基于“SPT”智慧課堂的“生態系統的信息傳遞”教學研究

［摘 要］文章以“生態系統的信息傳遞”教學為例，闡述如何結合“SPT”智慧課堂，在課前準備、課堂知識內化和課后拓展三個階段中組織學生進行個性化學習活動，對學生進行智能學情診斷、智能教學評價、智能結果反饋，從而開展智慧化和個性化教學，促進學生全面發展，落實核心素養的培養。

［關鍵詞］“SPT”智慧課堂；生態系統；信息傳遞；教學案例

［中圖分類號］" " G633.91" " " " " " " " ［文獻標識碼］" " A" " " " " " " " ［文章編號］" " 1674-6058（2024）35-0082-04

《教育信息化十年發展規劃（2010 — 2020年）》指出，要把中小學校園信息化的基礎設施與軟件資源應用作為重點發展領域；《教育信息化2.0行動計劃》則進一步提出了“智慧學習”這一概念。在教育理念的引領和教育裝備的支持下，信息技術與課堂教學深度融合的智慧課堂已進入常態化探索與應用階段，“SPT”智慧課堂正是這一階段的代表。它依托教育大數據和動態學習數據分析等技術，營造個性化、智能化、數字化的教學氛圍。與傳統課堂教學相比，“SPT”智慧課堂具有更強的靈活性和互動性，使教師的教學形式、學生的學習方式和學習內容產生了巨大的改變，做到了“教師智慧教，學生個性學”[1]。

一、“SPT”智慧課堂

（一）“SPT”智慧課堂的含義

“暢言智慧課堂”App所構建的“SPT”智慧課堂中的“SPT”具有特定的含義。其中，“S”既代表行為“Study”（學），又代表角色“Student”（學生）；“P”代表“Pad”（平板）；“T”既代表行為“Teach”（教），又代表角色“Teacher”（教師）。因此，“SPT”智慧課堂指基于“平板”（P），將教學活動中的“教”（T）與“學”（S）的行為，以及參與者——教師和學生聯系起來（如圖1）。教學活動過程中，教師可借助平板操控電子白板，走進學生群體，同時通過信息技術的及時反饋功能，實時掌握學生的學習動態，從而及時地調整教學計劃，有針對性地推送教學內容。這不僅有助于凸顯教師在教學中的主導地位和學生在課堂中的主體地位，還有助于提高課堂教學效率。

（二）“SPT”智慧課堂的可行性分析

1.智能化教學環境的保障

智慧化服務平臺是智慧化教學環境的核心。我校作為智慧課堂示范點，每間教室均配備了區域網絡設備、高速寬帶、電子白板以及云服務平臺。師生在課堂中均可使用平板，且為了避免平板出現電量不足的現象，確保智慧課堂的常態化運行，還給每間教室設置了平板充電柜。教學中教師可以借助智慧平臺強大的信息承載能力，為學生提供豐富多樣的素材資源，創設生活化情境，從而激發學生的主動探究欲望，引導學生自主將前概念經驗轉化為理論知識，培養學生的科學思維。

2.智慧化教學理念的滲透

隨著科學技術的發展，學校需要不定期地安排智慧設備工作人員對教師進行智慧設備使用的培訓，傳遞智慧化教學的理念，指導教師將智慧設備操作與課堂教學深度融合。此外，教師也應從主導者的角度設計教學，利用“PBL”教學模式設計問題，引導學生合作探討、解決問題，充分體現學生的課堂主體地位。

3.智慧化教學活動的實施

教師利用智慧化服務平臺推送任務清單、收集反饋結果、設計教學活動、調整教學內容，并根據學生的個體差異做到因材施教、以學定教。學生則通過平板參與課前、課中和課后的教學活動，借助網絡強大的表達功能，清晰地向教師傳達自己的學習需求，與教師進行多樣化的互動，實現個性化學習。

二、“SPT”智慧課堂應用案例

（一）教材分析

“生態系統的信息傳遞”是人教版高中生物教材選擇性必修2《生物與環境》模塊第三章第四節的內容。本節教學內容為生態系統的最后一個功能，教材內容邏輯清晰，知識點較為簡單。為了在教學過程中滲透“階段與整體教學”的理念，并引導學生深度學習生態系統，教師將本節內容分為兩個課時：第一個課時用來探究信息的種類、構建生態系統結構和功能框架，以及探討信息傳遞在農業生產上的應用；第二個課時通過引用大量素材，引導學生自主探究信息傳遞在生態系統中的功能，以培養學生提取信息、分析問題、解決問題的能力，并落實生物學學科核心素養。本教學研究以第一課時的教學為例。

