信息技術促進深度學習的初中生物教學設計淺析——以《節肢動物》為例

何夏森

信息技術促進深度學習的初中生物教學設計淺析——以《節肢動物》為例

何夏森

（泉州第五中學，福建泉州362000）

本文基于以福建教育資源平臺為支撐的“天喻教育智慧課堂”系列軟件，整合電子白板、移動講臺、學生平板等智能設備，通過北師大版八年級生物學的教學實踐，探討運用信息技術互動模式促進學生在初中生物課堂中深度學習的有效做法。

信息技術；深度學習；初中生物

《初中生物新課程標準（2011版）》明確提出“提高每個學生的生物科學素養”的課程基本理念，這要求教師借助一定的信息技術手段，設計探究學習活動，引導學生深度學習，培養學生的生物科學素養。

本研究出現的深度學習是指教育領域中的深度學習。在教師引領下，學生圍繞具有挑戰性的學習主題，全身心積極參與、體驗成功、獲得發展的有意義的學習過程。在這個過程中，學生掌握學科的核心知識，理解學習的過程，把握學科的本質及思想方法，形成積極的內在學習動機、形成積極的情感、態度、正確的價值觀，成為既具獨立性、批判性、創造性又有合作精神、基礎扎實的優秀的學習者。

本研究借助我國學者吳秀娟等人構建的深度學習一般過程模型（如圖1），基于以福建教育資源平臺為支撐的“天喻教育智慧課堂”系列軟件，整合電子白板、移動講臺、學生平板等設備，通過教學實踐探討信息技術促進初中生物課堂深度學習的有效做法。

圖1　深度學習一般過程模型

一、例析初中生物深度學習教學設計——《節肢動物》

本課內容是北師大版《生物學》八年級下冊第二十二章第4節第3課時。本設計注重讓學生通過多手段的觀察、對比，引導學生將觀察到的形態結構列表比較，既求異更求同，歸納節肢動物和昆蟲的主要特征，并嘗試將動物進行歸類，側重促進學生通過深度學習提升認識、思維水平，并達成多維的教學目標。

知識與技能方面，學生要達成能夠概述節肢動物和昆蟲的主要特征，識別節肢動物和昆蟲，舉例說明節肢動物與人類的關系。過程與方法方面，學生通過對比不同類群的動物，區分它們的異同，思考這些結構與功能的關系，學習歸納總結的方法，達到提升科學思維的目標。參與“觀察動物模型”和“將動物進行分類”等學習活動，學生可以增強觀察能力、分析問題能力、語言表達能力等。情感態度與價值觀方面，學生應體會動物的多樣性，認識到不同類群的生物與人類的關系，強化熱愛動物、保護動物的情感。

本設計利用模型、圖片、視頻等素材，通過教師的引導，讓學生不斷受到啟發，通過推理、分析，歸納出動物的共同特征，降低學生的理解難度，從而促進學生對知識的理解和掌握，使學生積極參與到教學活動中去。

（一）預備與激活原有知識

課前先讓學生票選“蝗蟲、蜻蜓、螃蟹、蜘蛛、蜈蚣”五種動物中的昆蟲。課堂上教師開篇通過PPT展示票選結果，學生對票選結果抱有濃厚的興趣。創設由學生親身參與的情境引入新課，可激發出學生原有的知識和經驗，便于在后續學習活動中通過觀察和思考構建新概念，為深度學習做好鋪墊。

（二）獲取知識

學生獲取知識的過程需要經歷選擇性知覺、知識分解、具體分析三個步驟。了解學生原有的認知水平和激活原有知識，為接受和加工信息奠定了基礎。隨后，教師圍繞教學目標向學生呈現大量的事實證據，引導學生在理解的基礎上獲取新知識，再將這些新舊知識信息整合納入原有的認知結構中。

1.認知昆蟲的主要特征

教師事先準備可拼裝的蝗蟲塑料模型和學生平板上的蝗蟲結構標簽題。學生打開裝有蝗蟲模型零件的1號袋，先觀察蝗蟲模型各部分的主要結構，再參照圖片動手拼裝模型，之后在平板上完成蝗蟲主要結構的標簽題。每位學生完成標簽題后提交，都可以立即查看正誤。請個別學生依照標簽題的結果，說出蝗蟲各部分各有什么結構，總結蝗蟲的主要特征。學生接著打開裝有蜻蜓模型的2號袋，觀察蜻蜓模型，說出與蝗蟲的共同點。學生可觀察到蜻蜓模型多方面的特征，此時他們需要進行選擇性處理，再對照蝗蟲的主要特征，得出兩者的共同特征。教師及時通過問題引導，學生便不難歸納出“昆蟲具有頭、胸、腹三部分，胸部有三對足，多有兩對翅”的主要特征。

