核心素養(yǎng)下高中生物課堂信息化教學探究

摘 要：隨著科技的迅猛發(fā)展，信息化教學成為教育改革的重要方向。在核心素養(yǎng)框架下，高中生物課堂亟須探索與實踐信息化教學策略，培養(yǎng)學生的綜合素質和創(chuàng)新能力。這是時代對教育提出的新要求，也是教育自身不斷創(chuàng)新發(fā)展的內在需要。因此，本文將深入探究核心素養(yǎng)下高中生物課堂信息化教學的策略與實踐，為教育改革貢獻綿薄之力。

關鍵詞：核心素養(yǎng)；高中生物；信息化教學

在21世紀這個信息化飛速發(fā)展的時代，教育行業(yè)面臨前所未有的挑戰(zhàn)與機遇。核心素養(yǎng)的培養(yǎng)成為教育改革的重要目標，高中生物課堂作為科學教育的重要陣地，信息化教學的探究與實踐尤為重要。如何有效利用信息技術手段，提升學生的生命觀念、科學思維、科學探究能力和社會責任感，成為當前教育領域亟待探討的重要課題。

一、高中生物核心素養(yǎng)論述

（一）生命觀念

生命觀念是對生命現(xiàn)象的本質、特征和相互關系的基本理解和認識。在高中生物教學中，學生應樹立生命是復雜系統(tǒng)、生命具有物質性和能量轉換等基本觀念，理解生命體結構與功能、進化與適應、穩(wěn)態(tài)與平衡等基本原理。這種生命觀念有助于學生更深入地理解生命的奧秘，培養(yǎng)對生命的敬畏和尊重，為學習和探究生物知識奠定基礎。

（二）科學思維

科學思維是運用科學的方法、邏輯和證據(jù)認識事物、解決問題的思維方式。學生應學會運用歸納、演繹、類比等邏輯推理方法，以及實驗設計、數(shù)據(jù)分析等科學方法，探究生命現(xiàn)象和規(guī)律。這種科學思維有助于學生形成嚴謹、客觀的科學態(tài)度，提高分析問題和解決問題的能力，為未來的科學研究和職業(yè)發(fā)展打下堅實基礎。

（三）科學探究

科學探究是通過觀察、實驗、調查等方式，對自然現(xiàn)象進行探索和研究的過程。學生應積極參與各種科學探究活動，學會提出問題、作出假設、設計實驗、收集和分析數(shù)據(jù)、得出結論等探究步驟。這種科學探究有助于學生培養(yǎng)實踐能力和創(chuàng)新精神，激發(fā)對科學研究的興趣和熱情，為深入理解和掌握生物知識提供有效途徑。

（四）社會責任

社會責任是個人或團體在社會生活中承擔的義務和責任。學生應意識到生物知識與人類健康、環(huán)境保護、資源開發(fā)等社會問題密切相關，學會運用所學知識分析社會現(xiàn)象、參與社會決策。這種社會責任感有助于學生形成積極向上的價值觀和世界觀，增強為社會作貢獻的意識和能力，為構建和諧社會貢獻力量。

二、信息化教學在培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)方面的作用

（一）促進生命觀念的形成與深化

信息化教學通過生動、形象的多媒體展示，將抽象的生物概念、原理和過程直觀地呈現(xiàn)在學生面前，有助于學生更好地理解和掌握生命現(xiàn)象和規(guī)律。通過模擬實驗、動畫演示等手段，信息化教學可以幫助學生建立生命系統(tǒng)的整體觀念，深入理解生命的本質和特征，形成和深化生命觀念。如：在教學“細胞的生命歷程”或“遺傳與進化”時，信息化教學可以通過生動、形象的多媒體展示，將這些抽象的生物概念、原理和過程直觀地呈現(xiàn)在學生面前。比如：通過動畫演示細胞分裂的各個階段，或者利用3D模型展示DNA雙螺旋結構，都有助于學生更好地理解和掌握生命的奧秘。

