核心素養(yǎng)下高中生物課堂信息化教學(xué)探究

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，教育領(lǐng)域迎來了深刻的變革，信息化教學(xué)手段也逐漸成為提升教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生核心素養(yǎng)的關(guān)鍵工具。高中生物作為一門富有實踐性和探索性的學(xué)科，其教學(xué)既需要學(xué)生掌握大量的理論知識，還需培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、探究精神與創(chuàng)新思維。在此背景下，信息化教學(xué)的引入顯得尤為重要。其中，信息技術(shù)能夠通過智能化教學(xué)平臺、虛擬實驗、互動討論等方式，打破傳統(tǒng)教學(xué)的時空限制，提供了更加生動、靈活的學(xué)習(xí)方式，從而極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科學(xué)探究欲望。

一、理論基礎(chǔ)

（一）核心素養(yǎng)與生物教學(xué)的關(guān)系

核心素養(yǎng)作為新時代教育的重要目標(biāo)，旨在培養(yǎng)學(xué)生具備創(chuàng)新精神、批判性思維、解決問題能力及終身學(xué)習(xí)意識。在高中生物教學(xué)中，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)不僅要求學(xué)生掌握基礎(chǔ)的生物學(xué)知識，還應(yīng)注重學(xué)生能力的提升與綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。具體而言，生物教學(xué)既要關(guān)注學(xué)生對生物概念、原理和規(guī)律的理解，更要通過實驗、探究和實踐活動促進學(xué)生的自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)，從而幫助學(xué)生形成科學(xué)思維、實踐能力和環(huán)保意識，進而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)與社會責(zé)任感[]。因此，將核心素養(yǎng)貫穿于生物教學(xué)的全過程，是提升教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的關(guān)鍵所在。

（二）信息化教學(xué)理論基礎(chǔ)

信息化教學(xué)是利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段優(yōu)化和改進傳統(tǒng)教學(xué)方式的新型教學(xué)模式。其理論基礎(chǔ)主要包括建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、信息技術(shù)支持學(xué)習(xí)理論等。建構(gòu)主義理論強調(diào)學(xué)習(xí)者在知識構(gòu)建過程中發(fā)揮主動作用，而信息化教學(xué)可通過多媒體、虛擬實驗和在線學(xué)習(xí)等手段，提供多感官、多維度的學(xué)習(xí)體驗，有助于學(xué)生自主探究與深度理解[2]。信息技術(shù)支持學(xué)習(xí)理論則指出，信息技術(shù)能夠為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資源與互動平臺，促進個性化學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果與教學(xué)效率。信息化教學(xué)的基本原則包括以學(xué)生為中心、注重實踐與互動、實現(xiàn)學(xué)習(xí)的個性化與差異化等，目的是推動教育教學(xué)方式的創(chuàng)新，促進學(xué)生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。

二、基于核心素養(yǎng)的高中生物課堂信息化教學(xué)策略

（一）明確素養(yǎng)目標(biāo)，細化教學(xué)要求

高中生物課堂中，明確素養(yǎng)目標(biāo)并細化教學(xué)要求是確保教學(xué)有效性的基礎(chǔ)。根據(jù)核心素養(yǎng)的要求，教學(xué)目標(biāo)應(yīng)涵蓋知識、技能、態(tài)度與價值觀的全面發(fā)展。以人教版高一生物必修1《分子與細胞》中的《細胞是生命活動的基本單位》為例，其中，知識目標(biāo)應(yīng)強調(diào)細胞的基本結(jié)構(gòu)與功能，如細胞膜、細胞核、線粒體等細胞器的功能。為幫助學(xué)生全面理解細胞的生命活動，教師可通過引導(dǎo)學(xué)生比較植物細胞與動物細胞等不同類型細胞的異同，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)觀察能力和分析能力。接著，技能目標(biāo)則應(yīng)注重學(xué)生的實驗操作能力與探究能力。比如，在細胞學(xué)實驗中，教師可設(shè)計顯微鏡觀察實驗，要求學(xué)生親自操作顯微鏡觀察細胞結(jié)構(gòu)，并通過實驗數(shù)據(jù)分析理解細胞的各項功能，這不僅培養(yǎng)了學(xué)生的實驗技能，還能提高學(xué)生獨立思考和問題解決的能力[3]。同時，學(xué)生的探究精神也在實驗過程中得到鍛煉。此外，教學(xué)目標(biāo)還應(yīng)關(guān)注學(xué)生態(tài)度和價值觀的培養(yǎng)。教師可以通過講解細胞的復(fù)雜性與生命的奇妙，引導(dǎo)學(xué)生樹立對生命科學(xué)的熱愛與尊重。比如，課堂上可以探討細胞與人體健康的關(guān)系，促使學(xué)生認識到細胞健康對生命質(zhì)量的重要性，從而激發(fā)學(xué)生關(guān)注生物學(xué)知識與實際生活的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生對生命的責(zé)任感和科學(xué)思維。因此，在設(shè)計教學(xué)目標(biāo)時，教師既要聚焦于學(xué)科知識的傳授，還要綜合考慮核心素養(yǎng)的多維度要求，確保學(xué)生在知識、能力、態(tài)度和價值觀等方面都能得到全面的發(fā)展，從而為其未來的學(xué)術(shù)成長和社會適應(yīng)力奠定堅實的基礎(chǔ)。

