現(xiàn)代信息技術與生物教學模式有效整合的策略探究

摘 要：隨著現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化時代的快速發(fā)展，信息技術在日常教學中廣泛應用。在新課改中強調(diào)要將信息技術應用于生物教學，促進高效課堂和多元化教學課堂。文章以高中生物課程為切入點，以生物新課程理念、新課改下本校試行的講學稿教學模式為基礎，通過信息技術與生物學科相整合，利用小組合作探究式學習對整合模式的具體應用做了闡述。

關鍵詞：信息技術;課堂教學;教學應用;反思

一、 研究背景

生物學是研究生物的形態(tài)、結構、生理、分類、遺傳和變異、進化、生態(tài)的科學，與其他學科相比，是一門更貼近生活、自然和社會的學科，一般比較注重形象直觀等感性認識?，F(xiàn)代信息技術是近幾年快速發(fā)展起來的一種技術手段，能夠?qū)β曇?、圖像、動畫、視頻、文字、數(shù)字等各種信息進行獲取、加工、處理、儲存、傳播和使用的高科技技術。因此、信息技術在生物學中成為一個教學輔助手段，以其直觀生動、形象快捷、容量大、有利于縱向拓寬教學內(nèi)容等特點為廣大教師所采用。作為新世紀的教育工作者，應清醒認識到教育要快速發(fā)展，必須把最先進的信息技術作為教育的工作，使教育技術信息化，將成為教育改革的重大突破口。

二、 信息技術與生物教學整合的意義

新課標提出倡導探究式學習，要求課堂是具有生命力的課堂，要求在課堂上要以學生為主，教師主要起到引導作用。利用多元化的教學模式引導學生主動學習、合作探究，并利用一些資料、文字、圖片、表格等善于收集和處理信息，獲取課本知識，同時在具體的教學中強化學生之間的合作交流、推陳出新、拓展創(chuàng)新。通過信息技術整合，課堂模式將會發(fā)生一系列的改變。在課堂上，不再是教師單純的“授之以魚”—灌輸知識。而是通過利用信息技術，結合生物學特點將難以理解的知識轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生易于接受的方式，創(chuàng)設情境，讓學生身臨其境，化難為簡，主動獲取知識，學生成為課堂的主體，教師利用信息技術等方式引導學生主動探索。也可以借助微課滿足不同層次學生的學習需求，很好地詮釋全面育人思想，極大優(yōu)化課堂教學效果，提高學生的學科素養(yǎng)能力。

三、 現(xiàn)代信息技術在生物教學中合理應用的基本方法

“整合”使生物課堂教學內(nèi)容不再局限在教科書中，而是通過網(wǎng)絡、硬盤存儲、數(shù)字化實驗室，尤其是能夠利用百度、獵豹等網(wǎng)站收集能夠輔助課堂教學所有相關內(nèi)容，并應用于課堂教學，或者將當前最新科學研究、科學報道中有關生物學方面的知識應用充實到課堂教學中，讓學生體會到生物源于生活，高于生活，為生產(chǎn)、生活而服務。知識是學習者在與情景的交互作用過程中自行構建的。因此，情景化學習在生物課程中尤為重要，教師可以利用多媒體計算機通過3Dmax三維動畫技術、Flash二維動畫技術、優(yōu)芽微課制作等。通過多種多樣的信息技術手段，將枯燥的知識形象化、具體化、生動化，生活化，使接受知識的個體夠身臨其境的感知知識，引導學生主動探索，集中注意力加深知識理解應用，提高學生的科學思維能力。

四、 現(xiàn)代信息技術與生物教學整合的教學案例

如何能夠很好地利用現(xiàn)代信息技術進行教學，經(jīng)過數(shù)年的教學經(jīng)驗積累和實踐研究發(fā)現(xiàn)，如果在教學中能夠找到將生物知識與信息技術相融合的銜接點，并做到恰到好處的融合與創(chuàng)新，將會使課堂教學效果和效率明顯提升。接下來以人教版高中生物必修三《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第4章第2節(jié)的教學內(nèi)容：種群數(shù)量的變化為案例進行闡述。

