融合中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化與信息技術(shù)開展高中生物學(xué)教學(xué)

楊祖芳

摘要： 為挖掘并運(yùn)用中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化蘊(yùn)含豐富的生物學(xué)知識與智慧，教師融合中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化和信息技術(shù)開展探究實(shí)踐教學(xué)，設(shè)計(jì)了用生物學(xué)知識解讀古詩詞等學(xué)生喜聞樂見的活動，通過微課、問卷軟件、測評工具、視頻、二維碼等技術(shù)資源的科學(xué)運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了融合創(chuàng)新，有效提高了學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化；生物學(xué)探究；信息技術(shù)

生物學(xué)是以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為基礎(chǔ)的學(xué)科。科學(xué)探究能力是生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之一，生物學(xué)教師要重視對學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。教師借助信息技術(shù)手段，挖掘中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化蘊(yùn)含的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并參與探究實(shí)踐活動，培養(yǎng)科學(xué)探究精神和能力?！霸纯Ｕ吡鏖L，根深者葉茂”，民族文化的形成是一個不斷積累沉淀、傳承發(fā)展的過程。中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化蘊(yùn)含的核心思想理念、中華傳統(tǒng)美德和人文精神，是中華民族生生不息發(fā)展壯大的豐厚滋養(yǎng)。2021年2月，教育部印發(fā)《中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化進(jìn)中小學(xué)課程教材指南》，要求教師在教學(xué)時應(yīng)結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)，注重有機(jī)融入中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，永續(xù)中華民族的根與魂?！吨袊呖荚u價體系》也強(qiáng)調(diào)，學(xué)校開展基礎(chǔ)教育必須弘揚(yáng)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，增強(qiáng)文化自信。在推動中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的數(shù)字化保護(hù)、傳播和創(chuàng)新方面，信息技術(shù)具有十分重要的作用。教師可借助互聯(lián)網(wǎng)和各種應(yīng)用平臺，將學(xué)生置于豐富的多媒體素材環(huán)境中，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)接受中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的技術(shù)、文學(xué)、藝術(shù)和影像等熏陶，理解中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的思想內(nèi)涵。同時，教師要引導(dǎo)學(xué)生主動獲取信息，感悟和理解中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，繼而主動傳播中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化。

一、融合中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的探究活動設(shè)計(jì)

人教版《普通高中教科書生物學(xué)（2019年版）》（以下簡稱“高中生物學(xué)教材”）設(shè)計(jì)了很多“探究·實(shí)踐”活動，也有機(jī)融入了中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，體現(xiàn)人文性。教師在組織學(xué)生開展探究實(shí)踐活動時，應(yīng)有意識地思考如何引入中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，引入什么，如何進(jìn)課堂教學(xué)，如何將探究活動與中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化結(jié)合起來。筆者認(rèn)為，融合的空間很大。例如，教師可以讓學(xué)生觀看視頻，吟誦詩句“人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開”，感受詩詞意境，領(lǐng)悟其中蘊(yùn)含的生物學(xué)原理，開展“探究溫度對植物開花的影響”的實(shí)驗(yàn)課題研究活動。

基于此，筆者嘗試用信息技術(shù)手段，將中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化融于高中生物學(xué)教學(xué)中，在達(dá)成課程目標(biāo)的同時，對學(xué)生進(jìn)行積極的文化導(dǎo)引，使生物學(xué)教學(xué)打上深深的中國底色。

高中生物學(xué)教材中有很多內(nèi)容體現(xiàn)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，按照生物學(xué)特點(diǎn)，這些內(nèi)容被分為思想觀念、文學(xué)、科學(xué)、技術(shù)、藝術(shù)、文物六類。高中生物學(xué)教材引入了豐富的中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化內(nèi)容，為教師教學(xué)提供了豐富的素材，如成語、俗語、農(nóng)諺、典故，唐詩宋詞，古代著作文獻(xiàn)，傳統(tǒng)中醫(yī)藥，非物質(zhì)文化遺產(chǎn)等。教師可挖掘其中的探究實(shí)踐素材，結(jié)合中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化內(nèi)容背后蘊(yùn)藏的實(shí)驗(yàn)原理，設(shè)計(jì)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)并開展探究活動，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。筆者挖掘高中生物學(xué)教材中的中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化內(nèi)容，設(shè)計(jì)了高中生物學(xué)探究實(shí)踐活動（見表1）。

由表1可知，高中生物學(xué)教材中文學(xué)類內(nèi)容偏多，說明教材重視對學(xué)生人文素養(yǎng)的培養(yǎng)。教師可根據(jù)教學(xué)進(jìn)度，充分利用教材上中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的內(nèi)容，組織學(xué)生開展教學(xué)活動，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