（二）設計思想

本節課遵循“從社會中來，到社會中去”的理念，以“蚊子搜尋獵物”這一生活場景為主線，巧設真實情境：以“蚊子搜尋獵物離不開信息傳遞”引入探究主題，并以“防治蚊子的措施”作為探究的終點。整個教學過程以一個案例貫穿始終，同時銜接各個教學小目標，幫助學生構建知識體系。在此基礎上，拓展自然界中多樣化的信息類型和交流方式，引導學生嘗試運用信息傳遞的相關知識解決農業生產上的問題，提升學生的綜合運用能力，同時使學生感受到大自然的奧妙，從而熱愛自然、珍愛生命。此外，教學中還應注重階段學習與整體學習的結合，以生態系統的組成成分為基石，分別構建物質循環和能量流動知識框架，并在此基礎上類比構建信息傳遞的知識框架，再以智慧課堂技術為輔助，形象地將三個獨立的框架整合在一起，有效地向學生滲透“階段與整體教學”以及“結構與功能協調”的思想。

（三）教學目標

1.通過實例分析，明確生態系統中信息的種類，提高獲取信息的能力；

2.通過實例分析，歸納信息傳遞的特點，滲透生命信息觀和進化與適應觀，培養科學思維能力；

3.對比物質循環和能量流動知識、框架，構建生態系統結構和功能框架，滲透結構與功能觀，樹立生態系統穩態觀。

（四）教學流程（如表1）

（五）教學過程

1.課前準備

（1）編寫導學案

本節課以流程圖的模式設置導學案，意在引導學生了解課程的整體框架。為了確保學生在通覽教材后能夠完成大部分導學案內容，應避免設置過多較難理解的問題。

（2）制作任務清單

結合導學案和課堂教學內容，本節課設置了兩個任務。任務一：結合信息流的定義，辨析細胞之間的信息交流是否屬于生態系統的信息傳遞；任務二：結合物質循環和能量流動的特點，嘗試構建生態系統各組分的關系圖。

（3）設計課前檢測題

檢測是評價學生學習情況的一種常用形式。課前檢測題不僅可以檢測學生的預習情況，而且其反饋的檢測信息是教師備課的重要依據。課前檢測反映出的問題，有利于教師對學生進行分層次教學，從而使每個學生都得到充分的發展。

（4）設置問題墻

問題墻是任務清單的細節化體現，可以幫助學生理解并完成自主探究任務。

2.課堂知識內化

（1）創設情境

教師首先播放一段30秒的“蚊子搜尋獵物”科普視頻，然后，結合“暢言智慧課堂”App中的“畫廊活動”，輔以蚊子的詳細描述，介紹蚊子搜尋獵物的過程，并引出討論問題：蚊子是如何搜尋目標的？蚊子和人之間是如何傳遞信息的？

學生自主構建“蚊子搜尋獵物”信息傳遞模型（如圖2），并用平板分享結果。教師設置討論活動，用平板分享“興奮的產生和傳導”模型，并提問：細胞之間的信息交流是否屬于生態系統的信息傳遞？以此深化學生對信息流定義的理解。

設計意圖：生活化的情境貼合本節課的知識體系，能激發學生主動探究的欲望。通過討論活動，明確辨析單細胞生物之間和多細胞生物之間的信息交流與生態系統中信息傳遞的關系，從而促進學生從前科學概念向科學概念轉化。

（2）自主歸納

教師結合導學案的反饋，引導學生利用平板推送的素材自主歸納生態系統中信息的種類，并參與“分類活動”游戲，實現知識內化；設置“焚燒生活垃圾”情境，并提問：在這個情境中有哪些類型的信息？面對自然環境中傳遞出的美麗信息，人類應該怎么做？學生積極參與課堂活動，主動思考，歸納總結。

