信息技術支持下的初中生物探究式教學研究

一、引言

信息技術的迅猛發展正在深刻改變教育的傳統模式，尤其是在初中生物學教學中，信息技術的引人為教學模式的創新帶來了無限的可能。探究式教學模式強調通過問題引導和自主探究，使學生在解決問題的過程中掌握知識和技能。然而，傳統教學方式在資源整合和學生體驗層面仍存在諸多局限。信息技術的支持則為這一模式的優化提供了有效的手段。教師通過數字資源的運用和虛擬情境的搭建，能夠讓學生更直觀地感知生物學現象，從而增強其知識的實際應用能力。更重要的是，信息技術支持下的在線互動與合作學習能夠打破時空的限制，幫助學生在多維度的學習環境中激發創造力和探究欲望，從而提升學習效果。

二、信息技術支持下的初中生物學探究式教學模式優化原則

在初中生物教學中，信息技術與探究式教學模式的深度融合應當緊扣初中生物課程標準，充分考慮初中階段學生的認知特點與學科核心素養，做到科學性與創新性并重。科學性主要體現在對教學內容的準確把握和嚴謹傳遞上，確保學生在探究過程中能夠形成正確、系統的生物學知識體系。例如，在涉及細胞結構、物質運輸或生態系統等核心概念時，教師需嚴格遵循學科標準和科學原理，為學生提供準確、可靠的資料與指導。創新性則側重于利用信息技術突破傳統教學的局限，通過多樣化的數字資源與教學手段豐富學習內容，增強學生對生物學概念的深層次理解和應用能力。教師可采用虛擬實驗、在線互動平臺和可視化仿真等方式，為學生提供更靈活、真實的探究環境。

此外，優化初中生物學探究式教學模式時，應始終將學生的主體地位放在首位，通過設計開放性任務和引導自主探究，激發他們的學習興趣和求知欲。教師需注重對教學過程的動態監控與及時調控，結合學生的個體差異和學習需求，靈活調整教學進度和方法，確保探究活動與初中生物課程目標和學生的發展水平相契合。

三、信息技術支持下的初中生物學探究式教學模式的優化意義

在信息技術的支持下，初中生物學探究式教學模式的優化呈現出多重價值。首先，多樣化的數字資源與互動工具為學生提供了更為廣闊的知識獲取途徑，能夠幫助他們借助動畫、虛擬仿真及數據庫等手段，更直觀地認識和理解細胞結構、遺傳與變異、生態系統能量流動等相對抽象或復雜的生物學概念。此種模式能夠有效激發學生的學習熱情，增強他們的自主學習與探究能力。通過在虛擬情境中開展模擬實驗、觀察生物現象或進行線上討論，學生能夠更積極地投入到問題探究與思考中，大大提升參與度和思維深度。

同時，信息技術的引入也為師生、學生與學生之間的溝通提供了更多渠道，使課堂互動從有限的課時延伸至課外，更好地支持小組協作與個性化學習。在探究式教學過程中，通過不斷討論、實踐與反饋，學生不僅能夠加深對知識的理解，還能在解決真實問題的過程中發展創新思維和團隊合作能力。信息技術的有效運用，為初中生物教學注入了新的活力與效率，推動教學質量的持續提升，為學生未來的科學學習與綜合素養培養奠定更加堅實的基礎。

四、信息技術支持下的初中生物學探究式學習模式優化策略

（一）整合數字資源，豐富學習內容

通過將多樣化的數字資源引人課堂教學，可以豐富學生對知識的理解方式，增強學習的直觀性和互動性。數字資源不僅能夠打破時間與空間的限制，為學生提供更多的學習材料，還能通過動畫、視頻等形式將抽象的生物學知識具象化，從而幫助學生更好地進行探究式學習。同時，信息技術的支持能夠推動資源的共享、支持學生的個性化學習，使學生在掌握基礎知識的同時，能夠自主拓展知識的廣度和深度「1]。

例如，在“流動的組織——血液”課程教學中，教師可以通過信息技術的支持，整合多樣化的數字資源來豐富學習內容。教師首先可以使用高分辨率的血液成分數字圖譜，將血液中紅細胞、白細胞和血小板的形態通過投影設備清晰地展示給學生，使學生能夠直觀觀察并比較不同血細胞的形態和結構。這一環節可以有效突破傳統課堂中顯微鏡觀察的局限，讓每個學生都能清晰地看到血細胞的細微差異。接下來，教師可以引入虛擬實驗室平臺，模擬顯微鏡下的人血的永久涂片觀察實驗。教師可以讓學生通過平臺在線操作顯微鏡進行觀察，并結合數字標注工具，更加精準地識別三類血細胞。這種虛擬實驗不僅能夠提高學生的動手實踐能力，還能使得課堂教學突破時間與空間的限制，增加學生實驗的參與感與體驗感。在解釋血液各成分的主要功能時，教師可以整合醫學網站中的真實血液化驗單，結合教學內容講解血常規化驗的具體數值及其臨床意義。通過引導學生對照化驗單數據，學生可以進一步理解血液中各類細胞的功能及其變化在疾病診斷中的意義。教師還可以通過播放相關的醫學科普視頻，進一步加深學生對血液功能的理解，幫助學生舉例說明血液的主要功能。