（二）培養(yǎng)科學思維習慣與能力

信息化教學注重引導學生運用科學的方法論和認識論探究生命現(xiàn)象。通過在線討論、數(shù)據(jù)分析、案例研究等信息化教學手段，學生可以鍛煉自己的邏輯思維、批判性思維和創(chuàng)新性思維，培養(yǎng)科學思維習慣和能力。信息化教學還提供了豐富的資源和工具，支持學生進行自主學習和合作探究，促進科學思維的發(fā)展。如：在探究“遺傳與進化”這一主題時，信息化教學可以通過在線討論讓學生圍繞“基因突變與遺傳疾病”展開討論，促使他們運用所學知識分析實際問題，鍛煉邏輯思維和批判性思維能力。

（三）提升科學探究能力與實踐技能

信息化教學為學生提供了廣闊的科學探究空間。通過虛擬實驗室、在線模擬實驗等信息化教學環(huán)境，學生可以親身體驗科學探究的全過程，包括提出問題、作出假設、設計實驗、收集和分析數(shù)據(jù)以及得出結論。這種實踐性的學習方式有助于提升學生的科學探究能力和實踐技能，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實踐能力。如，在學習“細胞呼吸”時，學生可以利用虛擬實驗室進行在線模擬實驗，親身體驗細胞呼吸的整個過程。他們可以自主提出問題，比如，不同條件下細胞呼吸的速率會有何變化？隨后作出假設，并設計相應的實驗方案。在實驗過程中，學生需要收集和分析實驗數(shù)據(jù)，比如測量不同氧濃度下細胞的呼吸速率，并最終得出結論。

（四）強化社會責任感與倫理意識

信息化教學關注學生的知識掌握和技能提升，注重培養(yǎng)學生的社會責任感和倫理意識。通過引入社會熱點、環(huán)境問題等現(xiàn)實案例，信息化教學可以引導學生關注生物知識在社會生活中的應用和影響，培養(yǎng)他們的環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展觀念。通過在線討論、角色扮演等信息化教學活動，學生還可以探討生物領域的倫理問題，增強倫理意識和社會責任感。如在講解“生態(tài)保護”的相關知識時，教師可以通過信息化教學手段，如，引入關于生物多樣性減少、環(huán)境污染等社會熱點問題和現(xiàn)實案例，讓學生深刻認識到生物知識在社會生活中的重要性，激發(fā)學生對環(huán)境保護的關切，培養(yǎng)他們的環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展觀念[1]。

三、核心素養(yǎng)下高中生物課堂信息化教學策略

（一）借助信息技術，設計教學情境，感悟生命之美

高中生物課堂可以巧妙運用信息技術，創(chuàng)設出生動逼真的教學情境。通過展示豐富多彩的生物圖像、動畫和視頻，教師能夠帶領學生深入探索生命的奧秘，直觀感受生物多樣性和生命形態(tài)的瑰麗。這種沉浸式的教學環(huán)境，不僅激發(fā)了學生的學習興趣，還能讓他們在欣賞生命之美的過程中，深刻理解生物知識，培養(yǎng)對生命的敬畏和熱愛[2]。

在人教版必修1的“細胞的生命歷程”這一章節(jié)中，教師可以巧妙運用信息技術，為學生打造一個生動逼真、充滿探索氛圍的教學情境。通過展示精心制作的細胞分裂與分化的動畫，教師將學生帶入一個直觀且富有動態(tài)的學習環(huán)境。在這部動畫中，細胞的生命歷程被精心呈現(xiàn)，從初始的單個細胞開始，逐步展示其分裂成兩個、四個乃至更多細胞的過程。動畫細致描繪了細胞分裂時染色體的復制和分配，以及新細胞膜的形成，使得學生能夠清晰地觀察到每一次分裂的細節(jié)。隨著動畫的深入，細胞分化的奇妙景象逐漸展開。學生們看到，原本相同的細胞開始逐漸發(fā)展出不同的形態(tài)和功能，形成了多種多樣的細胞類型，如肌肉細胞、神經細胞等。這一過程通過動畫中色彩和形狀的變化得以生動體現(xiàn)，幫助學生理解細胞分化對于生物體發(fā)育和組織形成的重要性。這樣的視頻內容使學生仿佛置身于微觀世界，目睹細胞從一個簡單的結構逐漸分裂、分化成為復雜多樣的生物體。這種沉浸式的視覺體驗，不僅讓學生對細胞的生命歷程有了更加深刻的認知，還激發(fā)了他們對生物知識的強烈好奇心。在這個教學情境中，教師可以結合豐富的生物圖像和案例，引導學生思考細胞分裂與分化對生物體生長、發(fā)育和衰老的影響。此外，教師還可以利用信息技術設計互動環(huán)節(jié)，如模擬實驗和在線測試，讓學生親身參與細胞生命歷程的探索過程。通過信息技術的巧妙運用，高中生物課堂變得更加生動有趣。在“細胞的生命歷程”這一教學情境中，學生們不僅能夠深刻理解生物知識，還能在欣賞生命之美的過程中，培養(yǎng)對生命的尊重和珍視。

