智慧教育視閾下高中生物教學(xué)策略探究

余麗思，夏啟中

（黃岡師范學(xué)院 生物與農(nóng)業(yè)資源學(xué)院，湖北 黃岡）

一 引言

2008 年國際商業(yè)機(jī)器公司，簡稱IBM， 在《智慧地球: 下一代領(lǐng)導(dǎo)議程》中首次提出“智慧地球”概念，IBM 對(duì)“智慧地球”的良好愿景是：借助新一代信息技術(shù)（如傳感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析、3D 打印等）的強(qiáng)有力支持，使地球上任何物體都實(shí)現(xiàn)了被感知化、互聯(lián)化和智能化[1]。當(dāng)“智慧地球”的創(chuàng)新思維沖擊到傳統(tǒng)教育教學(xué)領(lǐng)域之際，智慧教育便應(yīng)運(yùn)而生，教育信息化得到深入發(fā)展。2010年5月，國務(wù)院常務(wù)會(huì)議通過了《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》，其中明確了進(jìn)一步推進(jìn)教育信息化進(jìn)程，建立我國教育管理信息系統(tǒng)的目標(biāo)理念[2]。教育部在2012年又出臺(tái)了《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》，對(duì)未來十年教育信息化工作做出了全面設(shè)想和布局，為中國教育信息化進(jìn)一步發(fā)展提出了具體行動(dòng)綱領(lǐng)[2]。在國家政策的有力支持下，基于新一代信息技術(shù)的智慧教育在生物教學(xué)中的應(yīng)用，催生了智慧課堂的產(chǎn)生。智慧課堂是利用智能技術(shù)打造智慧教學(xué)環(huán)境，推動(dòng)學(xué)習(xí)者發(fā)展和生成新的智慧的智能、高效的課堂[3]，同時(shí)具有數(shù)據(jù)采集動(dòng)態(tài)化、師生互動(dòng)多樣化、資源推送智能化、學(xué)習(xí)內(nèi)容可視化等優(yōu)點(diǎn)，以促進(jìn)素質(zhì)教育背景下的學(xué)習(xí)者綜合素質(zhì)的發(fā)展。

生物學(xué)科是一個(gè)理論知識(shí)較復(fù)雜的課程，在教學(xué)實(shí)踐過程中必須結(jié)合實(shí)際運(yùn)用，才能更好地幫助學(xué)習(xí)者掌握生物專業(yè)知識(shí)，同時(shí)，它也強(qiáng)調(diào)了生物學(xué)專業(yè)知識(shí)在生產(chǎn)生活中的運(yùn)用，也是新課程改革的必然要求。因此傳統(tǒng)的教學(xué)方法已經(jīng)無法滿足教學(xué)需求，生物教師應(yīng)該轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，憑借信息技術(shù)在智慧課堂上的優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)新教學(xué)方法，采取有效策略滿足學(xué)生適應(yīng)社會(huì)未來發(fā)展的需要。

二 高中生物教學(xué)策略探究

（一） 智慧課堂的數(shù)據(jù)采集動(dòng)態(tài)化，促進(jìn)因材施教的實(shí)施

因材施教即根據(jù)學(xué)習(xí)者個(gè)體差異，采取不同的施教活動(dòng)以促使學(xué)習(xí)者全面而有個(gè)性的發(fā)展，符合新課程改革的教學(xué)理念[4]。在以往的高中生物教學(xué)中，教師為了節(jié)約時(shí)間，大多采用“滿堂灌”的方式教授學(xué)生大量的知識(shí)，忽視了學(xué)生之間的差異。而在高中生物智慧課堂中，信息技術(shù)可以智能感知和采集學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所產(chǎn)生的全部動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，使課堂上學(xué)生整個(gè)學(xué)習(xí)過程及其學(xué)習(xí)效果所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)可視化。教師不再僅僅依靠自己的教學(xué)經(jīng)歷來選擇教學(xué)策略，而是依據(jù)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所形成的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，來選定合適的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)活動(dòng)以及指導(dǎo)策略，從而鼓勵(lì)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)，進(jìn)行因材施教，以便提升教育教學(xué)質(zhì)量。

