数字技术让高中生物学课堂有趣、有料、有效

　　文_张海君

　　数字化转型是现代社会中的重大变革，这种变革为学校的教育与教学带来了深刻变化。伴随着数字化时代的到来，可视化、互动性和信息化的数字化技术极大地助力了教学。本文通过实例，对数字化时代高中生物学的教学实施与评价进行探讨。

　　在教学准备中应用数字化技术

　　高中生物学科核心素养，包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等要素。学生科学思维和科学探究素养的培育，需要激活大量信息，如利用网络资源查找动画和图片，利用“知网”查找文献等。

　　如在高中生物学“群落的结构”教学中，需要学生分析稻田群落物种组成，形成生命观念，在此基础上设计“稻田改良”方案，解决实际问题。想要更好地达成这一目标，仅给出教材的信息或虚构的群落是不够的，教师可提前在“知网”、水稻产区官方宣传等平台收集数据，筛选并呈现给学生。在学生提交设计方案后，给出“稻—萍—鱼、稻—鸭—萍”等改良模式实施后真实的产量与收入提升数据，使学生的学习通过网络从课堂延伸到农田。

　　在教学实施中应用数字化技术

　　数字化技术有助于学生生命素养的养成。高中生物学中看不见、摸不着的东西很多，利用视频动画等方式呈现细胞中的生命过程与生物化学反应、转基因技术下的分子水平操作等，可将抽象的内容具象化，再结合学生的动手实践提升教学效果。

　　例如，在“光合作用”和“呼吸作用”的教学中，通过视频动画呈现膜上形成ATP的过程。“基因工程”教学的重难点在于构建重组DNA分子和PCR，教师将讲解与动画结合，学生再用剪刀等工具动手操作，可较好地突破难点。在“细胞增殖”和“基因表达”的教学中，引入细胞增殖慢速摄影录像和视频动画，可生动呈现细胞增殖与基因转录、翻译的过程。利用数字化技术还可增加教学的趣味性，除了有趣的生物学漫画动画，B站还有全国各地生物学老师录制的生物学歌曲，可助力学生学习。

　　利用数字化技术增加教学互动性。利用希沃白板等互动软件，可实现传统单向呈现的PPT课件所不能实现的课堂互动。例如在“DNA复制”的教学中，不再仅由教师播放PPT展现假设，改由学生提出假设并在希沃白板上用不同颜色的DNA 链拼出DNA半保留和全保留的复制过程，教师再呈现科学史上真实实验结果验证假设，学生会对其理解更加深刻。另外，在实验条件有限时，VR虚拟现实技术和模拟实验室软件也可以提供接近真实的实验体验。

　　在教学评价中应用数字化技术

　　运用数字化技术，可丰富教学评价的途径和维度。例如在“细胞增殖”的教学考查中，学生边做模型边讲解并录制小视频播放，教师可对其专业性进行评价，学生也可进行点评投票，可增强评价的趣味性和互动性。鉴于学生喜欢屏幕互动，课堂上可在PAD上发文字“弹幕”，实现多人发言互动，通过统计有效弹幕对学生课堂互动的情况进行评价。值得注意的是，该方式在线下课堂的使用仍有较大争议。

　　数字化转型助力教学的实例

　　以下，介绍在“转基因食品安全性”的教学中，教师如何在教学准备、实施与评价等环节综合使用多种数字化技术。

　　首先，在课堂准备阶段，教师向学生介绍教学背景，确定两个主要的任务板块，由学生选定任务，并给学生一定的时间进行准备。选择社会调查的学生，需要制作发放问卷、收集数据，分析数据并制作PPT；选择市场调查的学生需要走访超市进行调查；参与辩论赛的学生需要做好辩手与工作人员的选择，教师与学生均需通过网络资源学习辩论赛规则。之后，学生在准备辩论稿的过程中，需要在网络和书籍中查找资料，并在“知网”等专业文献平台查阅文献、收集论据，并推测对手的方案，讨论应对方案。学生可以在网络平台学习辩论赛流程、查找资料、查阅文献，同时使用共享文档、问卷星准备辩论稿和实施调查，课后使用通信软件和“腾讯会议”开会讨论。

　　其次，在课堂实施阶段，学生成为课堂的主角。设计意图是让学生在思考中不断完善逻辑思维，提升分析、归纳、应变、表达等方面的能力，树立社会责任意识。先由调查组的学生汇报转基因食品市场现状和民众对转基因食品的态度，并呈现网络上关于转基因的传言，引发思考，引出辩题。小型辩论赛“是否应当推广转基因食品”是本节课的高潮环节，学生辩论队的正反方分别发出支持与反对转基因食品的声音，学生在激烈辩论中不断呈现论据和论证，观众对双方辩手进行点评和打分。在此基础上，通过总结形成结论，促进学生“证据+逻辑”思维方式的形成，形成理性看待转基因技术的共识。在该阶段除了学生汇报使用PPT和利用问卷星评分之外，效果尤其显著的是使用网络辩论平台展现辩题、观点和进行倒计时，辩论环境专业化使学生有身临其境之感，课堂气氛很是活跃。

　　再次，在对课堂的教学效果进行评估时，除了对学生课堂发言与互动情况进行传统的观察评价外，还可引入问卷星进行生生互评，即观众对辩论队实时打分，评出胜方及最佳辩手；后台统计观众点评的有效性，对观众进行评价。最后，教师可通过网络问卷了解学生对转基因食品的态度。

　　在本次“转基因食品安全性”的教学中，数字化资源在促进学生科学思维提升和社会责任素养培育方面的作用得以展现，学生学习的自主性明显提高。

　　实践证明，数字化技术可以提供更加丰富的教学资源，使教学实施更加生动有趣，提高学生的参与度，丰富教学评估途径，提升教学效果。除了目前用到的数字多媒体、动画视频、虚拟现实技术、在线辩论平台等，新兴的AI也将进一步促进课堂教学的变革。

　　（作者单位：北京一零一中石油分校）