（二）借助信息技術，輔助復習總結，培養(yǎng)科學思維能力

信息技術是高中生物復習總結的有力助手。教師可以利用數(shù)字化工具和資源，制作交互式課件、思維導圖和知識圖譜，幫助學生系統(tǒng)地梳理生物知識點，構建完整的知識體系。通過這種方式，學生不僅能夠更加高效地復習和鞏固所學知識，還能在整理和總結的過程中，鍛煉歸納、分析和綜合等科學思維能力，提升解決問題的能力[3]。

在教學人教版必修1的“光合作用的原理和應用”的內容時，主要是讓學生理解光合作用的基本過程，掌握其在實際生活中的應用。因此，在復習這一知識領域的時候，可以借助信息技術工具，在微課中，以光合作用的原理為核心，以反應過程、影響因素以及實踐應用為分支，在反應過程分支上分別以關鍵詞“光反應、暗反應、電子傳遞鏈、碳同化”等為指引，在影響因素分支上，以“光照強度、二氧化碳濃度、溫度”為要點，在實踐應用分支上，突出“農業(yè)生產、環(huán)境保護”等關鍵詞，構建詳盡的知識圖譜并分享到班級學習平臺，引導學生進行自主探究。在課件中，圍繞思維導圖，設計以下問題，進行逐步深入，如：

①光合作用分為哪兩個階段？每個階段的主要反應是什么？

②哪些環(huán)境因素會影響光合作用的效率？如何影響？

③在農業(yè)生產中，如何利用光合作用的原理來提高作物產量？

通過信息技術的輔助，結合知識圖譜和問題探究，幫助學生建立起系統(tǒng)的知識框架，讓學生依據(jù)微課進行自主學習，利用知識圖譜串聯(lián)起各個知識點，理解它們之間的內在聯(lián)系，提升分析和解決問題的能力，培養(yǎng)科學思維的能力，使其能夠運用科學的視角，對生物知識進行探索和實踐。這樣既可以形成高效的學習策略，又可以加深學生對生物知識內容的理解，優(yōu)化學習效果。

（三）借助信息技術，引領實驗教學，培養(yǎng)科學探究能力

信息技術在高中生物實驗教學中發(fā)揮著重要作用。通過虛擬實驗、模擬仿真等先進技術手段，教師可以在課堂上模擬真實的實驗環(huán)境，讓學生在安全、可控的條件下進行實驗操作。這種教學方式不僅能夠突破傳統(tǒng)實驗教學的時空限制，還能有效培養(yǎng)學生的科學探究能力。學生在信息技術的引導下，能夠自主設計實驗方案、收集和分析實驗數(shù)據(jù)，從而深入理解生物原理，提升實踐操作能力。

例如，在教學人教版必修1的“細胞膜的結構和功能”的相關知識時，重點是探究細胞膜的結構特性及其功能表現(xiàn)，理解細胞膜的選擇透過性等關鍵原理，在了解實驗過程的基礎上，培養(yǎng)實驗操作能力和分析問題的能力。那么，在學習階段，可以借助微課展示細胞膜制備與觀察的實驗步驟，在觀看視頻的過程中，讓學生對細胞膜的結構有一個直觀的認識，并能描述其組成和特點。結合實驗演示培養(yǎng)觀察能力，引導其領會細胞膜的功能。接著在微課中，模擬物質通過細胞膜的實驗，用不同顏色和大小的珠子代表不同物質，展示珠子通過模擬細胞膜的過程，在實驗模擬的過程中，引導其體驗細胞膜的選擇透過性。然后，在實際教學的時候，為學生提供實驗材料和器具，如細胞膜制備所需的試劑、離心管、顯微鏡等，指導學生根據(jù)微課中的實驗操作，自主進行細胞膜的提取與觀察，思考并討論哪些因素會影響細胞膜的制備效果？如何優(yōu)化實驗步驟？在觀察和分析實驗現(xiàn)象的過程中，鍛煉實踐操作能力，激發(fā)學生的探究欲望，提升生物實驗教學效率。這樣既可以加深學生對細胞膜結構與功能的理解，又可以在實驗操作的實踐中，培養(yǎng)科學探索和實驗技能的綜合能力，促使學生以科學的態(tài)度對待實驗探究，在觀察、分析和解決問題的過程中，形成良好的科學素養(yǎng)。