學生繼續觀看蝗蟲在田野、沙漠等相對干燥的環境中取食、跳躍、飛行等活動的視頻，思考昆蟲身體和附肢分節的作用。教師及時引導學生從蝗蟲活動的靈活性、靈敏度、活動范圍等角度思考，學生很快就能發現分節的身體和附肢使昆蟲能適應在廣闊的干燥陸地上生活。

2.認知節肢動物的主要特征

教師事先準備好課前票選的五種動物中余下三種的模型。學生打開裝有螃蟹、蜘蛛、蜈蚣的3號袋，一起觀察比較五種動物模型，將“身體是否分節、有幾對足、足是否分節、有無觸角、有無翅、是否有外骨骼”等特征填寫在紙質表格中，找出異同點。通過教師引導，學生不難發現，蝗蟲和蜻蜓在這六個方面的特征都相同，同屬于昆蟲；螃蟹、蜘蛛、蜈蚣不符合剛才總結出的昆蟲的主要特征，因此不屬于昆蟲，但它們和昆蟲仍存在“身體分節、足分節、有外骨骼”等共同特征，因此這五種動物都屬于節肢動物。對照比較表的記錄，學生便能總結出節肢動物的主要特征為“身體和附肢均分節，體表被有堅韌的外骨骼”。至此，學生已經通過獲取新知識，找到課前票選活動的正確答案，實現將新舊知識信息整合納入原有的認知結構中。

（三）深度加工知識

經過上述過程，一般意義的學習已經發生，但容易停留在淺層學習的階段。深度學習是復雜的信息處理過程，學生要對已激活的原有知識和剛獲取的新知識進行精細、有效地處理，就需要經歷構建關聯、知識整合、批判性分析三個步驟。

圖2

1.將五種節肢動物歸類

教師事先設計好將五種節肢動物歸類的平板標簽題（如圖2），發送給學生的平板。學生在已經明確五種動物都屬于節肢動物，且只有蝗蟲、蜻蜓屬于昆蟲的基礎上，依據動物的名稱、特征和題目的圖形設計等已知信息，很快能做出準確的判斷。至此，學生已經構建出節肢動物門的主要分類，得出五種動物之間的關聯。知識不再是孤立的碎片凌亂地堆砌在學生的腦中，而是已經于無形中漸漸整合成知識體系。

2.依據主要特征找出節肢動物和昆蟲

教師提供含有“蝸牛、龍蝦、蚊子、蚯蚓、烏賊、牡蠣、蟑螂、馬陸、蝎子”九幅圖片的歸類題，發給學生的平板。學生依據剛才總結出的節肢動物的兩個主要特征，觀察圖片，找出符合“身體和附肢分節”和“被有外骨骼”特征的動物，即可準確找出“龍蝦、蚊子、蟑螂、馬陸、蝎子”屬于節肢動物。

教師再提供包含“A.蝴蝶和蚯蚓；B.蜜蜂和龍蝦；C.螞蟻和蝎子；D.蚊子和蒼蠅”四個選項的單選題，學生需找出都屬于昆蟲的一項。學生在平板上點擊單選題的選項，圖片可以放大，能清晰地觀察圖片上動物的結構特征。學生依據昆蟲“具有三對足，多有兩對翅”的特征，很快就能找出蚯蚓、龍蝦、蝎子不屬于昆蟲，正確答案為D。

這兩道互動試題的設計，讓學生嘗試從初步形成的知識體系中提取有用的信息解決新的問題。這一過程需要經過反復訓練，才能熟練掌握。

3.討論節肢動物與人類的關系

教師發送彈幕評論功能，每一位學生都可以在平板上打字發言，討論節肢動物與人類的關系，發言全部在電子白板上展示。教師對學生的討論過程及時評價，再一起總結出節肢動物對人類有益和有害的方面。學生結合已有的生活經驗，以批判或懷疑的態度看待新知識和新問題，在新的知識體系中形成自己的判斷，達成批判性分析這一步驟。

（四）遷移應用

教師出示蘭花螳螂的圖片及蘭花螳螂被寵物愛好者爭相購買的有關資料。學生閱讀資料，依據圖片判斷出蘭花螳螂屬于節肢動物，再思考、發表對買賣蘭花螳螂這一行為的看法。教師評價學生的發言。學生從中體會動物的多樣性，強化熱愛動物、保護動物的情感。深度學習的最終目的是解決真實情景中的復雜問題。學生能運用學習到的生物學知識解釋、解決真實生活、考試情境等中的現象和問題，才可稱為實現深度學習。

