期待數(shù)字化與生物學(xué)教學(xué)實現(xiàn)“細胞融合”

譚永平

我們生活在數(shù)字時代，數(shù)字技術(shù)已經(jīng)深度嵌入我們的生活，改變著我們的生存方式和生活方式，也在深刻影響著我們的教材開發(fā)和課堂教學(xué)。生物學(xué)教學(xué)將在數(shù)字時代綻放別樣的光彩。

第一，數(shù)字技術(shù)可以突破時空限制為生物學(xué)教學(xué)生動地再現(xiàn)生命世界。生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律用數(shù)字化方式來展示，可以突破教室的時空限制，精彩再現(xiàn)原本遙遠、抽象的生命現(xiàn)象，甚至可以為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供勝似身臨其境的鮮活場景。生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容包括眾多的事實、現(xiàn)象、概念、原理、規(guī)律等，對于學(xué)生的認知水平來說，有的知識內(nèi)容所屬尺度過于微觀（如分子水平）或過于宏大（如生物圈水平），有的過程過于短暫（如光合作用、呼吸作用過程）或過于漫長（如進化歷程），生物學(xué)里還普遍存在著復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)狀因果關(guān)系（如群落內(nèi)物種之間的相互依賴和制衡、植物激素調(diào)節(jié)的協(xié)同與拮抗）。這些事實與現(xiàn)象，傳統(tǒng)的教學(xué)方式難以形象、動態(tài)地再現(xiàn)，而數(shù)字資源則可以通過對時間、空間的縮放，動態(tài)再現(xiàn)過于微觀、過于宏大、過于久遠、過于緩慢的生物學(xué)事實與現(xiàn)象，從而幫助學(xué)生更好地認識它們，進而形成生物學(xué)概念、把握原理和規(guī)律。傳統(tǒng)生物學(xué)教學(xué)手段的瓶頸，正是數(shù)字資源融入的切入點。數(shù)字技術(shù)融入生物學(xué)教學(xué)，可以讓生物學(xué)教學(xué)真正“活”起來。數(shù)字化的生命世界，會成為數(shù)字世界最亮麗的風(fēng)景，數(shù)字化教學(xué)也將在生物學(xué)教學(xué)中展現(xiàn)其獨特的魅力。

第二，數(shù)字化可以提高生物學(xué)實驗教學(xué)的有效性。實驗教學(xué)一直是生物學(xué)教學(xué)的難點，并且“難”的關(guān)鍵在實驗教學(xué)的組織，包括操作示范、過程指導(dǎo)、結(jié)果分享和評價等。生物學(xué)實驗教學(xué)中合理運用數(shù)字化手段，可以為實驗教學(xué)全過程提供前所未有的便利，使得實驗教學(xué)的難度下降、有效性提升。例如，數(shù)碼顯微鏡、傳感器等新技術(shù)和新產(chǎn)品能幫助師生輕松地實時記錄原先難以觀察記錄的實驗現(xiàn)象，還可以更加直觀地呈現(xiàn)觀察實驗結(jié)果，將原先定性的實驗結(jié)果定量化。

第三，數(shù)字技術(shù)可以更便利地連接生命科學(xué)歷史與學(xué)生的現(xiàn)實生活，為學(xué)生概念建構(gòu)和遷移運用創(chuàng)設(shè)真實情境。數(shù)字技術(shù)的運用，可以高效、生動地還原生物學(xué)發(fā)展史上知識形成過程中的一系列觀察和實驗，再現(xiàn)知識的形成過程。數(shù)字技術(shù)可以很便利地將生產(chǎn)、生活中與生物學(xué)有關(guān)的現(xiàn)象引入課堂教學(xué)，使得小小的教室能連接無邊的自然界和社會生活。因此，數(shù)字化可以為生物學(xué)教學(xué)創(chuàng)設(shè)生動的學(xué)習(xí)情境，為知識遷移應(yīng)用于新的情境提供支撐?？茖W(xué)思維、態(tài)度責(zé)任等素養(yǎng)也可以在情境化的學(xué)習(xí)中得到發(fā)展。

數(shù)字化教學(xué)在其他學(xué)科展現(xiàn)出來的優(yōu)勢在生物學(xué)教學(xué)中也同樣存在。例如，數(shù)字化教學(xué)通過多樣的刺激可以保持學(xué)生的注意力，數(shù)字技術(shù)支撐的測評可以即時反饋與指導(dǎo)，等等。對于生物學(xué)教學(xué)來說，無論是教師的教，還是學(xué)生的學(xué)，都可以從數(shù)字化教學(xué)中獲得更好的支持，從而真正實現(xiàn)“讓教學(xué)更生動、?讓學(xué)習(xí)更有效、讓成長更全面”。

現(xiàn)代生物技術(shù)中，細胞融合技術(shù)可以實現(xiàn)跨物種的遺傳信息有機整合從而獲得雜種優(yōu)勢，在教育領(lǐng)域，生物學(xué)教學(xué)也可以與“數(shù)字”實現(xiàn)“跨物種的細胞融合”，進一步助力生物學(xué)教學(xué)實現(xiàn)學(xué)科育人功能。

（作者系人民教育出版社課程教材研究所生物課程教材研究開發(fā)中心主任、編審，中國教育學(xué)會生物學(xué)教學(xué)專業(yè)委員會秘書長）