中學(xué)生物園信息化建設(shè)的有效途徑

鄭曙爍

中學(xué)生物園為生物學(xué)教學(xué)提供教學(xué)素材，是中學(xué)生物學(xué)重要的課程資源，在生物學(xué)實(shí)踐活動(dòng)和探究活動(dòng)中扮演著重要的角色，是生物學(xué)實(shí)踐教學(xué)的重要園地。然而，傳統(tǒng)的記錄、儲(chǔ)存和介紹手段在很大程度上降低了生物園的功能性和有效性。如用傳統(tǒng)的記錄本可能導(dǎo)致中學(xué)生物園中生物信息記錄不完整、不及時(shí)。紙質(zhì)記錄的生物信息隨著積累量的增加使管理日益繁瑣，且效率低下。生物園中生物知識(shí)介紹牌存在拓展性不強(qiáng)，容量相對(duì)較少等問(wèn)題。隨著信息技術(shù)的突飛猛進(jìn)，生物園信息化將提高生物園生物信息資料持續(xù)高效的使用，提升其在教學(xué)中的作用，延伸課堂空間，助力學(xué)生對(duì)于生物學(xué)學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。

一、生物信息二維碼化

生物名牌是生物園中生物知識(shí)的介紹牌，是生物園科普的核心，也是學(xué)生獲取生物信息最直接的途徑。目前，生物園中對(duì)于生物的記錄多以不銹鋼、木質(zhì)、過(guò)塑紙板等材質(zhì)制成介紹牌，簡(jiǎn)單羅列生物的中文名稱、學(xué)名、科屬、產(chǎn)地、習(xí)性和用途等基本信息。然而，介紹牌面積有限，必然造成介紹內(nèi)容受限，無(wú)法詳細(xì)地全面展示生物完整相關(guān)的生物學(xué)信息，如生物不同生長(zhǎng)期的圖片、各個(gè)階段的生理特征、日常的栽培和管理的注意事項(xiàng)等。這一局限性，也進(jìn)一步限制了學(xué)生在生物園自主學(xué)習(xí)和研究過(guò)程中對(duì)于生物生長(zhǎng)過(guò)程和特性的系統(tǒng)了解，無(wú)法“一站式”獲取某個(gè)或某些生物較為完整的相關(guān)信息，難以及時(shí)從廣度和深度去拓展生物知識(shí)。

如果要讓學(xué)生在生物園的自主學(xué)習(xí)過(guò)程中獲取某生物更多的資料信息，實(shí)現(xiàn)“一站式”信息獲取和學(xué)習(xí)就需要在有效的版面里集成更多的信息，突破空間對(duì)知識(shí)內(nèi)容的限制。因此可以利用信息技術(shù)中的二維碼技術(shù)，為生物園中的每種生物制作一個(gè)數(shù)字化的生物圖鑒資料庫(kù)，生成生物信息二維碼化，甚至可以通過(guò)二維碼進(jìn)行鏈接視頻，掃描二維碼就可以觀看到生物各時(shí)期的記錄視頻，從而突破時(shí)間和空間對(duì)知識(shí)容量的限制，對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和知識(shí)拓展起輔助作用。例如，利用WPS等軟件為生物園中的龍船花制作的生物信息（龍船花Ixora chinensis，茜草科龍船花屬常綠灌木，高0.5～2米。葉對(duì)生，有時(shí)由于節(jié)間距離極短幾成4枚輪生，披針形或長(zhǎng)圓狀披針形，長(zhǎng)5～15 cm，寬2～4 cm。聚傘花序頂生，具多數(shù)花；花高腳碟狀，橙紅色，盛開(kāi)時(shí)長(zhǎng)2～3 cm。核果近球形，雙生，中間有1溝，成熟時(shí)紅黑色?；ㄆ冢?～9月；果期：秋季。原產(chǎn)于中國(guó)、絢旬和馬來(lái)西亞。中國(guó)主要分布于廣東、香港、廣西和福建。越南、菲律賓、馬來(lái)西亞、印度尼西亞等熱帶地區(qū)也有分布。中國(guó)華南地區(qū)廣為栽培。喜溫暖濕潤(rùn)氣候。喜光，耐蔭蔽；耐高溫，不耐寒；耐干旱。耐瘠薄。栽培以富含腐殖質(zhì)、疏松和排水良好的沙質(zhì)壤土為佳。四季常綠，盛花期花團(tuán)錦簇，色彩艷麗，嬌艷奪目，是重要的園林花灌木。道路、公園、庭院綠化均適宜，片植、孤植、叢植或布置花壇。）制作該植物的信息二維碼（圖1），并通過(guò)二維碼鏈接龍船花相關(guān)的生物視頻。學(xué)生只要通過(guò)掃描該二維碼，就可以立刻獲取關(guān)于龍船花的大量信息和視頻，實(shí)現(xiàn)即時(shí)學(xué)習(xí)和知識(shí)拓展。通過(guò)對(duì)生物信息的二維碼化，幫助學(xué)生全面拓展生物的相關(guān)內(nèi)容。