（一）教學策略

在具體教學實施過程中，教師結合上節(jié)課的探究實驗數(shù)據(jù)，以“問題探討”引入，學生運用相關的數(shù)學知識，總結細菌數(shù)量增長的數(shù)學公式。利用信息技術處理數(shù)據(jù)得出種群增長“J”型曲線圖，進而引出建構種群增長數(shù)學模型的一般步驟。學生利用相關聯(lián)系嘗試建構種群增長的“J”型曲線，教師啟發(fā)式教學，學生分小組討論得出“J”型曲線公式。然后再次利用信息技術處理數(shù)據(jù)，并變換數(shù)據(jù)，得出種群增長的“S”型曲線。教師利用教材相關資料、研究性學習資料及生活實際典例驗證并引導學生總結“S”型曲線產(chǎn)生條件，學生討論分析K值含義，通過計算機網(wǎng)絡技術查找保護瀕危動植物資源的具體措施以及研究種群數(shù)量變化規(guī)律的實際意義，通過視頻播放《海豚灣》選段激發(fā)學生主動學習的興趣，最后通過網(wǎng)上資源查閱方式，引導學生主動利用網(wǎng)絡完成學習任務，培養(yǎng)學生的學習興趣。

（二）教學過程設計

教學環(huán)節(jié)1 視頻引入新課。教師播放細菌分裂的Flash動畫演示，多媒體課件展示相關內(nèi)容，結合上節(jié)課的探究實驗《培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化》并提出問題：你知道細菌是怎么增殖的嗎？學生積極回答，之后教師展示課本65頁“問題探討”引入本節(jié)內(nèi)容。

教學環(huán)節(jié)2 建構種群增長的數(shù)學模型。教師PPT展示已經(jīng)設計好的表格，引導學生嘗試建構種群增長的數(shù)學模型，學生活動：1. 寫出n代細菌數(shù)量的計算公式;2. 用坐標圖畫出細菌的種群增長曲線。學生運用已有數(shù)學知識，列出公式，利用計算機處理實驗數(shù)據(jù)初步感，通過計算機操作感受信息技術進行數(shù)據(jù)處理的快捷性。通過課件播放問題：想一想：建立種群增長的數(shù)學模型的一般步驟是怎樣的？利用計算機播放水葫蘆入侵的視頻，讓學生身臨其境，感知生物入侵對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成的嚴重后果。通過感官刺激與實際結合，學生對如何建構數(shù)學模型的一般方法有深入理解，通過實例理解“J”型種群增長的原因。

教師出示問題：在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵等情況下，某種一年生動物N有12個個體，一年后為24個個體。請同學們思考：這種動物第M年時的數(shù)量是多少？利用實物展臺投影小組計算步驟，師生共同分析，總結公式。組織全班交流、討論，得出結論：在營養(yǎng)和資源無限的情況下，種群增長的曲線近似于字母“J”，所以稱為“J”型曲線。探討延伸：對于J形曲線，能否用計算機操作表示增長率的變化曲線？小組計算機操作探究、處理數(shù)據(jù)，繪制圖像，觀察思考，得出“J”型曲線。利用信息技術，激發(fā)學生學習興趣。

教學環(huán)節(jié)3 建構種群增長的S型曲線。提出問題：該動物以“J”型曲線增長的過程中，如果突然出現(xiàn)環(huán)境條件的改變，該動物增長模型將會怎么變化？學生利用計算機將表格中第8代后的種群數(shù)量數(shù)據(jù)以3072為參照值上下波動，觀察曲線走勢。利用計算機進行數(shù)據(jù)的處理（繪制圖像）。小組討論，總結“S”型曲形成機制和發(fā)展趨勢。讓學生能夠熟練掌握信息技術操作能力，激發(fā)學生學習興趣。多媒體展示生態(tài)學家高斯的實驗，學生分小組進行思考與討論，之后由小組代表發(fā)言，最后教師點評，總結“S”型增長曲線的一般規(guī)律。

教師在班級建立興趣小組，以新疆南疆的特色動物—塔里木兔為研究對象，開展研究性學習，通過歷史數(shù)據(jù)、實地考察等多種方式研究塔里木兔在自然環(huán)境條件下的種群數(shù)量變化規(guī)律。在具體提研究過程中，教師給學生適當?shù)奶崾荆孩僮匀粭l件不受破的情況下，塔里木兔的種群增長模型，有無K值？②冬天到來，塔里木兔的種群數(shù)量如何變化？③發(fā)生旱災后，塔里木兔在一段時間內(nèi)的種群數(shù)量數(shù)和變化？④旱災過后，生態(tài)環(huán)境恢復原狀，塔里木兔的種群數(shù)量又如何變化？⑤通過研究，我們應該如何對待生態(tài)環(huán)境？對于本研究性學習，教師引導學生定時收集數(shù)據(jù)，在階段性的研究過程中匯報研究成果，教師可以引導學生將研究過程，研究結果等資料以視頻的形式適當?shù)卣宫F(xiàn)給學生，讓學生在長期的學習生涯和研究過程中體驗生命科學的樂趣和其蘊含的科學規(guī)律，寓教于樂。