（四）借助信息技術，搭建交流平臺，共筑社會責任

借助先進的信息技術，教師可以為高中生物教學搭建起一個高效、便捷的交流和分享平臺。通過利用網絡平臺等在線教育工具，教師能夠實現(xiàn)與學生的實時互動，共同探索生物領域的奧秘。同時，教師還可以引導學生關注當前的社會熱點生物問題，如生態(tài)環(huán)境保護、生物多樣性保護等，從而激發(fā)他們的社會責任感和使命感。這種信息化的教學方式不僅有助于學生拓寬知識視野，更能夠讓他們在參與解決社會問題的過程中，深刻領會生物的社會價值和意義。

以人教版選擇性必修2的“人類活動對生態(tài)環(huán)境的影響”為例。借助信息技術，教師可以搭建交流平臺，聚集社會正能量，共同應對人類活動對生態(tài)環(huán)境的影響。以下是一些教學示例：

環(huán)保公益活動宣傳：通過網絡平臺，如社交媒體、環(huán)保網站等，宣傳和推廣各種環(huán)保公益活動。例如，組織線上植樹活動，鼓勵學生通過捐款或參與虛擬植樹來支持實際的植樹造林項目。這種活動不僅增強了學生的環(huán)保意識，還實際改善了生態(tài)環(huán)境。

綠色生活方式分享：在交流平臺上，學生可以分享自己的綠色生活方式，如垃圾分類、節(jié)約用水、減少一次性塑料使用等。這些分享能夠激勵更多學生參與到環(huán)保行動中來，共同減少對生態(tài)環(huán)境的負面影響。

環(huán)?？萍紕?chuàng)新展示：利用信息技術展示和推廣環(huán)?？萍紕?chuàng)新成果，如清潔能源技術、廢物處理技術、生態(tài)修復技術等。這些技術的展示不僅能夠激發(fā)學生對環(huán)保科技的興趣和關注，還能推動學生參與到改善生態(tài)環(huán)境的活動中來。

生態(tài)保護項目直播：通過網絡直播的方式，展示生態(tài)保護項目的進展和成果。例如，直播野生動物保護區(qū)的實時畫面，讓網友目睹保護工作的成效；或者直播植樹造林、濕地修復等項目的實施過程，增強學生對生態(tài)保護工作的認同感和支持度。

這些正能量的例子展示了信息技術在搭建交流平臺、共筑社會責任方面的巨大潛力。通過這些平臺，可以匯聚社會力量，共同應對人類活動對生態(tài)環(huán)境的影響，為建設一個更加綠色、可持續(xù)的世界貢獻力量。

結束語

綜上所述，核心素養(yǎng)導向下的高中生物課堂信息化教學是一種創(chuàng)新且富有成效的教學模式。它通過融入信息技術，不僅豐富了教學內容和手段，更在培養(yǎng)學生的科學探究能力、創(chuàng)新思維和社會責任感等核心素養(yǎng)方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。未來，生物教師應繼續(xù)深化信息化教學實踐，不斷探索與核心素養(yǎng)相契合的教學方法，以推動高中生物教育質量的持續(xù)提升。

參考文獻

[1]庚承紅.核心素養(yǎng)下高中生物教學探討[J].發(fā)現(xiàn)，2018（10）：1.

[2]李熹.核心素養(yǎng)下高中生物與信息技術結合的有效性探究[J].教育信息化論壇，2022，6（4）：3.

[3]周軍鴿.核心素養(yǎng)視域下高中生物信息化教學研究[J].啟迪與智慧（上），2023（11）：3-5.