織中過氧化氫酶的催化效果，并用注射器和塑料管這種簡單的實驗材料，將動物肝臟、黃豆、花生等作為實驗材料，通過觀察注射器內的氣體量比較過氧化氫酶的催化效果。這類實驗也非常適合學生在課外獨立操作，既能培養學生良好的動手意識，又能進一步讓學生學會對照實驗設計的方式方法，可培養學生嚴謹認真的探究習慣。

（三）開展虛擬實驗，體驗學科魅力

實驗是高中生物教學的核心一環，為加快課堂教學節奏，教師可通過一些虛擬仿真軟件，降低對實驗器材、場地的依賴，還能還原生物實驗過程，引導學生對實驗原理和實驗現象的透徹理解。

以“土壤中分解尿素的細菌分離與計數”這一實驗為例，這是讓學生了解土壤生態系統，具備分離細菌能力，建立環境保護意識的實驗。但是這個實驗對于材料的要求較高，如果學生采集土樣不合適很容易導致實驗失敗，在土樣保存和處理的過程中，學生也很容易出現失誤。實驗中培養基中各種成分的配比必須精確，否則會影響細菌的生長和分離效果。為了保障實驗進行的效果，引導學生透徹理解實驗原理，教師可以嘗試借助虛擬實驗環境，真實還原實驗過程。

虛擬實驗室自帶強大的3D引擎和仿真算法，可將實驗的每個環節進行高精度的3D建模。從第一步土壤取樣開始，系統會將取樣適合的地點、土壤形態進行直觀展示，學生需要嚴格按照正確的取樣操作方法選擇樣本并保存。實驗的第二步是培養基的制備，與真實實驗環境相似，體系提供了氮源培養基和牛肉膏蛋白肺培養基。在土壤稀釋操作中學生需要嚴格按照說明中提到的方法，稱取 10g 土壤，放入盛有 90mL 無菌水的三角瓶中，充分振蕩，再按照逐步稀釋的方法，分別制成 10¹ 、10² 、 10³ 、 10⁴ 、 10⁵ 、 10⁶ 、 10⁷ 倍土壤稀釋液，在這個過程中學生如果出現操作失誤，系統會提示出錯，并要求學生重新配置稀釋液。這種即時反饋模式，可引導學生具備嚴謹認真操作習慣。培養基制作完成后進入涂布平板環節，系統也有具體的操作說明（見圖2）。

圖2土壤中分解尿素的細菌分離與計數虛擬實驗平臺

這種實驗教學方式便捷安全，能引導學生對實驗現象進行細致觀察。在學生完成實驗操作后，后臺會生成相應的實驗記錄。教師可以結合實驗記錄，了解學生的操作是否規范。借助虛擬實驗平臺，學生可以多次實驗。這有助于培養學生認真嚴謹的科學精神，也能促進學生對實驗原理的深度理解。

（四）引入教育游戲，實現寓教于樂

進人高中階段，課程學習節奏加快，學生學習壓力較大，教師要引導學生通過輕松愉悅的方式鞏固知識，從而為生物課堂注人新活力。

以“遺傳與變異”這部分內容的學習為例，對堿基的配對，還有基因的表達模型，很多學生停留于機械記憶層面，運用不夠靈活。教師就可以結合電腦編程的相關內容，為學生開發基因探險家互動游戲APP。通過層層遞進的闖關方式，基礎階段畫面出現一個堿基，由學生從四個選項中為其選擇配對堿基，讓學生對A-T，C-G堿基配對模式扎實掌握。接著畫面出現四個堿基組成的單鏈，讓學生選擇對應的另一條單鏈結構。進階階段有選擇、填空、判斷各類問題，如：

例1.已知一段雙鏈DNA分子中，鳥嘌呤（G）所占的比例為 20% ，那么胸腺嘧啶（T）所占的比例為；

A. 20% B. 30% （204號 C.40% D. 50%

例2.DNA分子中，A與T之間通過 個氫鍵相連，G與C之間通過 個氫鍵相連。讓學生在模擬。

通過闖關挑戰的方式，將游戲互動與遺傳變異的相關問題融合在一起，答對則直接進入下一關，答錯需要從頭開始。教師可以在數據后臺統計學生的答題速度、容題準確率，并引人了競技模式，將學生的成績形成排行榜，可有效促進學生學習潛能釋放，增強學生問題解決能力。

三、結束語

總之，信息技術在高中生物教學中的應用，可激發學生的學習興趣，拓寬學生知識視野。的教師要在尊重學生主體地位的基礎上，將生物學習與情境教學、智慧教育平臺、虛擬仿真實驗、教育游戲充分結合積極運用信息化工具，滿足學生的個性化學習需求，不斷優化學生的學習體驗，的提升學生的生物學習及實驗能力。

作者單位：王英杰 山東省濟鋼高級中學

參考文獻

[1]來有忠.信息技術背景下高中生物深度教學策略[J].天津教育，2024，（29）：56-58.

[2]李芯蕊.信息技術與高中生物教學深度融合策略探究[J].學苑教育，2024，（25）：49-51.

[3]梁雪.信息技術與高中生物教學的融合策略[J].華夏教師，2024，（14）：126-128.

[4]寇珊珊，譚衛梅，吳立清，等.信息技術與探究式學習融合策略在高中生物概念教學中的應用[J].中學教學參考，2023，（17）：90-92.

[5]劉楊.信息技術在高中生物教學中的應用策略研究[J].高考，2023，（13）：82-84.