（五）評價

為確保學生一直處于深度學習中，多元的評價形式應當貫穿整個學習過程。

本研究使用的標簽題、歸類題、單選題，電子白板都能實時查看全班學生完成題目的進度、正確率和錯誤名單，學生端提交答案后能立即查看答案；學生發表的“彈幕評論”，教師端可以同步顯示，教師可以實時評價學生的發言。“蝗蟲的主要結構”標簽題正確率趨近95%；“將五種節肢動物歸類”標簽題正確率超過97%；“找出節肢動物”歸類題和“找出昆蟲”單選題正確率均達到100%。教師及時點開答題結果，查看錯誤名單，并在之后的教學環節中，著重關注這幾個學生，請他們發言，促進他們深入思考。

觀察比較五種動物的六方面特征時，學生將觀察結果記錄在紙質表格中，小組輪流匯報觀察結果，其他小組及時評價或補充，教師再進一步評價，學生如發現記錄不正確就及時修改。被評價的小組或學生可以知道在當下的學習環節中自身的優缺點，從而不斷完善自己的學習過程。

二、信息技術促進深度學習的有效做法

（一）互動試題推進深度學習進程

教師備課時可通過“天喻教育智慧課堂”下的“教學助手”軟件設計多種多樣的互動試題，包括單選題、多選題、判斷題、分類題、標簽題等十幾種常見題型，在課堂上發送給每一位學生的平板。教師根據教學環節的需要，設計易操作、互動性強、有成就感、在限定的時間內完成所學內容的檢查和鞏固的試題。平板適合展示高清圖片，因此多使用高清圖片代替文字表述，能讓試題更直觀、明了，便于學生快速篩選獲取信息，為學生提供更多的時間和精力發展高階思維，達成生物課堂的深度學習。

互動試題應設計為“讓學生跳一跳就能達到”的難度，循序漸進地增加難度。若該環節的學習目標較簡單，學生通過自學、合作探究就能完成（如上例中觀察蝗蟲模型的結構），互動試題就可以和探究活動合在一起，作為探究的結果呈現。若該環節的學習目標較復雜，知識點間的關聯難度較大（如上例中將五種節肢動物歸類），則需教師在互動試題之前做足鋪墊，充分講解之后再實施互動試題，作為展示評價環節。

（二）課堂實錄反饋深度學習結果

在“天喻教育智慧課堂”下的“互動課堂”進行的全部教學活動數據，都會同步被記錄下來，供教師課后查看反饋。學生進行的每一個互動試題的時間、正確率、錯誤名單等數據，非常有利于教師做教學反思和給學生做過程性評價。同時，開展深度學習活動的效果也有了量化的數據，這使得教師日后能夠對學生個體乃至班級，做到精準幫扶，細化到深度學習過程中的每一個環節。

（三）建立教學資源信息庫

該系列軟件由福建省教學資源平臺支撐，教師使用時可共享全網資源，每一節新建的課件、視頻、試題資源也都能儲存在福建省教育教學資源網中。同教研組的教師長期使用之后，就能構建適合本校本學科教學實際的校園教學資源信息庫，達到資源共享。這樣也能推動教師在教學中運用信息技術，改變教學方式，探索適合本學科特點的教學模式。

三、展望

深度學習體現的是高階思維和高認知水平。信息技術融合的生物課堂，能提供更多的認知工具、學習方式分擔學生的認知負荷。未來的生物課堂教學應該是傳統教學與互動教學相結合，借助信息技術靈活開展多種教學組織形式，以分組教學、小組合作學習等多樣化的教學組織形式，調動學生的注意力，發展學生的高階思維。學生可以通過資料檢索、調查、實驗、討論等多樣化的方式獲得知識，以獲得更高、更好的學習質量。在信息化技術不斷發展的將來，完善信息技術與初中生物教學的充分融合，將會更加凸顯兩者在各自領域的成就，更加高效地推動學生的深度學習及其成效。

[1] 吳秀娟.基于反思的深度學習研究[D].揚州:揚州大學,2013.

[2] 董冬.學生生物學科核心素養水平評價設計與實踐[J].教師教育論壇,2017(10):27-30.

[3] 劉春玲.電子書包環境下基于問題解決的初中生物教學設計與實踐研究[D].西安:陜西師范大學,2016.

R857.3

A

1002-7661(2022)11-0034-03

本文為以下課題研究成果：1、2020年泉州市基礎教育教學改革專項課題“信息技術環境下促進初中生物深度學習的實踐研究”（課題編號：QJYKT2020—11）；2、福建省教育科學“十三五”規劃2020年度常規課題立項“大概念統整下的初中生物精準教學實踐研究”（立項批準號：FJJKCG20-081）。