融合中華優秀傳統文化與信息技術開展高中生物學教學

楊祖芳

摘要： 為挖掘并運用中華優秀傳統文化蘊含豐富的生物學知識與智慧，教師融合中華優秀傳統文化和信息技術開展探究實踐教學，設計了用生物學知識解讀古詩詞等學生喜聞樂見的活動，通過微課、問卷軟件、測評工具、視頻、二維碼等技術資源的科學運用，實現了融合創新，有效提高了學生科學探究素養。

關鍵詞：中華優秀傳統文化；生物學探究；信息技術

生物學是以實驗教學為基礎的學科。科學探究能力是生物學學科核心素養之一，生物學教師要重視對學生科學探究能力的培養。教師借助信息技術手段，挖掘中華優秀傳統文化蘊含的生物學實驗教學資源，引導學生進行實驗設計，并參與探究實踐活動，培養科學探究精神和能力。“源浚者流長，根深者葉茂”，民族文化的形成是一個不斷積累沉淀、傳承發展的過程。中華優秀傳統文化蘊含的核心思想理念、中華傳統美德和人文精神，是中華民族生生不息發展壯大的豐厚滋養。2021年2月，教育部印發《中華優秀傳統文化進中小學課程教材指南》，要求教師在教學時應結合學科特點，注重有機融入中華優秀傳統文化，永續中華民族的根與魂。《中國高考評價體系》也強調，學校開展基礎教育必須弘揚中華優秀傳統文化，增強文化自信。在推動中華優秀傳統文化的數字化保護、傳播和創新方面，信息技術具有十分重要的作用。教師可借助互聯網和各種應用平臺，將學生置于豐富的多媒體素材環境中，引導學生學習接受中華優秀傳統文化的技術、文學、藝術和影像等熏陶，理解中華優秀傳統文化的思想內涵。同時，教師要引導學生主動獲取信息，感悟和理解中華優秀傳統文化，繼而主動傳播中華優秀傳統文化。

一、融合中華優秀傳統文化的探究活動設計

人教版《普通高中教科書生物學（2019年版）》（以下簡稱“高中生物學教材”）設計了很多“探究·實踐”活動，也有機融入了中華優秀傳統文化，體現人文性。教師在組織學生開展探究實踐活動時，應有意識地思考如何引入中華優秀傳統文化，引入什么，如何進課堂教學，如何將探究活動與中華優秀傳統文化結合起來。筆者認為，融合的空間很大。例如，教師可以讓學生觀看視頻，吟誦詩句“人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開”，感受詩詞意境，領悟其中蘊含的生物學原理，開展“探究溫度對植物開花的影響”的實驗課題研究活動。

基于此，筆者嘗試用信息技術手段，將中華優秀傳統文化融于高中生物學教學中，在達成課程目標的同時，對學生進行積極的文化導引，使生物學教學打上深深的中國底色。

高中生物學教材中有很多內容體現中華優秀傳統文化，按照生物學特點，這些內容被分為思想觀念、文學、科學、技術、藝術、文物六類。高中生物學教材引入了豐富的中華優秀傳統文化內容，為教師教學提供了豐富的素材，如成語、俗語、農諺、典故，唐詩宋詞，古代著作文獻，傳統中醫藥，非物質文化遺產等。教師可挖掘其中的探究實踐素材，結合中華優秀傳統文化內容背后蘊藏的實驗原理，設計生物學實驗并開展探究活動，培養學生的科學探究素養。筆者挖掘高中生物學教材中的中華優秀傳統文化內容，設計了高中生物學探究實踐活動（見表1）。

由表1可知，高中生物學教材中文學類內容偏多，說明教材重視對學生人文素養的培養。教師可根據教學進度，充分利用教材上中華優秀傳統文化的內容，組織學生開展教學活動，培養學生的綜合能力。

二、融合信息技術與中華優秀傳統文化的教學案例

《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新課標”）的基本理念之一是聚焦大概念，并設計了三級概念體系。對于次位概念，教師可設計組織不同的探究教學活動，引導學生建立次位概念，乃至重要概念和大概念。筆者以新課標中概念2下的次位概念“說明植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉變為糖與氧氣的過程中，轉換并儲存為糖分子中的化學能”為例，利用信息技術，融合中華優秀傳統文化，設計并開展教學活動，培養學生的學科核心素養。

（一）教學目標和教學思路

教學目標：對探索光合作用原理相關實驗資料進行分析，闡明光合作用的過程和基本原理；借助表格歸納、概括、厘清光反應與暗反應的區別與聯系，說明光合作用的意義；設計并實施實驗，探究環境因素對光合作用的影響。

筆者設計課程時，綜合考慮新課標要求、教材內容，以及其中的中華優秀傳統文化。新課標對光合作用的原理和應用要求：說明植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉變為糖與氧氣的過程中，轉換并儲存為糖分子中的化學能。同時，從物質和能量視角，探索光合作用，闡明細胞生命活動過程中貫穿物質與能量的變化。筆者融合信息技術及中華優秀傳統文化，優化設計教學思路（如圖1）。