通過(guò)這一方式，任何一位在生物園中自主學(xué)習(xí)的學(xué)生，在需要進(jìn)一步了解該生物資料的情況下，只需掃描該生物的二維碼即可獲取更多的相關(guān)信息。而這一方式，也可實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者與該生物在一定程度上的交互性。二維碼在某種意義上成為生物的“個(gè)人簡(jiǎn)歷”，整個(gè)生物園即一個(gè)生動(dòng)的生物資料庫(kù)，亦是鮮活的生物圖書(shū)館，更大程度地激發(fā)了學(xué)生在生物園中自主學(xué)習(xí)的興趣，擴(kuò)大了其學(xué)習(xí)容量。

在生物信息二維碼制作上，教師可以指導(dǎo)學(xué)生組建生物興趣小組，以項(xiàng)目分派的方式，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)合作學(xué)習(xí)的方式參與生物園各種生物二維碼的制作活動(dòng)，讓學(xué)生承擔(dān)生物資料收集的任務(wù)，自主參與學(xué)校生物園生物特定資料庫(kù)的建設(shè)。在活動(dòng)的參與過(guò)程中，學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性得到凸顯，其學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性得到充分的發(fā)揮。參與生物園生物資料信息化的建設(shè)過(guò)程中，既鍛煉了他們合作學(xué)習(xí)的能力，又拓展了他們的知識(shí)面，有助于學(xué)生生物核心素養(yǎng)的提升。

二、資料庫(kù)數(shù)字化

生物園資料存儲(chǔ)傳統(tǒng)方式是單一的紙質(zhì)記錄，這樣容易造成資料的管理困難，查閱煩瑣，甚至容易出現(xiàn)資料遺失?？梢酝ㄟ^(guò)信息技術(shù)的參與，逐步將生物園中所積累的相關(guān)生物資料數(shù)字化，并通過(guò)對(duì)相關(guān)生物進(jìn)行資料的補(bǔ)充、數(shù)據(jù)的添加、情況跟蹤的記錄等方式豐富生物園的數(shù)字資源，擴(kuò)充容量。數(shù)字化內(nèi)容可以包括種類的基本信息：植物種類的中英文名、來(lái)源、分布、用途、坐落地理位置等方面的信息記載，使每一個(gè)種植于生物園中的植物種類有“身份證”（表1）。甚至是包含該植物基本信息：植物的樹(shù)體到根、莖、葉、芽、花、果、種子等形態(tài)類及其解剖學(xué)特征的描述及各器官照片。按植物不同種類及生活類型及特殊資源類型增添其它信息，并附有各個(gè)時(shí)期的照片，甚至是相關(guān)生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖的視頻，植物栽培方法等。同樣動(dòng)物可以按照其分類、形態(tài)特點(diǎn)、生活習(xí)性等添加相關(guān)信息，包括生長(zhǎng)發(fā)育繁殖等方面的內(nèi)容。相關(guān)記錄表格如下：

教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)生物園中的某種植物，如開(kāi)花量、花的類型、顏色、葉色、葉形的變化、果實(shí)大小、結(jié)果數(shù)等進(jìn)行長(zhǎng)期的觀察記錄，將記錄的數(shù)據(jù)數(shù)字化保存起來(lái)。每一屆學(xué)生都能對(duì)同棵植物進(jìn)行相同項(xiàng)目的觀察研究，記錄該生物生長(zhǎng)過(guò)程中不同時(shí)期的數(shù)據(jù)和不同時(shí)期的影像，讓生物園中的每種生物有了屬于自己特有的數(shù)字化資源庫(kù)，從而實(shí)現(xiàn)跨越時(shí)間長(zhǎng)度的持續(xù)性學(xué)習(xí)。教師可以指導(dǎo)學(xué)生制定一個(gè)或是若干個(gè)研究性學(xué)習(xí)的主題，如繁殖方法、適宜繁殖材料類型、繁殖時(shí)間、成活率、光照條件等，并把研究的結(jié)論保存起來(lái)，為后來(lái)者提供寶貴的研究資料。