（二）融入核心要素，整合教學(xué)內(nèi)容

當(dāng)前，在高中生物教學(xué)中，將核心素養(yǎng)融入教學(xué)內(nèi)容的整合是提升教學(xué)質(zhì)量與效果的關(guān)鍵。尤其是在涉及復(fù)雜生物學(xué)概念時，如何通過信息化手段幫助學(xué)生理解并提升學(xué)生核心素養(yǎng)，成為當(dāng)前教育改革的重要任務(wù)。例如，在《蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者》的教學(xué)中，教師既要傳授蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能知識，還應(yīng)結(jié)合核心素養(yǎng)的要求，設(shè)計合理的教學(xué)內(nèi)容與形式，幫助學(xué)生培養(yǎng)科學(xué)探究精神和創(chuàng)新能力。為此，整合教學(xué)內(nèi)容時，教師可根據(jù)生物學(xué)科的特點，結(jié)合最新的研究成果，將理論知識與實際應(yīng)用緊密聯(lián)系[4。例如，教師可通過講解世界上第一個人工合成蛋白質(zhì)的誕生，幫助學(xué)生了解蛋白質(zhì)合成的科學(xué)歷史及其重要性。這不僅有助于學(xué)生理解蛋白質(zhì)在生命活動中的核心作用，還能夠激發(fā)學(xué)生對生物學(xué)發(fā)展的興趣和對科學(xué)進步的敬畏之情。在此過程中，教師可引入相關(guān)的基因工程、合成生物學(xué)等現(xiàn)代生物技術(shù)，通過視瀕、動畫和在線資源展示人工合成蛋白質(zhì)的過程，以提高學(xué)生的直觀感受和認知深度。然后，教師可在教學(xué)中融入信息化手段，以此豐富教學(xué)形式和內(nèi)容。例如，教師可使用虛擬實驗軟件助力學(xué)生模擬蛋白質(zhì)的合成過程，以此讓學(xué)生更深入地理解蛋白質(zhì)合成的分子機制，并通過互動式學(xué)習(xí)提高學(xué)生的動手能力和問題解決能力。通過在線討論平臺，學(xué)生還可分組探討蛋白質(zhì)功能與結(jié)構(gòu)間的關(guān)系，并利用數(shù)據(jù)庫查詢相關(guān)資料，從而激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與探究的熱情，培養(yǎng)其科學(xué)思維和協(xié)作能力。教師通過有效地整合核心素養(yǎng)與生物教學(xué)內(nèi)容，并借助信息化教學(xué)手段，可更好地實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，幫助學(xué)生實現(xiàn)在知識、技能和價值觀等方面的均衡發(fā)展，繼而培養(yǎng)學(xué)生批判性思維、創(chuàng)新意識和社會責(zé)任感，為學(xué)生未來的學(xué)習(xí)和生活奠定堅實基礎(chǔ)。

