一、引言
將“互聯網 +′ 融入高中生物教學,突破了時間與空間的限制,豐富了教學內容,創新了教學形態。教師應積極探索信息技術賦能生物教學方式,提升生物教學質量,及學生生物學科素養。
二、高中生物新型課堂教學模式的構建意義(一)突破知識呈現局限,深化概念理解
高中生物知識體系具有復雜性,它包含微觀層面的細胞結構等內容,也含有宏觀層面的生態系統等多元部分。傳統教學通常是以靜態文本以及簡單演示來傳遞知識,當面對像細胞內復雜生理過程、生態系統動態平衡這類抽象概念時,學生由于缺乏直觀的感知,在理解上容易出現偏差。而應用信息技術,通過3D建模、動畫演示等手段,能將細胞以動態、立體的方式呈現出來。同時,教師還可以結合虛擬仿真技術,拆解微觀結構、還原生理過程,使學生突破認知的盲區,準確把握知識的邏輯,加深對核心概念的理解,構建清晰的知識框架[1]
(二)激發學生主體意識,促進自主學習
傳統課堂主要是教師講授為主,學生被動接收。而信息技術的融入能夠幫助學生構建起開放的學習環境,突破時空與資源的限制。如在線平臺的應用,平臺收集了豐富的學習素材,包含如實驗視頻、科學史資料、拓展閱讀等,學生可自行篩選并規劃學習路徑。如在學習“DNA是主要的遺傳物質”內容時,學生可通過在線平臺觀察實驗過程、分析科學證據,從被動地“聽結論”轉變為主動地“找證據、推結論”,這激發了他們的主體意識,培養了自主學習能力,提高了獨立思考與知識建構能力[2]。
(三)聯結理論與實踐,提升應用能力
高中生物教學著重突出知識的實踐性,然而傳統教學因受到場地、設備等限制,導致理論與實踐出現脫節的狀況。而應用信息技術能夠為理論與實踐架起橋梁,比如,應用虛擬實驗模擬真實的操作場景,像發酵條件調控、遺傳實驗設計等,學生可以在線對變量進行調整,并觀察結果,以此強化對理論知識的應用。教師也可以結合生活中的案例,比如發酵食品制作、遺傳病分析,引導學生運用所學的理論去剖析實際問題,挖掘知識與生活之間的聯系,提高學生知識遷移以及實踐創新的能力。
三、“互聯網 + ”背景下高中生物新型課堂教學模式構建原則
(一)以生為本
“以生為本”是教學的關鍵,學生學習基礎各不同,能力水平也不一樣,這些差異決定了教師在教學時必須因材施教。教師可通過應用信息技術構建分層資源體系,如為基礎較為薄弱的學生提供概念解析類的微課,以此來拆解知識的難點部分;為優秀的學生推送拓展剖析項目,延伸知識的深度。確保每一個學生都可借助技術實現知識的進階,凸顯學生在學習過程中的主體地位,推動實現“教隨學變”。
(二)融合創新
信息技術和教學的融合并非單純的“技術附加”,而是要深人滲透到教學的整個流程之中,對教學形態進行重塑。從教學環節來看,在線協作工具可打破小組討論在時間和空間上的限制,達成跨班級以及跨地域的思維碰撞;數據反饋系統可以實時獲取學生的學習數據,為教學決策提供精確依據。因此,教師在選用信息技術手段輔助教學時,應將其作為教學創新的“引擎”,推動教學流程的優化、方法的持續迭代,促使教學理念從“以教為中心”朝著“以學為中心”轉變,達成教學實踐從傳統模式到智慧模式的雙重突破,讓課堂更具活力和效能[3]。
(三)適度適用
信息技術的應用應當始終堅守“服務教學”這一本質,緊密貼合教學的實際場景。教學內容和目標乃是選擇技術工具的“標尺”,倘若復雜技術脫離了教學需求,那么就會淪為一種形式上的累贅。如在講解“神經調節的基本方式”這一內容時,教師可以通過動畫演示來呈現反射弧結構以及興奮傳導的邏輯,并不需要去追求高成本且高復雜度的虛擬仿真。同時,教師需要精準地判斷技術的“適配度”,將簡便、有效當作準則,使得技術成為教學的“輔助者”而非“主導者”,確保技術應用始終圍繞教學目標展開,規避“為用技術而用技術”的形式主義,回歸教學的本真。