設計意圖：通過引導學生自主歸納生態系統中信息的種類，落實教學目標1，同時使學生感受到生態之奧妙，從而愛護自然、尊重生命；“分類活動”游戲有助于激發學生的參與熱情，提高學生的學習效果；設置“焚燒生活垃圾”情境，可使學生認識到化學信息也可以來自非生物環境，從而糾正在“課前檢測”環節中產生的錯誤認知——化學信息只能來源于生物。同時，引導學生對比“自然環境的美麗信息”和“人類污染環境的行為”，滲透“保護自然，愛護環境”的理念，培養學生的社會責任意識。

（3）構建框架

教師用平板推送資源，引導學生自主分析素材，并歸納信息傳遞的特點。學生通過分析素材、獲取信息，認可“信息傳遞一般是雙向的”這一結論。接著，教師設置小組活動，利用平板給學生推送生態系統組分框架，并通過白板進行展示。學生結合任務清單，依據物質循環和能量流動的特點構建生態系統的結構和功能框架（如圖3），并分析信息傳遞情境下各組分之間的關系。教師利用后臺設備，監測學生的活動情況，及時收集反饋結果，并給予實時引導，最終借助智慧課堂的“聚焦”“克隆”等功能，動態展示生態系統功能在組成上的統一，為學生后續深入理解生態系統各功能的內在統一奠定基礎。

設計意圖：通過分析素材、歸納特點，可極大地提高學生獲取信息和歸納總結的能力，培養學生的科學思維；通過構建框架、小組協作、分享經驗，不僅能使學生在對比中熟練掌握信息傳遞的特點，還能在整體框架下清晰地呈現各功能之間的區別和聯系，幫助學生建立生態系統穩態觀，落實教學目標2和教學目標3。

（4）學以致用

教師首先引導學生回顧“蚊子搜尋獵物”的科普視頻，歸納蚊子對人類的主要影響——傳播疾病，進而提問生活中有哪些防蚊措施。學生依據生活經驗給出了多種答案，如蚊帳對應機械防治、蚊香對應化學防治、壁虎捕食對應生物防治等。教師重點剖析了壁虎、魚類等蚊蟲天敵參與的生物防治，并進一步引導學生探究信息傳遞在農業生產中的應用。針對課前反饋中學生容易混淆“生物防治”和“化學防治”的情況，教師利用“暢言智慧課堂”備課系統設置“連線活動”，通過對比分析，幫助學生明確“化學防治”和“生物防治”之間的本質區別。最后，教師提出一個引人深思的問題：能否將環境中的蚊蟲徹底消滅？

設計意圖：“蚊子搜尋獵物”一例貫穿始終。教師借助生活場景將本節教學內容串聯起來，又借助情境巧設問題，啟發學生主動探究，深度思考。“學以致用”這一環節，有助于學生鞏固理論知識，較好地培養社會責任意識。最后的提問更是將蚊子引入生態系統的大背景中，為下節課探究“信息傳遞在生態系統中的作用”做鋪墊。

（5）課堂評價

點評課堂教學過程，根據平板記錄的學生答題情況和互動情況表揚表現活躍的學生。

設計意圖：鼓勵學生積極參與課堂互動，提高學生課堂幸福感。

3.課后拓展

利用平板推送課后思維導圖構建思路以及課后檢測題，并預先設置答案，使學生在提交檢測結果時即可同步知曉正確率，同時以學習資源的形式定時推送答案解析，以便學生課后查缺補漏。

（六）課后反思

本節課借助智慧課堂強大的信息載體功能為學生分析素材、發現問題提供了豐富的資源，創設了真實情境；通過問題驅動的方式，引導學生逐步構建信息傳遞的相關概念，理解生態系統能量流動、物質循環和信息傳遞之間的相對獨立性，并提高知識遷移和應用能力，強化生命信息觀、系統觀。

“SPT”智慧課堂通過平板實現了課堂內外的混合式教學，使得學生的學習不再局限于特定的時間和場合，有利于學生的長遠發展。一線教師應改變教育習慣，更新教育觀念，以精準的教學、精確的評估實現信息技術與教育的深度融合[2]。

［" "參" "考" "文" "獻" "］

[1]" 方順濤，任錚豪.智慧課堂的內涵特征、困境及發展趨勢[J].中國教育技術裝備，2024（7）：30-32，51.

[2]" 王琨，李雪，顏悅，等.基于“SPT”智慧課堂的初中生物學教學：以“綠色植物的呼吸作用”為例［J］.中學生物教學，2022（18）：61-63.

（責任編輯" " 羅" " 艷）