（三）結(jié)合信息技術(shù)，創(chuàng)新授課模式

高中生物教學(xué)中，結(jié)合信息技術(shù)創(chuàng)新授課模式是提升教學(xué)效果、激發(fā)學(xué)生興趣以及培養(yǎng)核心素養(yǎng)的有效途徑。翻轉(zhuǎn)課堂和項目式學(xué)習(xí)是當(dāng)前信息化教學(xué)中廣泛應(yīng)用的兩種新型模式，二者可有效地激發(fā)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)意識，促進學(xué)生在實際探究和合作學(xué)習(xí)中提升生物學(xué)科的綜合素養(yǎng)。其中，翻轉(zhuǎn)課堂通過將傳統(tǒng)課堂的知識傳授過程提前到課外學(xué)習(xí)，課堂時間則用于學(xué)生之間的討論、合作與實際操作。此種教學(xué)模式下，教師可通過視頻、電子教材或在線學(xué)習(xí)平臺等方式，將細胞器間分工合作的基本理論和實驗內(nèi)容預(yù)先傳遞給學(xué)生。例如，在講解《細胞器之間的分工合作》時，教師可提前上傳有關(guān)葉綠體、線粒體及其他細胞器的功能及協(xié)同作用的知識視頻，要求學(xué)生自主學(xué)習(xí)并完成在線測試。課堂上，學(xué)生則可通過討論和實驗，進一步加深對這些細胞器如何協(xié)作完成生命活動的理解。在此過程中，學(xué)生既可更深刻地理解知識，還能夠通過小組討論激發(fā)創(chuàng)新思維，提升合作能力。再者，項目式學(xué)習(xí)會將學(xué)生置于真實的探究情境中，強調(diào)學(xué)生在解決問題的過程中學(xué)習(xí)和應(yīng)用知識[5]。教師可在細胞學(xué)教學(xué)中，設(shè)計以“細胞器功能與協(xié)作探究”為主題的項目，要求學(xué)生分組利用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質(zhì)的流動，結(jié)合實驗數(shù)據(jù)分析細胞內(nèi)不同細胞器如何共同完成代謝等生命活動。在此過程中，學(xué)生既可基于實際操作提高實驗技能，還能通過查閱相關(guān)文獻、使用信息技術(shù)展開數(shù)據(jù)分析，繼而提升其自主學(xué)習(xí)和科學(xué)思維能力。通過信息技術(shù)支持的翻轉(zhuǎn)課堂和項目式學(xué)習(xí)，學(xué)生可更好地體驗到主動探究和實踐創(chuàng)新的樂趣，提高學(xué)習(xí)的參與感。同時，教師可通過此種方式實現(xiàn)對學(xué)生核心素養(yǎng)的全面培養(yǎng)，推動教學(xué)模式的革新，進而為學(xué)生未來的學(xué)術(shù)發(fā)展和社會實踐奠定基礎(chǔ)。

（四）運用現(xiàn)代手段，優(yōu)化教學(xué)方法

現(xiàn)代生物教學(xué)中，教師運用信息技術(shù)手段優(yōu)化教學(xué)方法，可有效提高課堂教學(xué)的互動性和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。通過多媒體教學(xué)、虛擬實驗和在線討論等現(xiàn)代手段，教師可為學(xué)生提供更直觀和生動的學(xué)習(xí)體驗，增強學(xué)生對復(fù)雜生物學(xué)概念的理解和記憶。以《被動運輸》為例，教學(xué)內(nèi)容涉及細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能、物質(zhì)通過細胞膜的運輸方式等內(nèi)容，教師可充分利用信息技術(shù)手段，使抽象的理論知識變得更加易于理解和掌握。其中，多媒體教學(xué)能夠?qū)⑸飳W(xué)的抽象概念通過視頻、動畫等形式展現(xiàn)出來，幫助學(xué)生更直觀地理解生物學(xué)過程。在講解植物細胞的吸水和失水過程時，教師可使用動畫演示水分子如何通過細胞膜的滲透作用進入植物細胞，形成膨壓，并通過細胞膜的選擇透過性實現(xiàn)水分的調(diào)節(jié)。這樣的動畫演示既可助力學(xué)生看到水分如何在細胞間移動，還能幫助學(xué)生理解被動運輸?shù)臋C制與規(guī)律，從而拓展學(xué)生對知識的理解深度。然后，虛擬實驗為學(xué)生提供了更多的實驗機會，尤其是在部分實際操作難度較大或條件受限的情況下，虛擬實驗可作為補充手段。例如，在探究植物細胞吸水和失水的實驗時，教師可引導(dǎo)學(xué)生通過虛擬實驗平臺模擬不同環(huán)境條件下植物細胞的吸水與失水過程，觀察細胞壁、細胞膜在水分進入和離開過程中的作用，并進行數(shù)據(jù)分析。虛擬實驗既能提高學(xué)生的實驗技能，還能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和問題解決能力。此外，在線討論和協(xié)作學(xué)習(xí)平臺可進一步促進學(xué)生間的互動與合作。在討論通道蛋白和載體蛋白在物質(zhì)運輸中的作用時，教師可組織學(xué)生展開小組討論，并通過在線平臺分享討論結(jié)果和思考。在此過程中，學(xué)生既可深入理解被動運輸?shù)姆肿訖C制，還能在交流中提高批判性思維和團隊合作能力。通過運用這些現(xiàn)代教學(xué)手段，教師能夠更好地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，幫助學(xué)生建立系統(tǒng)的知識框架，提升學(xué)生的實驗?zāi)芰?、?chuàng)新能力以及團隊協(xié)作能力，從而為學(xué)生的核心素養(yǎng)培養(yǎng)提供有力支持。