在探究“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)中，教師在課前利用智能平臺(tái)，發(fā)布關(guān)于酶的作用的預(yù)習(xí)資料和關(guān)于探究實(shí)驗(yàn)的過程和注意事項(xiàng)。學(xué)生完成自主預(yù)習(xí)后將預(yù)習(xí)情況發(fā)送到平臺(tái)，智能平臺(tái)對(duì)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析，從而幫助教師了解學(xué)生對(duì)酶的作用以及探究實(shí)驗(yàn)知識(shí)的掌握情況?；趯W(xué)生不同層次的學(xué)習(xí)水平和認(rèn)知基礎(chǔ)，在實(shí)驗(yàn)探究中讓學(xué)生以異質(zhì)分組的形式進(jìn)行合作探究，比如把對(duì)酶的知識(shí)掌握較好的學(xué)生和動(dòng)手能力較強(qiáng)的學(xué)生分在一個(gè)組，使小組成員之間可以取長補(bǔ)短、相互促進(jìn)。結(jié)合學(xué)生在探究活動(dòng)中所產(chǎn)生的行為數(shù)據(jù)，對(duì)學(xué)生探究活動(dòng)中出現(xiàn)的情況及時(shí)采取措施，如對(duì)有疑難問題的同學(xué)給予引導(dǎo)和解疑，對(duì)那些積極性不高的同學(xué)給予鼓勵(lì)和表揚(yáng)，使所用的同學(xué)都參與到教學(xué)活動(dòng)中，主動(dòng)獲取知識(shí)。課后，教師根據(jù)學(xué)生者知識(shí)點(diǎn)掌握情況的差異，進(jìn)行針對(duì)性的指導(dǎo)。由于數(shù)據(jù)貫穿于學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過程中，所以動(dòng)態(tài)地采集數(shù)據(jù)可以達(dá)到因材施教的目的。

（二） 智慧課堂的師生互動(dòng)多樣化，利于啟發(fā)式教學(xué)的實(shí)現(xiàn)

啟發(fā)式教學(xué)就是學(xué)生在教師的啟發(fā)和引導(dǎo)下，主動(dòng)學(xué)習(xí)，發(fā)展思維，提高發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力[5]。傳統(tǒng)的生物教學(xué)方式強(qiáng)調(diào)了教師的主導(dǎo)地位，使學(xué)生處于被動(dòng)地位，師生之間也只能采用由老師直接向?qū)W生詢問答案的單向交流模式進(jìn)行溝通交流，不利于教師對(duì)學(xué)生的啟發(fā)和引導(dǎo)。通過運(yùn)用智慧課堂中的智能學(xué)習(xí)、教學(xué)輔助工具為師生提供了多樣化的互動(dòng)形式。首先，在導(dǎo)入新課時(shí)采用情境創(chuàng)設(shè)的方式，引起學(xué)生的注意，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。其次，在課堂探究活動(dòng)中，教師利用信息技術(shù)平臺(tái)進(jìn)行任務(wù)和要求發(fā)布、資料分析、提問、搶答、討論、交流、視頻播放等多種形式的互動(dòng)方式，組織并引導(dǎo)學(xué)生開展合作學(xué)習(xí)，并對(duì)學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行啟發(fā)和釋疑，促使學(xué)生建構(gòu)知識(shí)。最后，學(xué)生在智能平臺(tái)上展示和分享自己的學(xué)習(xí)成果，通過智能平臺(tái)學(xué)生之間進(jìn)行相互評(píng)價(jià)或者教師給出及時(shí)的評(píng)價(jià)，引導(dǎo)學(xué)生揚(yáng)長避短，調(diào)整方法，積極學(xué)習(xí)。

