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核心素養(yǎng)下高中生物課堂信息化教學(xué)探究

2024-09-27 00:00:00邱方方
高考·上 2024年10期

摘 要:隨著科技的迅猛發(fā)展,信息化教學(xué)成為教育改革的重要方向。在核心素養(yǎng)框架下,高中生物課堂亟須探索與實(shí)踐信息化教學(xué)策略,培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。這是時(shí)代對教育提出的新要求,也是教育自身不斷創(chuàng)新發(fā)展的內(nèi)在需要。因此,本文將深入探究核心素養(yǎng)下高中生物課堂信息化教學(xué)的策略與實(shí)踐,為教育改革貢獻(xiàn)綿薄之力。

關(guān)鍵詞:核心素養(yǎng);高中生物;信息化教學(xué)

在21世紀(jì)這個(gè)信息化飛速發(fā)展的時(shí)代,教育行業(yè)面臨前所未有的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。核心素養(yǎng)的培養(yǎng)成為教育改革的重要目標(biāo),高中生物課堂作為科學(xué)教育的重要陣地,信息化教學(xué)的探究與實(shí)踐尤為重要。如何有效利用信息技術(shù)手段,提升學(xué)生的生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究能力和社會責(zé)任感,成為當(dāng)前教育領(lǐng)域亟待探討的重要課題。

一、高中生物核心素養(yǎng)論述

(一)生命觀念

生命觀念是對生命現(xiàn)象的本質(zhì)、特征和相互關(guān)系的基本理解和認(rèn)識。在高中生物教學(xué)中,學(xué)生應(yīng)樹立生命是復(fù)雜系統(tǒng)、生命具有物質(zhì)性和能量轉(zhuǎn)換等基本觀念,理解生命體結(jié)構(gòu)與功能、進(jìn)化與適應(yīng)、穩(wěn)態(tài)與平衡等基本原理。這種生命觀念有助于學(xué)生更深入地理解生命的奧秘,培養(yǎng)對生命的敬畏和尊重,為學(xué)習(xí)和探究生物知識奠定基礎(chǔ)。

(二)科學(xué)思維

科學(xué)思維是運(yùn)用科學(xué)的方法、邏輯和證據(jù)認(rèn)識事物、解決問題的思維方式。學(xué)生應(yīng)學(xué)會運(yùn)用歸納、演繹、類比等邏輯推理方法,以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析等科學(xué)方法,探究生命現(xiàn)象和規(guī)律。這種科學(xué)思維有助于學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)、客觀的科學(xué)態(tài)度,提高分析問題和解決問題的能力,為未來的科學(xué)研究和職業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

(三)科學(xué)探究

科學(xué)探究是通過觀察、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查等方式,對自然現(xiàn)象進(jìn)行探索和研究的過程。學(xué)生應(yīng)積極參與各種科學(xué)探究活動(dòng),學(xué)會提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集和分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論等探究步驟。這種科學(xué)探究有助于學(xué)生培養(yǎng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神,激發(fā)對科學(xué)研究的興趣和熱情,為深入理解和掌握生物知識提供有效途徑。

(四)社會責(zé)任

社會責(zé)任是個(gè)人或團(tuán)體在社會生活中承擔(dān)的義務(wù)和責(zé)任。學(xué)生應(yīng)意識到生物知識與人類健康、環(huán)境保護(hù)、資源開發(fā)等社會問題密切相關(guān),學(xué)會運(yùn)用所學(xué)知識分析社會現(xiàn)象、參與社會決策。這種社會責(zé)任感有助于學(xué)生形成積極向上的價(jià)值觀和世界觀,增強(qiáng)為社會作貢獻(xiàn)的意識和能力,為構(gòu)建和諧社會貢獻(xiàn)力量。

二、信息化教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)方面的作用

(一)促進(jìn)生命觀念的形成與深化

信息化教學(xué)通過生動(dòng)、形象的多媒體展示,將抽象的生物概念、原理和過程直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前,有助于學(xué)生更好地理解和掌握生命現(xiàn)象和規(guī)律。通過模擬實(shí)驗(yàn)、動(dòng)畫演示等手段,信息化教學(xué)可以幫助學(xué)生建立生命系統(tǒng)的整體觀念,深入理解生命的本質(zhì)和特征,形成和深化生命觀念。如:在教學(xué)“細(xì)胞的生命歷程”或“遺傳與進(jìn)化”時(shí),信息化教學(xué)可以通過生動(dòng)、形象的多媒體展示,將這些抽象的生物概念、原理和過程直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前。比如:通過動(dòng)畫演示細(xì)胞分裂的各個(gè)階段,或者利用3D模型展示DNA雙螺旋結(jié)構(gòu),都有助于學(xué)生更好地理解和掌握生命的奧秘。