（二）教學關鍵環節

在關鍵環節，筆者有針對性地選取中華優秀傳統文化素材，設計教學活動。

環節一：創設情境引出話題

課前，教師指導部分感興趣的學生制作葉畫：選取大野芋葉片進行72 h暗處理，在葉的下背面用一張小黑紙板將葉片托起。將帶有長城剪紙圖案打印在透明貼紙上，并將透明貼紙片覆在葉片的上表面，用回形針依次固定夾住印有中華優秀傳統文化的透明貼片、葉片和黑紙板。讓葉片正面接受陽光約6 h。取下葉片，去掉黑紙板和透明貼片，用煮沸酒精褪去葉片綠色，取出葉片滴加碘液顯色，在葉片中顯現長城畫面。課上引入環節，教師展示學生制作的長城葉畫，通過投影讓學生觀察，引導學生分析葉片上長城圖形形成的原因。制作葉畫，這個活動基于光合作用原理，契合重點，同時，長城是我國偉大建筑，富含中華優秀傳統文化元素，也能激發學生民族自豪感。這個過程中，學生興趣被激發，有學生提出還可以用“福”字門貼等制作葉畫。

環節二：開展探究實踐錄制微課

教師引導學生分析葉畫形成的原因。透明貼紙片上的圖案獲得不同光照強度，光合作用程度不同，產生淀粉的部位也不同，經碘液處理后顯色，因而可在葉片上作畫。分析原因后，教師引導學生提出探究課題：探究環境因素對光合作用強度的影響。課前教師將該探究活動分解成若干個小探究問題，并引導學生利用在線文檔，討論確定探究影響光合作用的主要環境因素：每組確定一個探究活動主題，課前完成實驗操作。

筆者以某小組學生的課題“探究光照強度對光合作用強度的影響”為例進行預實驗，結果表明利用該小組的實驗裝置，探究光照強度對光合作用強度的影響時長約50 min，這樣的實驗探究用時在這一節課內很難完成。為此，筆者指導學生課前將實驗過程錄制成微課，便于在課堂上使用。

學生先錄制該實驗操作步驟的前3步（第一步制備小葉圓片，可選擇快進播放），約2 min，再剪輯進行后期處理，剪去實驗中的等待時間或快進處理。接著，錄制距光源20 cm強光下小葉圓片在質量分數4%的NaHCO溶液中的上浮過程，約30 s，最后錄制記錄實驗結果的表格，約20 s。這樣，探究實驗制作過程得以完整錄制，微課時長3 min左右。課上，學生展示課前錄制的實驗微課，并交流討論。同理，其他小組可制作探究溫度、CO濃度等不同的環境因素對光合作用強度的影響微課。

環節三：構建光合作用模型

結合教材中“思考討論”欄目探究光合作用原理的部分實驗，教師將19世紀初到20世紀中葉的經典實驗設計成問題串，引導學生思考討論分析。此時，教師選取并播放動畫，可將葉綠體內電子傳遞鏈形象地展示出來，水分子分解為氧和H的同時，被葉綠體奪走兩個電子，電子經傳遞（如圖2），可用于NADP與H結合形成NADPH。教師運用信息技術，將靜態的文字用動態的方式呈現，引導學生從細胞角度揭示光合作用的過程，理解細胞微觀層面的物質和能量觀。

在學生從細胞層面理解光合作用的過程后，教師借助交互式電子白板的互動功能，設計多種評價方式激發學生思考。例如，教師將光合作用的光反應和暗反應階段設計成概念圖或表格的形式，幫助學生厘清光反應階段和暗反應階段的區別和聯系，讓學生利用交互式電子白板的交互功能完成拖曳填空，在反饋中鞏固知識，實現生生互評。又如，教師利用搶答比賽的方式，激發學生的熱情，提升學生的分析思維能力。

環節四：命制試題檢測反饋鞏固

我國古詩詞博大精深，是中華優秀傳統文化的組成部分，一直被世人傳誦。在高中生物學教學過程中，筆者挖掘其中隱含的生物學知識進行原創或改編試題，并利用問卷軟件設計答卷，發鏈接到學生端。這樣既讓學生感悟中華優秀傳統文化的生物學知識，接受文學陶冶，拓展思路，提高解決問題的能力，又能實現快速反饋鞏固。