二、融合信息技術(shù)與中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的教學(xué)案例

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）的基本理念之一是聚焦大概念，并設(shè)計(jì)了三級概念體系。對于次位概念，教師可設(shè)計(jì)組織不同的探究教學(xué)活動，引導(dǎo)學(xué)生建立次位概念，乃至重要概念和大概念。筆者以新課標(biāo)中概念2下的次位概念“說明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過程中，轉(zhuǎn)換并儲存為糖分子中的化學(xué)能”為例，利用信息技術(shù)，融合中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，設(shè)計(jì)并開展教學(xué)活動，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

（一）教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)思路

教學(xué)目標(biāo)：對探索光合作用原理相關(guān)實(shí)驗(yàn)資料進(jìn)行分析，闡明光合作用的過程和基本原理；借助表格歸納、概括、厘清光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系，說明光合作用的意義；設(shè)計(jì)并實(shí)施實(shí)驗(yàn)，探究環(huán)境因素對光合作用的影響。

筆者設(shè)計(jì)課程時，綜合考慮新課標(biāo)要求、教材內(nèi)容，以及其中的中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化。新課標(biāo)對光合作用的原理和應(yīng)用要求：說明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過程中，轉(zhuǎn)換并儲存為糖分子中的化學(xué)能。同時，從物質(zhì)和能量視角，探索光合作用，闡明細(xì)胞生命活動過程中貫穿物質(zhì)與能量的變化。筆者融合信息技術(shù)及中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，優(yōu)化設(shè)計(jì)教學(xué)思路（如圖1）。

（二）教學(xué)關(guān)鍵環(huán)節(jié)

在關(guān)鍵環(huán)節(jié)，筆者有針對性地選取中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化素材，設(shè)計(jì)教學(xué)活動。

環(huán)節(jié)一：創(chuàng)設(shè)情境引出話題

課前，教師指導(dǎo)部分感興趣的學(xué)生制作葉畫：選取大野芋葉片進(jìn)行72 h暗處理，在葉的下背面用一張小黑紙板將葉片托起。將帶有長城剪紙圖案打印在透明貼紙上，并將透明貼紙片覆在葉片的上表面，用回形針依次固定夾住印有中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的透明貼片、葉片和黑紙板。讓葉片正面接受陽光約6 h。取下葉片，去掉黑紙板和透明貼片，用煮沸酒精褪去葉片綠色，取出葉片滴加碘液顯色，在葉片中顯現(xiàn)長城畫面。課上引入環(huán)節(jié)，教師展示學(xué)生制作的長城葉畫，通過投影讓學(xué)生觀察，引導(dǎo)學(xué)生分析葉片上長城圖形形成的原因。制作葉畫，這個活動基于光合作用原理，契合重點(diǎn)，同時，長城是我國偉大建筑，富含中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化元素，也能激發(fā)學(xué)生民族自豪感。這個過程中，學(xué)生興趣被激發(fā)，有學(xué)生提出還可以用“?！弊珠T貼等制作葉畫。

環(huán)節(jié)二：開展探究實(shí)踐錄制微課

教師引導(dǎo)學(xué)生分析葉畫形成的原因。透明貼紙片上的圖案獲得不同光照強(qiáng)度，光合作用程度不同，產(chǎn)生淀粉的部位也不同，經(jīng)碘液處理后顯色，因而可在葉片上作畫。分析原因后，教師引導(dǎo)學(xué)生提出探究課題：探究環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響。課前教師將該探究活動分解成若干個小探究問題，并引導(dǎo)學(xué)生利用在線文檔，討論確定探究影響光合作用的主要環(huán)境因素：每組確定一個探究活動主題，課前完成實(shí)驗(yàn)操作。

筆者以某小組學(xué)生的課題“探究光照強(qiáng)度對光合作用強(qiáng)度的影響”為例進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明利用該小組的實(shí)驗(yàn)裝置，探究光照強(qiáng)度對光合作用強(qiáng)度的影響時長約50 min，這樣的實(shí)驗(yàn)探究用時在這一節(jié)課內(nèi)很難完成。為此，筆者指導(dǎo)學(xué)生課前將實(shí)驗(yàn)過程錄制成微課，便于在課堂上使用。

學(xué)生先錄制該實(shí)驗(yàn)操作步驟的前3步（第一步制備小葉圓片，可選擇快進(jìn)播放），約2 min，再剪輯進(jìn)行后期處理，剪去實(shí)驗(yàn)中的等待時間或快進(jìn)處理。接著，錄制距光源20 cm強(qiáng)光下小葉圓片在質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%的NaHCO溶液中的上浮過程，約30 s，最后錄制記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表格，約20 s。這樣，探究實(shí)驗(yàn)制作過程得以完整錄制，微課時長3 min左右。課上，學(xué)生展示課前錄制的實(shí)驗(yàn)微課，并交流討論。同理，其他小組可制作探究溫度、CO濃度等不同的環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響微課。