(二)培養(yǎng)科學(xué)思維習(xí)慣與能力

信息化教學(xué)注重引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)的方法論和認(rèn)識論探究生命現(xiàn)象。通過在線討論、數(shù)據(jù)分析、案例研究等信息化教學(xué)手段,學(xué)生可以鍛煉自己的邏輯思維、批判性思維和創(chuàng)新性思維,培養(yǎng)科學(xué)思維習(xí)慣和能力。信息化教學(xué)還提供了豐富的資源和工具,支持學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和合作探究,促進(jìn)科學(xué)思維的發(fā)展。如:在探究“遺傳與進(jìn)化”這一主題時(shí),信息化教學(xué)可以通過在線討論讓學(xué)生圍繞“基因突變與遺傳疾病”展開討論,促使他們運(yùn)用所學(xué)知識分析實(shí)際問題,鍛煉邏輯思維和批判性思維能力。

(三)提升科學(xué)探究能力與實(shí)踐技能

信息化教學(xué)為學(xué)生提供了廣闊的科學(xué)探究空間。通過虛擬實(shí)驗(yàn)室、在線模擬實(shí)驗(yàn)等信息化教學(xué)環(huán)境,學(xué)生可以親身體驗(yàn)科學(xué)探究的全過程,包括提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集和分析數(shù)據(jù)以及得出結(jié)論。這種實(shí)踐性的學(xué)習(xí)方式有助于提升學(xué)生的科學(xué)探究能力和實(shí)踐技能,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。如,在學(xué)習(xí)“細(xì)胞呼吸”時(shí),學(xué)生可以利用虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行在線模擬實(shí)驗(yàn),親身體驗(yàn)細(xì)胞呼吸的整個(gè)過程。他們可以自主提出問題,比如,不同條件下細(xì)胞呼吸的速率會有何變化?隨后作出假設(shè),并設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案。在實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生需要收集和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),比如測量不同氧濃度下細(xì)胞的呼吸速率,并最終得出結(jié)論。

(四)強(qiáng)化社會責(zé)任感與倫理意識

信息化教學(xué)關(guān)注學(xué)生的知識掌握和技能提升,注重培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感和倫理意識。通過引入社會熱點(diǎn)、環(huán)境問題等現(xiàn)實(shí)案例,信息化教學(xué)可以引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生物知識在社會生活中的應(yīng)用和影響,培養(yǎng)他們的環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展觀念。通過在線討論、角色扮演等信息化教學(xué)活動(dòng),學(xué)生還可以探討生物領(lǐng)域的倫理問題,增強(qiáng)倫理意識和社會責(zé)任感。如在講解“生態(tài)保護(hù)”的相關(guān)知識時(shí),教師可以通過信息化教學(xué)手段,如,引入關(guān)于生物多樣性減少、環(huán)境污染等社會熱點(diǎn)問題和現(xiàn)實(shí)案例,讓學(xué)生深刻認(rèn)識到生物知識在社會生活中的重要性,激發(fā)學(xué)生對環(huán)境保護(hù)的關(guān)切,培養(yǎng)他們的環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展觀念[1]。

三、核心素養(yǎng)下高中生物課堂信息化教學(xué)策略

(一)借助信息技術(shù),設(shè)計(jì)教學(xué)情境,感悟生命之美

高中生物課堂可以巧妙運(yùn)用信息技術(shù),創(chuàng)設(shè)出生動(dòng)逼真的教學(xué)情境。通過展示豐富多彩的生物圖像、動(dòng)畫和視頻,教師能夠帶領(lǐng)學(xué)生深入探索生命的奧秘,直觀感受生物多樣性和生命形態(tài)的瑰麗。這種沉浸式的教學(xué)環(huán)境,不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還能讓他們在欣賞生命之美的過程中,深刻理解生物知識,培養(yǎng)對生命的敬畏和熱愛[2]。