每句古詩詞均飽含著詩人要表達的意境，筆者確定一個考查主題，將意思相近的古詩詞設計成選項，既注意考查的全面性，選項又有迷惑性。

例1：我國古詩詞蘊含豐富的生物學原理，下列與影響光合作用強度所對應的主要影響因素不符的是（D）。

A. 稻花香里說豐年，聽取蛙聲一片；主要影響因素為水分。

B. 人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開；主要影響因素為溫度。

C. 滿園春色關不住，一枝紅杏出墻來；主要影響因素為單側光。

D. 梅須遜雪三分白，雪卻輸梅一段香；主要影響因素為CO濃度。

詩人常常借物詠懷喻志，學生通過分析古詩詞傳遞出來的情境，感受詩人熱愛生活、熱愛自然的生活態度。筆者以古詩詞為題干設計題目，考查相關生物學知識。

例2：“不是花中偏愛菊，此花開盡更無花”反映出植物開花受信息傳遞的影響，下列敘述錯誤的是（B）。

A．光屬于物理信息。

B．增加光照時間可延長菊花花期。

C．花香吸引昆蟲授粉屬于化學信息。

D．光影響植物開花體現信息傳遞可影響種群的繁衍。

中華優秀傳統文化既可作為情境呈現，又可作為選項。教師通過問卷軟件設計調查問卷，再將鏈接推送給學生（如圖3），在傳承中華優秀傳統文化的同時，讓學生運用概念。同時，利用問卷軟件后臺的反饋數據及時分析，還可以及時診斷教學（如圖4）。

三、融合中華優秀傳統文化與信息技術開展生物學教學體會

（一）制作實驗微課，縮短實驗用時

實驗微課的選題可以是實驗操作，也可以是實驗原理、探究實驗設計，模擬科學史探究等，選題具有獨立性和完整性。與傳統實驗教學相比，微課具有清晰度高、直觀性強，支持暫停觀看思考和反復觀看，可突破時空限制，助力學生自由學習。學生通過錄制實驗微視頻，將主要實驗步驟及實驗結果展示出來，對于實驗過程等待的時間則在后期制作中可用繪聲繪影軟件進行視頻剪接處理，從而節省實驗等候時間，便于課堂交流。學生通過微課的展示探究實踐的全過程，有利于交流研討。學生還可在指定的平臺上傳實驗視頻，用于師生互評、生生互評。

（二）借助問卷軟件，統計數據信息反饋迅速

教師以新課標重要概念為考查命題范圍，挖掘該重要概念下關于中華優秀傳統文化的內容并設計成檢測評價題，再利用問卷軟件制作問卷試題鏈接，周末將問卷鏈接發給學生，讓學生在家里通過手機端完成檢測。教師實時回收數據，結合問卷調查數據分析報告得出結論進行教學診斷。問卷軟件反饋很快，能為教師調整教學提供數據支撐，也方便教師思考及時有效地將中華優秀傳統文化更好地融入課堂教學中。筆者通過教學診斷，在教學中挖掘中華優秀傳統文化的內容，從生物學角度引導學生分析其原理及應用，讓學生感知生活中的中華優秀傳統文化，更好地傳承和發揚中華優秀傳統文化。

（三）利用視頻生成二維碼，便于分享交流

微型學習是基于數字化學習和移動學習而產生的新型學習方式。隨著人們生活節奏的加快，學習時間越來越難以集中，但是知識的爆炸增長又驅使人們去學習更多的知識以適應社會，微型學習的產生就是為了滿足人們對運用零碎時間進行學習的需求。教師節選學生實驗過程視頻，將影響光合作用強度的4種環境因素合并制作成一個約10 min左右的視頻教學資源，再利用“草料”軟件將實驗教學視頻生成二維碼，通過學生以手機掃碼或長按二維碼的方式觀看該實驗全過程。學生通過觀看教師錄制的實驗視頻，掌握探究實驗的原理及實驗操作過程后，可嘗試動手操作體驗，同時也便于隨時觀看復習。

此外，中華優秀傳統文化中有些內容涉及細胞生物學微觀水平，教師可設計多種探究活動幫助學生學習。教師還可以利用手機隨手拍，及時將學生課堂上的教學過程拍照或錄制下來，發現在探究過程中的創意，整理錄制成教學微視頻再轉化成二維碼，分享發送二維碼，達到交流的目的。

教師融合中華優秀傳統文化與信息技術開展生物學教學，需要提高挖掘中華優秀傳統文化的意識，加強對中華優秀傳統文化的學習儲備及應用，提高信息技術素養。近年高考試題均涉及中華優秀傳統文化命題情境的考查，教師落實“一核四層四翼”的要求，有意識地將中華優秀傳統文化內容適當地與教學內容有機結合，并選擇合適的信息技術手段，優化教學。

注 ：本文系全國教育信息技術研究課題2018年重點課題“高中生物中華優秀傳統文化與信息技術有效融合的實踐研究”（立項批準號：184420005）和廣東省教育科學規劃2022年度中小學教師教育科研能力提升計劃重點項目“基于教師核心能力發展的生物新教師三年培訓課程設計與實施研究”（立項批準號：2022ZQJK120）的階段性成果。

參考文獻

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（作者系廣東省中山市濠頭中學高級教師）

責任編輯：祝元志