在信息技術的支持下，學生不僅能夠觀察到更多的生物學細節，還能通過各種數字資源參與到更加豐富的探究活動中。在學習血液功能時，學生可以利用在線數據庫查詢相關的醫學案例，通過小組合作討論，嘗試分析不同病例中的血液化驗單變化。這種基于數字資源的教學設計，不僅能夠豐富課堂的內容，還能增強學生的學習興趣與動力。

（二）創設虛擬情境，增強學習體驗

在信息技術的支持下，創設虛擬情境能夠顯著增強學生的學習體驗。通過模擬真實的生物現象和實驗環境，虛擬情境能夠為學生提供沉浸式的學習體驗，使學生能夠更加直觀地理解復雜的生物學概念。虛擬情境不僅能夠豐富課堂教學的表現形式，還能夠突破傳統課堂的物理局限，為學生提供更多的探究和互動機會。此外，虛擬情境還可以幫助學生在安全、可控的環境中進行實驗和探索，減少實驗成本，提升學習的趣味性和參與度，激發學生的學習興趣和探究欲望「2]。

例如，在“動物的運動”課程教學中，教師可以根據動物運動系統的復雜性，通過信息技術支持創設虛擬情境，增強學生的學習體驗。教師首先可以使用虛擬現實技術構建一個三維的動物運動系統模型，通過虛擬解剖展示動物的骨骼、肌肉，以及神經系統的協調作用。學生可以通過佩戴VR設備，進人虛擬的生物實驗室，親身觀察在運動過程中動物各個系統的動態變化。這種沉浸式的虛擬體驗不僅能夠讓學生清晰地理解運動系統的組成和相互關系，還能讓學生直觀感受到運動對動物生存的重要性。接著，教師可以設計虛擬情境，讓學生在虛擬的自然環境中模擬不同動物的運動方式。學生可以通過操作虛擬動物，觀察其運動行為，并探討運動與生存的關系。例如，模擬一只獵豹在草原上追逐獵物的場景，學生可以在虛擬情境中分析獵豹的骨骼結構、肌肉的收縮和放松、神經信號的傳遞，以及這些系統如何協調動作，以保證獵豹的高速運動。這種動態的虛擬情境不僅能夠幫助學生理解運動系統的復雜性，還能讓學生更深刻地認識到運動與生物結構和功能的統一性。在學習運動對動物生存的重要性時，教師還可以通過虛擬場景展示不同動物的運動方式與其生存環境的關系。學生可以通過虛擬情境中的交互操作，嘗試調整環境條件，如改變地形或氣候條件，觀察不同動物的運動表現如何適應這些變化。這種動態的虛擬實驗能夠幫助學生更加深刻地理解運動在動物行為中的具體表現，并促使他們思考生物進化與適應之間的聯系。這種互動體驗能夠顯著增強學生的學習體驗，有助于激發他們對動物運動與生存之間關系的深入探究。

（三）引導問題探究，激發學習動力

引導問題探究是激發學生學習動力的重要方式之一。在信息技術的支持下，問題探究能夠更加高效地展開。教師可以通過引導學生提出問題、探究問題，使學生可以更主動地參與到學習過程中，從而培養其獨立思考與解決問題的能力。信息技術提供了豐富的探究資源，如數據庫、虛擬實驗室等，能夠為學生提供更多的證據與工具，使他們能夠在信息技術的支持下開展深入的探究式學習。通過問題引導，學生的思維得到激發，學習動機得以增強，從而能夠更加投人地參與到對知識的探索與理解過程中[3]。

以“地球上生命的起源”課程教學為例，教師可以通過信息技術的支持，引導學生圍繞生命起源的過程展開問題探究，激發他們的學習動力。教學伊始，教師可以借助多媒體展示一系列與生命起源相關的科學問題，如“生命是如何從無機物中產生的？”“哪些證據可以支持這一推測？”等，引導學生在課堂中帶著問題進入探究過程。這些問題為課堂奠定了探究基調，促使學生對生命起源這一復雜話題產生了濃厚的興趣。接著，教師可以利用虛擬實驗室，為學生提供模擬原始地球環境的機會。在虛擬情境中，學生可以觀察模擬的化學反應如何在模擬的原始地球大氣條件下發生，并生成簡單的有機分子。在信息技術的支持下，這一抽象的理論過程變得具體可感。學生不僅能夠親眼見證生命可能的起源過程，還能夠根據實驗結果提出新的問題和假設，例如：“這種反應是否足以解釋生命的起源？”或“是否有其他可能的化學路徑？”在這個過程中，教師通過不斷引導學生思考，使他們在探究中發現更多的未解之謎，從而進一步激發其學習動力。