在人教版必修1的“細(xì)胞的生命歷程”這一章節(jié)中,教師可以巧妙運(yùn)用信息技術(shù),為學(xué)生打造一個(gè)生動(dòng)逼真、充滿探索氛圍的教學(xué)情境。通過展示精心制作的細(xì)胞分裂與分化的動(dòng)畫,教師將學(xué)生帶入一個(gè)直觀且富有動(dòng)態(tài)的學(xué)習(xí)環(huán)境。在這部動(dòng)畫中,細(xì)胞的生命歷程被精心呈現(xiàn),從初始的單個(gè)細(xì)胞開始,逐步展示其分裂成兩個(gè)、四個(gè)乃至更多細(xì)胞的過程。動(dòng)畫細(xì)致描繪了細(xì)胞分裂時(shí)染色體的復(fù)制和分配,以及新細(xì)胞膜的形成,使得學(xué)生能夠清晰地觀察到每一次分裂的細(xì)節(jié)。隨著動(dòng)畫的深入,細(xì)胞分化的奇妙景象逐漸展開。學(xué)生們看到,原本相同的細(xì)胞開始逐漸發(fā)展出不同的形態(tài)和功能,形成了多種多樣的細(xì)胞類型,如肌肉細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等。這一過程通過動(dòng)畫中色彩和形狀的變化得以生動(dòng)體現(xiàn),幫助學(xué)生理解細(xì)胞分化對于生物體發(fā)育和組織形成的重要性。這樣的視頻內(nèi)容使學(xué)生仿佛置身于微觀世界,目睹細(xì)胞從一個(gè)簡單的結(jié)構(gòu)逐漸分裂、分化成為復(fù)雜多樣的生物體。這種沉浸式的視覺體驗(yàn),不僅讓學(xué)生對細(xì)胞的生命歷程有了更加深刻的認(rèn)知,還激發(fā)了他們對生物知識的強(qiáng)烈好奇心。在這個(gè)教學(xué)情境中,教師可以結(jié)合豐富的生物圖像和案例,引導(dǎo)學(xué)生思考細(xì)胞分裂與分化對生物體生長、發(fā)育和衰老的影響。此外,教師還可以利用信息技術(shù)設(shè)計(jì)互動(dòng)環(huán)節(jié),如模擬實(shí)驗(yàn)和在線測試,讓學(xué)生親身參與細(xì)胞生命歷程的探索過程。通過信息技術(shù)的巧妙運(yùn)用,高中生物課堂變得更加生動(dòng)有趣。在“細(xì)胞的生命歷程”這一教學(xué)情境中,學(xué)生們不僅能夠深刻理解生物知識,還能在欣賞生命之美的過程中,培養(yǎng)對生命的尊重和珍視。

(二)借助信息技術(shù),輔助復(fù)習(xí)總結(jié),培養(yǎng)科學(xué)思維能力

信息技術(shù)是高中生物復(fù)習(xí)總結(jié)的有力助手。教師可以利用數(shù)字化工具和資源,制作交互式課件、思維導(dǎo)圖和知識圖譜,幫助學(xué)生系統(tǒng)地梳理生物知識點(diǎn),構(gòu)建完整的知識體系。通過這種方式,學(xué)生不僅能夠更加高效地復(fù)習(xí)和鞏固所學(xué)知識,還能在整理和總結(jié)的過程中,鍛煉歸納、分析和綜合等科學(xué)思維能力,提升解決問題的能力[3]。

在教學(xué)人教版必修1的“光合作用的原理和應(yīng)用”的內(nèi)容時(shí),主要是讓學(xué)生理解光合作用的基本過程,掌握其在實(shí)際生活中的應(yīng)用。因此,在復(fù)習(xí)這一知識領(lǐng)域的時(shí)候,可以借助信息技術(shù)工具,在微課中,以光合作用的原理為核心,以反應(yīng)過程、影響因素以及實(shí)踐應(yīng)用為分支,在反應(yīng)過程分支上分別以關(guān)鍵詞“光反應(yīng)、暗反應(yīng)、電子傳遞鏈、碳同化”等為指引,在影響因素分支上,以“光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度、溫度”為要點(diǎn),在實(shí)踐應(yīng)用分支上,突出“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)”等關(guān)鍵詞,構(gòu)建詳盡的知識圖譜并分享到班級學(xué)習(xí)平臺,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究。在課件中,圍繞思維導(dǎo)圖,設(shè)計(jì)以下問題,進(jìn)行逐步深入,如:

①光合作用分為哪兩個(gè)階段?每個(gè)階段的主要反應(yīng)是什么?