通過(guò)對(duì)生物園資料的數(shù)字化管理，解決了資料的管理、查閱、保存等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)和學(xué)習(xí)態(tài)度的薪火相傳，讓生物園成為一個(gè)充滿創(chuàng)造力的地方，也體現(xiàn)出了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究的過(guò)程。

三、生物園網(wǎng)絡(luò)化

將生物園做成網(wǎng)站或做成網(wǎng)絡(luò)的虛擬生物園，網(wǎng)上的生物園是現(xiàn)實(shí)中生物園的映射，現(xiàn)實(shí)生物園中的有些生物在網(wǎng)上的生物園也有相關(guān)的資料信息。當(dāng)學(xué)生需要相關(guān)的生物資料時(shí)，可以直接從網(wǎng)上生物園獲取該植物的相關(guān)資料和數(shù)據(jù)；或是需要從生物園中獲取某種生物材料的時(shí)候，可以直接從網(wǎng)上生物園首先了解這種材料需要從哪種生物身上獲取，需要在生物園中的哪個(gè)區(qū)域獲取；或是需要在哪個(gè)時(shí)間段去獲取，甚至在該季節(jié)無(wú)法獲取該材料時(shí)候，能夠從相對(duì)的資料庫(kù)里面得到相關(guān)的資料，從而突破時(shí)間和空間的限制，極大地開(kāi)發(fā)了生物園的教學(xué)功能。例如：教師想組織學(xué)生開(kāi)展觀察田螺的活動(dòng)，可以讓學(xué)生先在學(xué)校的網(wǎng)上生物園搜索田螺的相關(guān)資料（形態(tài)特點(diǎn)：外形外殼是鈣質(zhì)的，較薄，螺旋形，右旋。殼外表呈黃綠色到黃褐色，顏色因環(huán)境和水質(zhì)而有差異，內(nèi)面灰白色，殼頂略尖，殼底膨大，殼口卵圓形，其邊緣完整，有角質(zhì)。生活習(xí)性：田螺主要攝食器官為齒舌，用于刮取水底和附生的食物。田螺食性雜，在自然環(huán)境中，主要吃水生植物的嫩莖葉、藻類、細(xì)菌和有機(jī)碎屑等，也濾食浮游生物，并且喜歡夜間活動(dòng)和攝食。）在生物園的分布位置，開(kāi)始觀察活動(dòng)時(shí)間，學(xué)生就可以在相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)尋找田螺，并觀察田螺的螺旋形貝殼形態(tài)、用腹足爬行方式和挖掘洞穴生活習(xí)性。嘗試用工具觸碰田螺頭部，觀察腹足收縮情況，跟網(wǎng)上生物園提供的田螺資料相互驗(yàn)證，達(dá)到實(shí)踐觀察和課本知識(shí)相結(jié)合的效果，進(jìn)而理解掌握軟體動(dòng)物“大多具有貝殼，運(yùn)動(dòng)器官是足”的主要特征。

制作生物園公眾號(hào)，將生物園的各種動(dòng)態(tài)，如某棵植物最近的生長(zhǎng)情況、最新的課外探究活動(dòng)、某個(gè)小組研究性學(xué)習(xí)的成果等及時(shí)發(fā)布在公眾號(hào)上，讓所有在生物園上課或活動(dòng)的教師和學(xué)生能夠及時(shí)了解生物園的動(dòng)態(tài)情況，甚至能讓已經(jīng)畢業(yè)的學(xué)生了解到他們以前種植或觀察過(guò)的生物近況。讓生物園不單單只是教學(xué)基地，更是師生們記憶和情感的紐帶。

以上是高中生物園信息化有效途徑的初步探索，通過(guò)數(shù)字化植物園的建設(shè)，延伸了課堂空間，為學(xué)生提供了更加廣闊的知識(shí)信息庫(kù)，提升了生物園在教學(xué)中作用。

【本文系廣東省教育科研“十三五”規(guī)劃2017年度研究教育科研一般項(xiàng)目課題名稱《中學(xué)生物園設(shè)計(jì)的研究與實(shí)踐》（課題編號(hào)NO.2017YQJK007）】