四、“互聯網 +' ”背景下高中生物新型課堂教學模式構建策略
(一)整合數字化資源,構建知識圖譜
教師可依托互聯網,結合人教版教材的知識體系,整合優質數字化素材,比如微課、動畫以及學術論文等,構建起結構化知識圖譜。并以知識節點當作核心,對資源進行關聯拓展,以此幫助學生從多個維度去理解知識,形成系統的認知,突破教材知識線性呈現的局限。
以人教版必修2“遺傳與進化”中的“基因的本質”作為例子,此單元內容包括“DNA是主要的遺傳物質”“DNA的結構”“DNA的復制”等知識,教師需要對資源進行整合。其一,制作系列微課,像《肺炎鏈球菌轉化實驗的科學邏輯》,將實驗設計思路以及結論推導進行拆解;其二,收集3D動畫,以動態的形式展示DNA雙螺旋結構構建以及堿基配對、解旋復制的過程;其三,鏈接《自然》雜志上關于DNA修復機制的最新研究論文。
在構建知識圖譜期間,教師可以將“基因的本質”設定為核心節點,并在其下設置“實驗證據”“結構解析”“功能實現”以及“前沿研究”這些分支,每一個分支都關聯著相應的數字化資源。學生在學習過程中,可從核心節點開始,自行選擇分支展開探索,借助微課理解實驗邏輯,通過動畫來掌握結構與復制方面的知識,運用論文了解知識的拓展情況,系統地構建起“基因的本質”知識體系,加深對該單元內容的理解程度。
在知識圖譜的應用過程中,教師可憑借平臺所提供的數據,對學生的學習軌跡進行追蹤。舉例來說,若察覺學生在“DNA復制的酶促反應”這一環節所停留的時間較長且提問數量較多,便可以針對性地補充DNA聚合酶作用機制的動畫解析內容,或者組織線上小型討論活動,促使學生可交流對于復制保真度的理解。還可以鼓勵學生借助圖譜開展知識拓展創作活動,比如繪制具有個人特色的DNA研究時間軸,把教材實驗以及前沿論文里的發現依照時間順序串聯起來,加深學生對“基因的本質”單元知識傳承與發展的認識,使得知識圖譜成為不斷動態生長的學習載體。
(二)創新互動模式,打造智慧課堂
教師可借助在線平臺或互動工具創新課堂互動形式,突破時間空間以及人數方面的限制。鼓勵學生通過在線平臺交流觀點,碰撞思想,共享資源,提升課堂教學效率。
以人教版必修1“分子與細胞”當中“細胞呼吸的原理和應用”這一內容的教學作為實例,教師可以借助智慧課堂平臺來展開教學活動:在課程開始之前,教師先通過該平臺發布預習任務,同時推送細胞呼吸過程的動畫以及生活中發酵食品制作相關的短視頻。這些短視頻體現了細胞呼吸的應用,學生在觀看之后,可以在平臺上留言并提出問題,比如“有氧呼吸和無氧呼吸的能量轉化效率為什么會有所不同”。
在課堂教學中,教師可依據學生預習反饋情況,借助平臺的實時投票功能,發起關于“細胞呼吸原理在農業生產中的應用方式”的觀點投票活動。學生們在面對如“中耕松土促進根細胞呼吸”以及“水稻曬田抑制無氧呼吸”等選項時進行選擇,平臺可迅速統計出相應結果。教師針對不同的觀點,組織學生展開在線小組討論,小組成員借助平臺聊天框進行交流,詳細闡述各自選擇的依據。比如,某個小組結合細胞呼吸三個階段的物質變化情況,深人分析中耕松土增加氧氣供應對于ATP生成所產生的影響。在整個討論過程中,教師借助平臺的巡視功能,及時參與到各個小組的交流之中,為學生答疑解惑并給予指導。
課后,教師可以于平臺之上布置拓展性任務,要求學生以小組形式制作關于“細胞呼吸原理在食品保鮮中的應用”的演示文稿,完成后在該平臺提交。之后,教師可以進行在線點評,同時讓學生之間也展開互評,以此延續互動學習的模式,打造出一個包含預習直至課后整個流程的智慧互動課堂,加深學生對于細胞呼吸原理
及其應用的理解程度。
(三)創設沉浸式情境,深化知識遷移
教師借助虛擬現實技術也就是VR,創設和高中生物知識相關聯的沉浸式情境,讓學生在虛擬場景里進行觀察、展開操作以及開展剖析活動,把抽象的知識轉變成直觀的體驗,以此推動知識的遷移應用,提高學生解決實際問題的能力,同時提高學習過程的趣味性與代人感。
