數字技術讓高中生物學課堂有趣、有料、有效

數字化轉型是現代社會中的重大變革，這種變革為學校的教育與教學帶來了深刻變化。伴隨著數字化時代的到來，可視化、互動性和信息化的數字化技術極大地助力了教學。本文通過實例，對數字化時代高中生物學的教學實施與評價進行探討。

在教學準備中應用數字化技術

高中生物學科核心素養，包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任等要素。學生科學思維和科學探究素養的培育，需要激活大量信息，如利用網絡資源查找動畫和圖片，利用“知網”查找文獻等。

如在高中生物學“群落的結構”教學中，需要學生分析稻田群落物種組成，形成生命觀念，在此基礎上設計“稻田改良”方案，解決實際問題。想要更好地達成這一目標，僅給出教材的信息或虛構的群落是不夠的，教師可提前在“知網”、水稻產區官方宣傳等平臺收集數據，篩選并呈現給學生。在學生提交設計方案后，給出“稻—萍—魚、稻—鴨—萍”等改良模式實施后真實的產量與收入提升數據，使學生的學習通過網絡從課堂延伸到農田。

在教學實施中應用數字化技術

數字化技術有助于學生生命素養的養成。高中生物學中看不見、摸不著的東西很多，利用視頻動畫等方式呈現細胞中的生命過程與生物化學反應、轉基因技術下的分子水平操作等，可將抽象的內容具象化，再結合學生的動手實踐提升教學效果。

例如，在“光合作用”和“呼吸作用”的教學中，通過視頻動畫呈現膜上形成ATP的過程。“基因工程”教學的重難點在于構建重組DNA分子和PCR，教師將講解與動畫結合，學生再用剪刀等工具動手操作，可較好地突破難點。在“細胞增殖”和“基因表達”的教學中，引入細胞增殖慢速攝影錄像和視頻動畫，可生動呈現細胞增殖與基因轉錄、翻譯的過程。利用數字化技術還可增加教學的趣味性，除了有趣的生物學漫畫動畫，B站還有全國各地生物學老師錄制的生物學歌曲，可助力學生學習。

利用數字化技術增加教學互動性。利用希沃白板等互動軟件，可實現傳統單向呈現的PPT課件所不能實現的課堂互動。例如在“DNA復制”的教學中，不再僅由教師播放PPT展現假設，改由學生提出假設并在希沃白板上用不同顏色的DNA 鏈拼出DNA半保留和全保留的復制過程，教師再呈現科學史上真實實驗結果驗證假設，學生會對其理解更加深刻。另外，在實驗條件有限時，VR虛擬現實技術和模擬實驗室軟件也可以提供接近真實的實驗體驗。

在教學評價中應用數字化技術

運用數字化技術，可豐富教學評價的途徑和維度。例如在“細胞增殖”的教學考查中，學生邊做模型邊講解并錄制小視頻播放，教師可對其專業性進行評價，學生也可進行點評投票，可增強評價的趣味性和互動性。鑒于學生喜歡屏幕互動，課堂上可在PAD上發文字“彈幕”，實現多人發言互動，通過統計有效彈幕對學生課堂互動的情況進行評價。值得注意的是，該方式在線下課堂的使用仍有較大爭議。

數字化轉型助力教學的實例

以下，介紹在“轉基因食品安全性”的教學中，教師如何在教學準備、實施與評價等環節綜合使用多種數字化技術。

首先，在課堂準備階段，教師向學生介紹教學背景，確定兩個主要的任務板塊，由學生選定任務，并給學生一定的時間進行準備。選擇社會調查的學生，需要制作發放問卷、收集數據，分析數據并制作PPT；選擇市場調查的學生需要走訪超市進行調查；參與辯論賽的學生需要做好辯手與工作人員的選擇，教師與學生均需通過網絡資源學習辯論賽規則。之后，學生在準備辯論稿的過程中，需要在網絡和書籍中查找資料，并在“知網”等專業文獻平臺查閱文獻、收集論據，并推測對手的方案，討論應對方案。學生可以在網絡平臺學習辯論賽流程、查找資料、查閱文獻，同時使用共享文檔、問卷星準備辯論稿和實施調查，課后使用通信軟件和“騰訊會議”開會討論。

其次，在課堂實施階段，學生成為課堂的主角。設計意圖是讓學生在思考中不斷完善邏輯思維，提升分析、歸納、應變、表達等方面的能力，樹立社會責任意識。先由調查組的學生匯報轉基因食品市場現狀和民眾對轉基因食品的態度，并呈現網絡上關于轉基因的傳言，引發思考，引出辯題。小型辯論賽“是否應當推廣轉基因食品”是本節課的高潮環節，學生辯論隊的正反方分別發出支持與反對轉基因食品的聲音，學生在激烈辯論中不斷呈現論據和論證，觀眾對雙方辯手進行點評和打分。在此基礎上，通過總結形成結論，促進學生“證據+邏輯”思維方式的形成，形成理性看待轉基因技術的共識。在該階段除了學生匯報使用PPT和利用問卷星評分之外，效果尤其顯著的是使用網絡辯論平臺展現辯題、觀點和進行倒計時，辯論環境專業化使學生有身臨其境之感，課堂氣氛很是活躍。

再次，在對課堂的教學效果進行評估時，除了對學生課堂發言與互動情況進行傳統的觀察評價外，還可引入問卷星進行生生互評，即觀眾對辯論隊實時打分，評出勝方及最佳辯手；后臺統計觀眾點評的有效性，對觀眾進行評價。最后，教師可通過網絡問卷了解學生對轉基因食品的態度。

在本次“轉基因食品安全性”的教學中，數字化資源在促進學生科學思維提升和社會責任素養培育方面的作用得以展現，學生學習的自主性明顯提高。

實踐證明，數字化技術可以提供更加豐富的教學資源，使教學實施更加生動有趣，提高學生的參與度，豐富教學評估途徑，提升教學效果。除了目前用到的數字多媒體、動畫視頻、虛擬現實技術、在線辯論平臺等，新興的AI也將進一步促進課堂教學的變革。

（作者單位：北京一零一中石油分校）