教學環(huán)節(jié)4 通過實例展示種群數(shù)量的波動和下降。在課堂上，教師通過信息技術應用播放海豚灣片段選播。引起學生熱愛自然資源的情感，懂得保護地球?qū)θ祟惿?，符合自然發(fā)展規(guī)律的重要性。最后利用計算機網(wǎng)絡讓學生查找如何加強環(huán)境保護的相關資料，小組交流，回答問題：（從種群數(shù)量變化角度分析），有什么樣的重要意義？利用計算機網(wǎng)絡幫助學生學習，培養(yǎng)學習興趣。

（三）教學反思

本節(jié)課的主體思路是學會建構數(shù)學模型，在理解并學會如何建構數(shù)學模型的基礎上，教師利用細菌增長的內(nèi)容為出發(fā)點，并借助于高斯的實驗和學生一起探討種群數(shù)量增長的幾種變化關系，引導學生利用數(shù)學知識解決生物學問題，同時利用信息技術演示處理數(shù)據(jù)給學生在思維上一個沖擊，拓展了學生的知識面，激發(fā)了學生的學習興趣，認識到利用現(xiàn)代科技解決問題優(yōu)勢。所以本節(jié)課教學設計是很好的，符合新課程理念，很有利地利用了信息資源。通過教師的組織和引導，以問題形式一環(huán)套一環(huán)，層層深入，將學生一步一步地帶入到教學當中，也充分體現(xiàn)了學生的主體性，課堂氣氛也很活躍。講與練相結合，學生及時復習鞏固。采用啟發(fā)式教學，針對性比較強。不足之處就是教學環(huán)節(jié)銜接不夠自然，同時也反映出學生在之前的學習過程中已經(jīng)適應和習慣了傳統(tǒng)的教學模式即傳授式的教學模式，對新的上課模式和學習理念需要一段時間的適應和轉(zhuǎn)變觀念的學習，學生缺乏基本的科學素養(yǎng)，對于科學研究生物問題的方法知之甚少，因此在今后的教學中要注意對科學素養(yǎng)的培養(yǎng)和鍛煉。

五、 現(xiàn)代信息技術與生物發(fā)展趨勢

信息技術教學充分調(diào)動了學生探求知識的主動性和積極性，大大提高了學習興趣，而且利用信息技術網(wǎng)絡教學，內(nèi)容具有時代性，手法具有多樣性，使學生在較短的時間內(nèi)接受了大量的信息，增加了教學容量，拓寬了學生的知識面。使學生的學習方式也發(fā)生了改變，由原來的“要我學”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W”，由過去的“被動灌輸式”變?yōu)楝F(xiàn)在的“主動探究式”，實現(xiàn)了真正意義上的“興趣學習”和“主動學習”。

在具體的教學實踐中可以嘗試利用一些軟件，比如西沃軟件、101PPT或是公眾號平臺，上傳教師上課的PPT、教案，微課、視頻動畫以及優(yōu)秀的教學錄像課，學生利用課余時間或是碎片化時間自主學習、鞏固提升、強化訓練，引導學生主動獲取知識、自主研究、合作學習、提高學生的自主能動性。同時，教師也可以利用這些軟件或是平臺與學生互動，將教學形式多元化，不僅能夠傳道、授業(yè)、解惑，還能與學生建立良好的師生關系，共同進步和提升。在具體操作中，也可以引導學生利用校園網(wǎng)建立生物學學習樂園，老師和學生隨時可以瀏覽、利用網(wǎng)站，及時在網(wǎng)站中發(fā)表一些最新的科學研究或是源于生活的生物學知識，讓學生利用各種渠道暢游在生物學的海洋中。當然也可以提建議，同時也可增設學生社區(qū)，讓不同地域的教師之間、學生之間、師生之間互動交流，獲取學習經(jīng)驗和學習方法。

參考文獻：

[1]程士剛.淺談多媒體信息技術在生物學教學中的應用[J].新課程，2014（11）.

[2]陳云春.信息技術與生物學科課程有效整合的課堂教學實例[J].考試周刊，2017（71）.

作者簡介：

康小芳，新疆維吾爾自治區(qū)阿克蘇地區(qū)，溫宿縣第二中學。