環(huán)節(jié)三：構(gòu)建光合作用模型

結(jié)合教材中“思考討論”欄目探究光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)，教師將19世紀(jì)初到20世紀(jì)中葉的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成問題串，引導(dǎo)學(xué)生思考討論分析。此時，教師選取并播放動畫，可將葉綠體內(nèi)電子傳遞鏈形象地展示出來，水分子分解為氧和H的同時，被葉綠體奪走兩個電子，電子經(jīng)傳遞（如圖2），可用于NADP與H結(jié)合形成NADPH。教師運(yùn)用信息技術(shù)，將靜態(tài)的文字用動態(tài)的方式呈現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生從細(xì)胞角度揭示光合作用的過程，理解細(xì)胞微觀層面的物質(zhì)和能量觀。

在學(xué)生從細(xì)胞層面理解光合作用的過程后，教師借助交互式電子白板的互動功能，設(shè)計(jì)多種評價方式激發(fā)學(xué)生思考。例如，教師將光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)階段設(shè)計(jì)成概念圖或表格的形式，幫助學(xué)生厘清光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的區(qū)別和聯(lián)系，讓學(xué)生利用交互式電子白板的交互功能完成拖曳填空，在反饋中鞏固知識，實(shí)現(xiàn)生生互評。又如，教師利用搶答比賽的方式，激發(fā)學(xué)生的熱情，提升學(xué)生的分析思維能力。

環(huán)節(jié)四：命制試題檢測反饋鞏固

我國古詩詞博大精深，是中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的組成部分，一直被世人傳誦。在高中生物學(xué)教學(xué)過程中，筆者挖掘其中隱含的生物學(xué)知識進(jìn)行原創(chuàng)或改編試題，并利用問卷軟件設(shè)計(jì)答卷，發(fā)鏈接到學(xué)生端。這樣既讓學(xué)生感悟中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的生物學(xué)知識，接受文學(xué)陶冶，拓展思路，提高解決問題的能力，又能實(shí)現(xiàn)快速反饋鞏固。

每句古詩詞均飽含著詩人要表達(dá)的意境，筆者確定一個考查主題，將意思相近的古詩詞設(shè)計(jì)成選項(xiàng)，既注意考查的全面性，選項(xiàng)又有迷惑性。

例1：我國古詩詞蘊(yùn)含豐富的生物學(xué)原理，下列與影響光合作用強(qiáng)度所對應(yīng)的主要影響因素不符的是（D）。

A. 稻花香里說豐年，聽取蛙聲一片；主要影響因素為水分。

B. 人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開；主要影響因素為溫度。

C. 滿園春色關(guān)不住，一枝紅杏出墻來；主要影響因素為單側(cè)光。

D. 梅須遜雪三分白，雪卻輸梅一段香；主要影響因素為CO濃度。

詩人常常借物詠懷喻志，學(xué)生通過分析古詩詞傳遞出來的情境，感受詩人熱愛生活、熱愛自然的生活態(tài)度。筆者以古詩詞為題干設(shè)計(jì)題目，考查相關(guān)生物學(xué)知識。

例2：“不是花中偏愛菊，此花開盡更無花”反映出植物開花受信息傳遞的影響，下列敘述錯誤的是（B）。

A．光屬于物理信息。

B．增加光照時間可延長菊花花期。

C．花香吸引昆蟲授粉屬于化學(xué)信息。

D．光影響植物開花體現(xiàn)信息傳遞可影響種群的繁衍。

中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化既可作為情境呈現(xiàn)，又可作為選項(xiàng)。教師通過問卷軟件設(shè)計(jì)調(diào)查問卷，再將鏈接推送給學(xué)生（如圖3），在傳承中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的同時，讓學(xué)生運(yùn)用概念。同時，利用問卷軟件后臺的反饋數(shù)據(jù)及時分析，還可以及時診斷教學(xué)（如圖4）。

三、融合中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化與信息技術(shù)開展生物學(xué)教學(xué)體會