②哪些環(huán)境因素會影響光合作用的效率?如何影響?

③在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,如何利用光合作用的原理來提高作物產(chǎn)量?

通過信息技術(shù)的輔助,結(jié)合知識圖譜和問題探究,幫助學(xué)生建立起系統(tǒng)的知識框架,讓學(xué)生依據(jù)微課進(jìn)行自主學(xué)習(xí),利用知識圖譜串聯(lián)起各個(gè)知識點(diǎn),理解它們之間的內(nèi)在聯(lián)系,提升分析和解決問題的能力,培養(yǎng)科學(xué)思維的能力,使其能夠運(yùn)用科學(xué)的視角,對生物知識進(jìn)行探索和實(shí)踐。這樣既可以形成高效的學(xué)習(xí)策略,又可以加深學(xué)生對生物知識內(nèi)容的理解,優(yōu)化學(xué)習(xí)效果。

(三)借助信息技術(shù),引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)教學(xué),培養(yǎng)科學(xué)探究能力

信息技術(shù)在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮著重要作用。通過虛擬實(shí)驗(yàn)、模擬仿真等先進(jìn)技術(shù)手段,教師可以在課堂上模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,讓學(xué)生在安全、可控的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。這種教學(xué)方式不僅能夠突破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)空限制,還能有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。學(xué)生在信息技術(shù)的引導(dǎo)下,能夠自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、收集和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),從而深入理解生物原理,提升實(shí)踐操作能力。

例如,在教學(xué)人教版必修1的“細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能”的相關(guān)知識時(shí),重點(diǎn)是探究細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特性及其功能表現(xiàn),理解細(xì)胞膜的選擇透過性等關(guān)鍵原理,在了解實(shí)驗(yàn)過程的基礎(chǔ)上,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力和分析問題的能力。那么,在學(xué)習(xí)階段,可以借助微課展示細(xì)胞膜制備與觀察的實(shí)驗(yàn)步驟,在觀看視頻的過程中,讓學(xué)生對細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)有一個(gè)直觀的認(rèn)識,并能描述其組成和特點(diǎn)。結(jié)合實(shí)驗(yàn)演示培養(yǎng)觀察能力,引導(dǎo)其領(lǐng)會細(xì)胞膜的功能。接著在微課中,模擬物質(zhì)通過細(xì)胞膜的實(shí)驗(yàn),用不同顏色和大小的珠子代表不同物質(zhì),展示珠子通過模擬細(xì)胞膜的過程,在實(shí)驗(yàn)?zāi)M的過程中,引導(dǎo)其體驗(yàn)細(xì)胞膜的選擇透過性。然后,在實(shí)際教學(xué)的時(shí)候,為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)材料和器具,如細(xì)胞膜制備所需的試劑、離心管、顯微鏡等,指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)微課中的實(shí)驗(yàn)操作,自主進(jìn)行細(xì)胞膜的提取與觀察,思考并討論哪些因素會影響細(xì)胞膜的制備效果?如何優(yōu)化實(shí)驗(yàn)步驟?在觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的過程中,鍛煉實(shí)踐操作能力,激發(fā)學(xué)生的探究欲望,提升生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。這樣既可以加深學(xué)生對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能的理解,又可以在實(shí)驗(yàn)操作的實(shí)踐中,培養(yǎng)科學(xué)探索和實(shí)驗(yàn)技能的綜合能力,促使學(xué)生以科學(xué)的態(tài)度對待實(shí)驗(yàn)探究,在觀察、分析和解決問題的過程中,形成良好的科學(xué)素養(yǎng)。