此外，教師可以整合關于生命起源不同觀點的多媒體資源，通過視頻、文獻等形式展示“化學進化假說”“深海熱泉假說”等不同的理論假設。學生在接觸這些資料時，可以帶著問題進行比較和分析，從而激發他們的發散性思維。在小組討論中，學生可以結合證據，辯論不同觀點的合理性，進一步深化對生命起源問題的理解。在這一過程中，教師通過問題引導，不僅能夠幫助學生厘清復雜的科學理論，還能讓學生在思考與探究中主動尋找答案。通過問題引導和探究，學生對生命起源的探討不再局限于課本知識，而是擴展到了更廣泛的科學視野。在信息技術的支持下，學生能夠運用各種數字資源，驗證證據、推理邏輯，并提出自己的見解。

（四）在線互動合作，提升學習效能

在線互動合作是信息技術支持下初中生物學探究式教學的重要方式。通過互動平臺，學生能夠在虛擬環境中進行多方合作，增強學習效能。信息技術能夠為學生提供便捷的交流工具和合作空間，使他們可以在課內外進行實時互動，分享學習成果，討論學術問題。通過小組合作探究，學生能夠共同分析問題、整理信息，從而培養團隊協作和解決問題的能力。這種在線互動合作的模式不僅能夠提高學生的學習積極性，還能有效促進學生對知識的理解與應用，有助于推動整體學習效能的提升4。

例如，在“提升學習效能”課程教學中，教師可以根據信息技術的優勢，設計在線互動合作的活動，幫助學生在探究健康生活方式的過程中提升學習效能。課堂開始時，教師可以利用在線平臺，發布與健康生活方式相關的調查問卷，讓學生通過智能設備實時參與，并填寫自己的生活方式習慣數據。系統收集這些數據后，會自動生成分析報告，從而展示班級整體生活習慣的狀況。通過這樣的互動，學生不僅能夠直觀了解自己和同學的健康狀況，還能初步意識到健康生活方式的重要性。隨后，教師可以借助在線學習平臺，將全班學生分成若干小組，讓每個小組通過平臺共享資料、交流觀點。教師布置的任務是讓每個小組收集與健康生活方式相關的圖文資料，并在線討論其中的不良生活習慣與其對健康的影響。學生可以通過視頻會議功能進行小組討論，實時分享他們找到的案例和分析結果。通過這種在線互動合作，學生不僅能夠學會如何自主收集資料，還能通過與他人的交流，進一步加深對健康生活方式的理解。此過程有助于增強學生的團隊協作能力和自主學習能力。在總結環節，教師可以引導學生在在線平臺上進行小組的展示與反饋。每個小組將自己整理的健康生活方式報告以圖文結合的形式上傳到平臺，并進行在線展示。其他小組的學生可以通過評論區和語音交流功能，提出自己的疑問和見解。通過這樣的互動合作，學生不僅能夠學會如何表達自己的觀點，還可以通過與同學的互動，激發其學習興趣和參與積極性。這種互動的過程，能夠使學生在分析和歸納知識的同時，通過合作獲取更多的信息，彌補自己在學習中的不足。最終，通過在線互動合作，學生能夠更加全面地理解健康生活方式的概念及其對健康的長期影響。

五、結束語

在信息技術的支持下，初中生物學探究式學習模式得到了有效優化，極大地提升了教學效果與學生的學習體驗。通過整合數字資源，學生能夠更加直觀和全面地掌握復雜的生物學知識，從而增強其學習的深度與廣度。虛擬情境的創設使得學生在課堂中能夠更加真實地體驗生物學現象和實驗過程，突破了傳統教學的局限，帶來了更加沉浸的學習體驗。引導問題探究的教學方式，能夠激發學生的學習動力，促使他們以更加主動和積極的態度參與到知識的探索與理解中。這種優化模式不僅能夠促進對學生科學思維的培養，還能幫助他們在解決問題的過程中掌握更多的實踐能力與方法論。在信息技術的支撐下，初中生物學探究式教學方式能夠為學生提供更加豐富、互動和靈活的學習平臺，從而有效提升課堂的教學效率和學生的學習效果。這為教育的持續創新與發展提供了有力的支持和保障。

作者單位：劉青 聊城第九中學

參考文獻

[1]黃曉暉.信息技術背景下初中生物學科素養培養策略研究[J].試題與研究，2024，（18）：132-134.

[2]戴佳燕，劉銀華.現代信息技術融合下的初中生物實驗教學實踐[J].中小學實驗與裝備，2024，34（03）：62-65.

[3]謝劍剛.運用信息技術使初中生物學提質增效[J].中小學電教（教學），2024，（06）：31-33.

[4]徐花香.信息技術與初中生物學教學的有效融合[J].中學課程資源，2024，20（05）：36-38.