（一）制作實(shí)驗(yàn)微課，縮短實(shí)驗(yàn)用時

實(shí)驗(yàn)微課的選題可以是實(shí)驗(yàn)操作，也可以是實(shí)驗(yàn)原理、探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，模擬科學(xué)史探究等，選題具有獨(dú)立性和完整性。與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比，微課具有清晰度高、直觀性強(qiáng)，支持暫停觀看思考和反復(fù)觀看，可突破時空限制，助力學(xué)生自由學(xué)習(xí)。學(xué)生通過錄制實(shí)驗(yàn)微視頻，將主要實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示出來，對于實(shí)驗(yàn)過程等待的時間則在后期制作中可用繪聲繪影軟件進(jìn)行視頻剪接處理，從而節(jié)省實(shí)驗(yàn)等候時間，便于課堂交流。學(xué)生通過微課的展示探究實(shí)踐的全過程，有利于交流研討。學(xué)生還可在指定的平臺上傳實(shí)驗(yàn)視頻，用于師生互評、生生互評。

（二）借助問卷軟件，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息反饋迅速

教師以新課標(biāo)重要概念為考查命題范圍，挖掘該重要概念下關(guān)于中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的內(nèi)容并設(shè)計(jì)成檢測評價題，再利用問卷軟件制作問卷試題鏈接，周末將問卷鏈接發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生在家里通過手機(jī)端完成檢測。教師實(shí)時回收數(shù)據(jù)，結(jié)合問卷調(diào)查數(shù)據(jù)分析報(bào)告得出結(jié)論進(jìn)行教學(xué)診斷。問卷軟件反饋很快，能為教師調(diào)整教學(xué)提供數(shù)據(jù)支撐，也方便教師思考及時有效地將中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化更好地融入課堂教學(xué)中。筆者通過教學(xué)診斷，在教學(xué)中挖掘中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的內(nèi)容，從生物學(xué)角度引導(dǎo)學(xué)生分析其原理及應(yīng)用，讓學(xué)生感知生活中的中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，更好地傳承和發(fā)揚(yáng)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化。

（三）利用視頻生成二維碼，便于分享交流

微型學(xué)習(xí)是基于數(shù)字化學(xué)習(xí)和移動學(xué)習(xí)而產(chǎn)生的新型學(xué)習(xí)方式。隨著人們生活節(jié)奏的加快，學(xué)習(xí)時間越來越難以集中，但是知識的爆炸增長又驅(qū)使人們?nèi)W(xué)習(xí)更多的知識以適應(yīng)社會，微型學(xué)習(xí)的產(chǎn)生就是為了滿足人們對運(yùn)用零碎時間進(jìn)行學(xué)習(xí)的需求。教師節(jié)選學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程視頻，將影響光合作用強(qiáng)度的4種環(huán)境因素合并制作成一個約10 min左右的視頻教學(xué)資源，再利用“草料”軟件將實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻生成二維碼，通過學(xué)生以手機(jī)掃碼或長按二維碼的方式觀看該實(shí)驗(yàn)全過程。學(xué)生通過觀看教師錄制的實(shí)驗(yàn)視頻，掌握探究實(shí)驗(yàn)的原理及實(shí)驗(yàn)操作過程后，可嘗試動手操作體驗(yàn)，同時也便于隨時觀看復(fù)習(xí)。

此外，中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化中有些內(nèi)容涉及細(xì)胞生物學(xué)微觀水平，教師可設(shè)計(jì)多種探究活動幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。教師還可以利用手機(jī)隨手拍，及時將學(xué)生課堂上的教學(xué)過程拍照或錄制下來，發(fā)現(xiàn)在探究過程中的創(chuàng)意，整理錄制成教學(xué)微視頻再轉(zhuǎn)化成二維碼，分享發(fā)送二維碼，達(dá)到交流的目的。

教師融合中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化與信息技術(shù)開展生物學(xué)教學(xué)，需要提高挖掘中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的意識，加強(qiáng)對中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的學(xué)習(xí)儲備及應(yīng)用，提高信息技術(shù)素養(yǎng)。近年高考試題均涉及中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化命題情境的考查，教師落實(shí)“一核四層四翼”的要求，有意識地將中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化內(nèi)容適當(dāng)?shù)嘏c教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，并選擇合適的信息技術(shù)手段，優(yōu)化教學(xué)。

注 ：本文系全國教育信息技術(shù)研究課題2018年重點(diǎn)課題“高中生物中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化與信息技術(shù)有效融合的實(shí)踐研究”（立項(xiàng)批準(zhǔn)號：184420005）和廣東省教育科學(xué)規(guī)劃2022年度中小學(xué)教師教育科研能力提升計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目“基于教師核心能力發(fā)展的生物新教師三年培訓(xùn)課程設(shè)計(jì)與實(shí)施研究”（立項(xiàng)批準(zhǔn)號：2022ZQJK120）的階段性成果。

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（作者系廣東省中山市濠頭中學(xué)高級教師）

責(zé)任編輯：祝元志