在“細(xì)胞器之間的分工合作”這一節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)中，教師先利用多媒體播放一家工廠各個(gè)部門相互協(xié)作的工作情境，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn)，激發(fā)興趣和好奇心，然后引導(dǎo)學(xué)生去探索細(xì)胞器之間的分工合作。接著教師在智能平臺(tái)上以問題串的形式逐步啟發(fā)學(xué)生思考問題：一個(gè)細(xì)胞中有多種細(xì)胞器，那細(xì)胞器可以用什么方法進(jìn)行分離呢？各種細(xì)胞器的形態(tài)又是什么樣的呢？各種細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能又有哪些特征呢？你能畫出各個(gè)細(xì)胞器的基本結(jié)構(gòu)圖嗎？教師在智能平臺(tái)上提供學(xué)習(xí)資料，學(xué)生學(xué)習(xí)、交流和討論，并在智能平臺(tái)上搶答，教師根據(jù)學(xué)生的回答給出適當(dāng)?shù)奶崾?、引?dǎo)，比如：回答細(xì)胞器的分離方法時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想細(xì)胞膜的分離方法并對(duì)兩者的分離方法進(jìn)行比較；回答細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能有什么特點(diǎn)的問題時(shí)，教師可以提示學(xué)生回顧蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的知識(shí)，這樣不僅有利于學(xué)生鞏固知識(shí)，還能發(fā)展學(xué)生的思維。接著由其他學(xué)生來進(jìn)行及時(shí)評(píng)價(jià)或者教師給出評(píng)價(jià)，最后學(xué)生可以在智能平臺(tái)上以競賽的形式畫出各種細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)圖，比較誰畫得更好。通過這種活潑、激烈的互動(dòng)式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)地思考，啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)，思考問題和解決問題，進(jìn)而使自己的知識(shí)和能力得到進(jìn)一步發(fā)展。

（三） 智慧課堂的資源推送智能化，助力課后知識(shí)鞏固

生物教學(xué)新內(nèi)容講解完成后并不代表著整個(gè)教學(xué)流程的完成，因?yàn)樯镏R(shí)點(diǎn)大多為抽象、繁瑣的理論性知識(shí)，若學(xué)生在課后不進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)鞏固，那么按照心理學(xué)家艾賓浩斯曲線，剛學(xué)的知識(shí)點(diǎn)在幾天后將會(huì)變成全新的知識(shí)點(diǎn)，不利于提升學(xué)習(xí)效果。依托現(xiàn)代信息技術(shù)的生物智慧課堂將擁有大量的學(xué)習(xí)資源，涵蓋了電子課件、學(xué)習(xí)資料、動(dòng)畫視頻、名師課程等，可以滿足各種學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。智能化的資源推送系統(tǒng)可以根據(jù)學(xué)生的不同學(xué)習(xí)狀況，為學(xué)生有針對(duì)性地推送個(gè)人學(xué)習(xí)資料和練習(xí)題[6]。學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度，進(jìn)行弱點(diǎn)鞏固，重難點(diǎn)提升，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。

在“減數(shù)分裂和受精作用”這一節(jié)內(nèi)容中，染色體本來就是非常小的結(jié)構(gòu)，而在細(xì)胞發(fā)生減數(shù)分裂時(shí)，其中染色體的動(dòng)態(tài)變化過程及數(shù)目變化更是抽象，難以理解，想要學(xué)生更牢固地掌握這一節(jié)內(nèi)容，需要學(xué)生在課后不斷的復(fù)習(xí)、鞏固加練習(xí)。教師可以利用資源智能推送技術(shù)，結(jié)合對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的分析，為學(xué)生發(fā)送不同的學(xué)習(xí)資料。對(duì)于減數(shù)分裂的動(dòng)態(tài)過程理解得還不夠透徹的學(xué)生，可以推送一些微課視頻、名師課件等讓學(xué)生反復(fù)觀摩理解，然后給學(xué)生發(fā)布一些針對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)較薄弱的較容易的專項(xiàng)練習(xí)題，深化對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握。對(duì)于減數(shù)分裂過程中染色體的數(shù)目變化總是易于混淆的學(xué)生，可以推送一些相關(guān)的練習(xí)題幫助其鞏固重難點(diǎn)知識(shí)，這樣有針對(duì)性的資源推送可以促進(jìn)學(xué)生更好地學(xué)習(xí)，掌握知識(shí)。