以人教版選修2“生物與環境”里“生態系統的能量流動”這一內容的教學為例,教師可以借助VR技術構建“虛擬草原生態系統”情境。學生戴上VR設備進入該場景后,可觀察到草原上作為生產者的草,以及各級消費者比如羊、狼等,以及作為分解者的土壤微生物。
起初,系統會引導學生去追蹤能量流動的路徑,具體是從太陽能進入草的光合作用開始,接著到草被羊攝食后,能量在羊體內發生轉化,比如用于生長以及呼吸消耗等方面,再到羊被狼捕食后的能量傳遞過程,以及動植物遺體被分解者分解時所產生的能量釋放情況。學生處于虛擬情境之中,通過手動標記能量流動的節點,對每個環節的能量去向以及傳遞效率展開分析。
隨后設定這樣一個任務:“倘若在草原引入新物種野兔,那么會對生態系統的能量流動產生怎樣的影響呢?”學生們通過對野兔數量進行調整,并且仔細觀察生態系統里各生物數量以及能量分配的變化情況,以此來剖析新物種對能量流動所造成的干擾。借助沉浸式的情境,學生們可直觀感受到生態系統能量流動的動態過程,把教材中“能量流動的單向性、逐級遞減性”等相關知識,運用到實際生態系統變化的分析當中,加深對“生態系統及其穩定性”單元知識的理解與運用。
(四)搭建多元評價體系,精準反饋學情
教師可借助在線平臺,構建起一套多元評價體系,該體系包含過程性評價以及終結性評價。過程性評價涉及學生在線學習的時長、資源訪問的具體情況以及互動參與的程度等方面;終結性評價則結合線上測試以及項目成果等內容,運用大數據分析,可精確反饋出學生知識掌握以及能力發展的狀況,為教學調整和個性化指導提供相應依據。
以人教版選修3“生物科技與工程”里“植物細胞工程”的教學為例,在教學過程中,教師借助在線學習平臺來記錄學生的學習數據,比如學生觀看“菊花的組織培養”微課的時長以及次數,參與“植物細胞工程應用案例”在線討論時的發言質量。這里的發言質量是結合平臺智能分析觀點的創新性與科學性得出的,以及完成“植物細胞工程技術流程圖繪制”線上作業的正確率等,將這些數據用作過程性評價的依據。
在終結性評價階段,布置一項名為“植物細胞工程在作物育種中的應用方案設計”的項目,學生們需借助平臺提交他們所設計的方案。而教師會依據方案的科學性,比如技術流程是否合理、創新性,有無結合新的基因編輯技術應用以及可行性,還有成本與周期的分析等多個維度來進行評分。教師還可以開展線上測試,以此考查學生對于植物細胞工程原理、操作步驟等方面知識的掌握情況。
在此基礎上,平臺會整合分析過程性評價數據以及終結性評價數據,生成學生個人學情報告。若報告顯示某學生在“植物細胞全能性理解”方面知識掌握較為薄弱,而在“組織培養操作步驟應用”中實踐思維表現突出,教師可根據這份報告,為該學生推送有針對性的補學資源,比如細胞全能性拓展微課,并布置實踐拓展任務。最后,優化組織培養方案,以此達成精準教學反饋以及個性化指導,提升教學質量以及學生的學習效果。
五、結束語
綜上所述,本文基于“互聯網 + ”,探究高中生物新型課堂教學模式的構建,如對各類資源進行整合,實現互動方式的創新,創設出適宜的教學情境,同時還要完善相應的評價體系,再結合人教版教材開展實踐活動,突破傳統教學局限,提升教學質量,提升學生的生物學科核心素養。
作者單位:楊銀致甘肅省蘭州市蘭州新區高級中學
參考文獻
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[2]孔慶菊.利用信息技術構建高中生物新型課堂教學模式研究[J].中國新通信,2024,26(15):196-198+195.
[3]蔣保銀.信息技術創建高中生物新型課堂教學模式研究[J].中國新通信,2024,26(14):218-220.