(四)借助信息技術(shù),搭建交流平臺,共筑社會責(zé)任

借助先進(jìn)的信息技術(shù),教師可以為高中生物教學(xué)搭建起一個(gè)高效、便捷的交流和分享平臺。通過利用網(wǎng)絡(luò)平臺等在線教育工具,教師能夠?qū)崿F(xiàn)與學(xué)生的實(shí)時(shí)互動(dòng),共同探索生物領(lǐng)域的奧秘。同時(shí),教師還可以引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注當(dāng)前的社會熱點(diǎn)生物問題,如生態(tài)環(huán)境保護(hù)、生物多樣性保護(hù)等,從而激發(fā)他們的社會責(zé)任感和使命感。這種信息化的教學(xué)方式不僅有助于學(xué)生拓寬知識視野,更能夠讓他們在參與解決社會問題的過程中,深刻領(lǐng)會生物的社會價(jià)值和意義。

以人教版選擇性必修2的“人類活動(dòng)對生態(tài)環(huán)境的影響”為例。借助信息技術(shù),教師可以搭建交流平臺,聚集社會正能量,共同應(yīng)對人類活動(dòng)對生態(tài)環(huán)境的影響。以下是一些教學(xué)示例:

環(huán)保公益活動(dòng)宣傳:通過網(wǎng)絡(luò)平臺,如社交媒體、環(huán)保網(wǎng)站等,宣傳和推廣各種環(huán)保公益活動(dòng)。例如,組織線上植樹活動(dòng),鼓勵(lì)學(xué)生通過捐款或參與虛擬植樹來支持實(shí)際的植樹造林項(xiàng)目。這種活動(dòng)不僅增強(qiáng)了學(xué)生的環(huán)保意識,還實(shí)際改善了生態(tài)環(huán)境。

綠色生活方式分享:在交流平臺上,學(xué)生可以分享自己的綠色生活方式,如垃圾分類、節(jié)約用水、減少一次性塑料使用等。這些分享能夠激勵(lì)更多學(xué)生參與到環(huán)保行動(dòng)中來,共同減少對生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響。

環(huán)??萍紕?chuàng)新展示:利用信息技術(shù)展示和推廣環(huán)??萍紕?chuàng)新成果,如清潔能源技術(shù)、廢物處理技術(shù)、生態(tài)修復(fù)技術(shù)等。這些技術(shù)的展示不僅能夠激發(fā)學(xué)生對環(huán)??萍嫉呐d趣和關(guān)注,還能推動(dòng)學(xué)生參與到改善生態(tài)環(huán)境的活動(dòng)中來。

生態(tài)保護(hù)項(xiàng)目直播:通過網(wǎng)絡(luò)直播的方式,展示生態(tài)保護(hù)項(xiàng)目的進(jìn)展和成果。例如,直播野生動(dòng)物保護(hù)區(qū)的實(shí)時(shí)畫面,讓網(wǎng)友目睹保護(hù)工作的成效;或者直播植樹造林、濕地修復(fù)等項(xiàng)目的實(shí)施過程,增強(qiáng)學(xué)生對生態(tài)保護(hù)工作的認(rèn)同感和支持度。

這些正能量的例子展示了信息技術(shù)在搭建交流平臺、共筑社會責(zé)任方面的巨大潛力。通過這些平臺,可以匯聚社會力量,共同應(yīng)對人類活動(dòng)對生態(tài)環(huán)境的影響,為建設(shè)一個(gè)更加綠色、可持續(xù)的世界貢獻(xiàn)力量。

結(jié)束語

綜上所述,核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的高中生物課堂信息化教學(xué)是一種創(chuàng)新且富有成效的教學(xué)模式。它通過融入信息技術(shù),不僅豐富了教學(xué)內(nèi)容和手段,更在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、創(chuàng)新思維和社會責(zé)任感等核心素養(yǎng)方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。未來,生物教師應(yīng)繼續(xù)深化信息化教學(xué)實(shí)踐,不斷探索與核心素養(yǎng)相契合的教學(xué)方法,以推動(dòng)高中生物教育質(zhì)量的持續(xù)提升。

參考文獻(xiàn)

[1]庚承紅.核心素養(yǎng)下高中生物教學(xué)探討[J].發(fā)現(xiàn),2018(10):1.

[2]李熹.核心素養(yǎng)下高中生物與信息技術(shù)結(jié)合的有效性探究[J].教育信息化論壇,2022,6(4):3.

[3]周軍鴿.核心素養(yǎng)視域下高中生物信息化教學(xué)研究[J].啟迪與智慧(上),2023(11):3-5.

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