（四） 智慧課堂的學(xué)習(xí)內(nèi)容可視化，實(shí)現(xiàn)教學(xué)的直觀性

生物教學(xué)的直觀性就是在教學(xué)中充分應(yīng)用生物體、標(biāo)本、實(shí)驗(yàn)、影像、大自然環(huán)境以及多種多樣的教具， 使學(xué)生運(yùn)用多種感官和已有的經(jīng)驗(yàn)，通過各種形式的感知以豐富感性知識(shí)，從而促進(jìn)對(duì)有關(guān)知識(shí)的理解、掌握，并發(fā)展其智能[7]?；诳梢暬夹g(shù)的智慧課堂，能夠把抽象、微觀的生物知識(shí)點(diǎn)直觀化、形象化，還可以給學(xué)生帶來圖文并茂或者以視頻的形式呈現(xiàn)的課程內(nèi)容，從而充分地調(diào)動(dòng)學(xué)生的感官認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和繼續(xù)探索的積極性，提升教學(xué)效果。

在“孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)（一）”一節(jié)中，孟德爾用假說—演繹法提出了著名的孟德爾分離定律，整個(gè)推理過程包括了觀察與分析、提出問題、提出假說、演繹推理和實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，復(fù)雜而抽象，不利于理解，教師可以在智慧課堂中采用可視化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容的直觀化。首先，教師利用電子白板展示豌豆的不同相對(duì)性狀示意圖，引導(dǎo)學(xué)生理解形狀、相對(duì)形狀的定義，同時(shí)在白板上展示高莖豌豆和矮莖豌豆的雜交實(shí)驗(yàn)示意圖，引導(dǎo)學(xué)生觀察和分析，并得出子二代中出現(xiàn)3:1的性狀分離比。然后，教師在白板上呈現(xiàn)孟德爾的多對(duì)形狀的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)，教師趁機(jī)提出疑問：是何種因素造成遺傳性狀在后代中出現(xiàn)分離呢？學(xué)生帶著問題進(jìn)行試驗(yàn)，分析孟德爾的假說，并讓學(xué)生展開討論和提出自己的看法。最后，教師通過播放孟德爾性狀分離比的模擬實(shí)驗(yàn)視頻，讓學(xué)生體驗(yàn)孟德爾的假說，并分析原因，得出結(jié)論。在整個(gè)學(xué)習(xí)的過程中，教師利用智慧課堂上的可視化技術(shù)穿插了教學(xué)圖文和視頻，便于學(xué)生通過自己的感官認(rèn)識(shí)和思維理解，進(jìn)行有效的知識(shí)建構(gòu)。

在必修一第六章“細(xì)胞的生命歷程”中“有絲分裂”教學(xué)中，雖然教材上已經(jīng)繪制出了有絲分裂不同時(shí)期的模式圖幫助學(xué)生理解，但實(shí)際上有絲分裂是一個(gè)細(xì)胞不斷分裂的動(dòng)態(tài)過程，這些人為劃分的各個(gè)靜態(tài)的時(shí)期只是為了幫助學(xué)生更好的記憶，并不能讓學(xué)生更深刻地理解有絲分裂的動(dòng)態(tài)過程。教師在智慧課堂教學(xué)上可以利用可視化技術(shù)，以模擬動(dòng)畫的方式逐步展示有絲分裂各個(gè)時(shí)期的動(dòng)態(tài)過程，讓學(xué)生調(diào)動(dòng)自己的感官認(rèn)真觀察有絲分裂各時(shí)期的特征，加深記憶和理解。最后教師采用3D動(dòng)畫整體演示有絲分裂的過程，將整個(gè)動(dòng)態(tài)過程有序地連接在一起，讓學(xué)生形成一個(gè)完整的記憶，這樣就加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。

三 結(jié)語

總之，科技的迅猛發(fā)展不僅給人類的日常生活提供了巨大的方便，而且使教育產(chǎn)生了巨大的變革。依托于信息技術(shù)的高中生物智慧課堂，給實(shí)施教育的生物教師提供了更多的資源和方法，推動(dòng)了學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。在未來的生物課堂教學(xué)中，高中生物教師一定要樹立正確的教學(xué)理念，緊隨時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)，主動(dòng)掌握最新的生物專業(yè)知識(shí)和技能，學(xué)習(xí)運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，構(gòu)建現(xiàn)代化高中生物智慧課堂，革新教學(xué)模式，提升教學(xué)質(zhì)量。