（五）拓展教學(xué)資源，高效開發(fā)利用

現(xiàn)代生物教學(xué)中，拓展和高效開發(fā)利用教學(xué)資源是提升教學(xué)效果、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的重要手段。隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，豐富的網(wǎng)絡(luò)課程、電子圖書和生物數(shù)據(jù)庫等信息化教學(xué)資源為教師提供了全新的教學(xué)工具，也為學(xué)生提供了更加豐富的學(xué)習(xí)材料和探究平臺。尤其是在光合作用與能量轉(zhuǎn)化的教學(xué)中，通過有效利用相應(yīng)資源，不僅能夠深化學(xué)生對光合作用原理的理解，還能激發(fā)學(xué)生主動探究的興趣。其中，網(wǎng)絡(luò)課程為學(xué)生提供了隨時隨地學(xué)習(xí)的機會，教師可利用優(yōu)質(zhì)的在線生物課程資源，擴展課堂教學(xué)內(nèi)容。例如，教師可在講解“光合作用與能量轉(zhuǎn)化”時，推薦學(xué)生觀看由專業(yè)機構(gòu)制作的關(guān)于光合作用的網(wǎng)絡(luò)課程，多元課程可通過生動的動畫、實驗視頻和互動模塊，幫助學(xué)生深入理解捕獲光能的色素、光合作用的基本過程及其在生態(tài)系統(tǒng)中的重要作用。通過這樣的資源，學(xué)生能夠更直觀地理解復(fù)雜的生物學(xué)原理，增強學(xué)習(xí)的趣味性和互動性。再者，電子圖書和生物數(shù)據(jù)庫為學(xué)生提供了豐富的參考資料，將幫助學(xué)生深入學(xué)習(xí)和獨立研究。在學(xué)習(xí)光合作用時，教師可引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會利用電子圖書查閱相關(guān)章節(jié)，以助力學(xué)生了解不同類型的光合作用色素和它們在捕獲光能中的作用。此外，PubMed、GoogleScholar等生物數(shù)據(jù)庫也可為學(xué)生提供大量的科研論文和實驗數(shù)據(jù)，學(xué)生可通過查閱這些資料，探索光合作用在不同植物中的差異，分析環(huán)境因素對光合作用強度的影響，并展開更為深入的探究。通過這些數(shù)據(jù)庫，學(xué)生既可獲得第一手的學(xué)術(shù)資源，還能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力和獨立思考能力。另外，教師還可利用實驗教學(xué)平臺和虛擬實驗工具，助力學(xué)生在沒有實際實驗條件的情況下，模擬光合作用實驗。例如，學(xué)生可通過虛擬實驗平臺，模擬不同光照強度、溫度和二氧化碳濃度對光合作用強度的影響，實時查看實驗結(jié)果，并展開數(shù)據(jù)分析與討論。如此，學(xué)生不僅能通過實踐深入理解光合作用的原理，還能培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計能力和數(shù)據(jù)分析能力。通過開發(fā)和利用豐富的信息化教學(xué)資源，教師能夠為學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)機會和研究平臺，幫助學(xué)生從多個角度探索生物學(xué)知識，繼而提升學(xué)生的學(xué)術(shù)素養(yǎng)和核心素養(yǎng)。此種資源的高效利用，不僅優(yōu)化了教學(xué)過程，還為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和探究提供了有力支持。

結(jié)束語

信息化教學(xué)在高中生物課堂中的有效應(yīng)用，已成為教育改革的重要方向。教師借助信息技術(shù)，不僅能夠豐富教學(xué)資源、優(yōu)化教學(xué)方法，還能夠創(chuàng)造出更多元化、個性化的學(xué)習(xí)體驗，促進學(xué)生在知識掌握、技能發(fā)展和思維創(chuàng)新等多方面的成長。然而，要充分發(fā)揮信息化教學(xué)的優(yōu)勢，教師必須具備較高的信息技術(shù)素養(yǎng)，并根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容靈活調(diào)整教學(xué)策略。未來，隨著教育技術(shù)的不斷發(fā)展，信息化教學(xué)在生物學(xué)科中的應(yīng)用將更加廣泛，生物教學(xué)的質(zhì)量和效果有望得到顯著提升，為學(xué)生的全面發(fā)展和核心素養(yǎng)的培養(yǎng)提供強有力的支持。

參考文獻

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