智慧教育视阈下高中生物教学策略探究

余丽思，夏启中

（黄冈师范学院 生物与农业资源学院，湖北 黄冈）

一 引言

2008 年国际商业机器公司，简称IBM， 在《智慧地球: 下一代领导议程》中首次提出“智慧地球”概念，IBM 对“智慧地球”的良好愿景是：借助新一代信息技术（如传感技术、物联网技术、移动通信技术、大数据分析、3D 打印等）的强有力支持，使地球上任何物体都实现了被感知化、互联化和智能化[1]。当“智慧地球”的创新思维冲击到传统教育教学领域之际，智慧教育便应运而生，教育信息化得到深入发展。2010年5月，国务院常务会议通过了《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》，其中明确了进一步推进教育信息化进程，建立我国教育管理信息系统的目标理念[2]。教育部在2012年又出台了《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》，对未来十年教育信息化工作做出了全面设想和布局，为中国教育信息化进一步发展提出了具体行动纲领[2]。在国家政策的有力支持下，基于新一代信息技术的智慧教育在生物教学中的应用，催生了智慧课堂的产生。智慧课堂是利用智能技术打造智慧教学环境，推动学习者发展和生成新的智慧的智能、高效的课堂[3]，同时具有数据采集动态化、师生互动多样化、资源推送智能化、学习内容可视化等优点，以促进素质教育背景下的学习者综合素质的发展。

生物学科是一个理论知识较复杂的课程，在教学实践过程中必须结合实际运用，才能更好地帮助学习者掌握生物专业知识，同时，它也强调了生物学专业知识在生产生活中的运用，也是新课程改革的必然要求。因此传统的教学方法已经无法满足教学需求，生物教师应该转变教学理念，凭借信息技术在智慧课堂上的优势，创新教学方法，采取有效策略满足学生适应社会未来发展的需要。

二 高中生物教学策略探究

（一） 智慧课堂的数据采集动态化，促进因材施教的实施

因材施教即根据学习者个体差异，采取不同的施教活动以促使学习者全面而有个性的发展，符合新课程改革的教学理念[4]。在以往的高中生物教学中，教师为了节约时间，大多采用“满堂灌”的方式教授学生大量的知识，忽视了学生之间的差异。而在高中生物智慧课堂中，信息技术可以智能感知和采集学生在学习过程中所产生的全部动态数据，使课堂上学生整个学习过程及其学习效果所产生的数据实现可视化。教师不再仅仅依靠自己的教学经历来选择教学策略，而是依据学生在学习过程中所形成的动态数据，来选定合适的教学内容、教学方法、教学活动以及指导策略，从而鼓励学生个性化学习，进行因材施教，以便提升教育教学质量。

在探究“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，教师在课前利用智能平台，发布关于酶的作用的预习资料和关于探究实验的过程和注意事项。学生完成自主预习后将预习情况发送到平台，智能平台对学生的预习情况进行数据采集和分析，从而帮助教师了解学生对酶的作用以及探究实验知识的掌握情况。基于学生不同层次的学习水平和认知基础，在实验探究中让学生以异质分组的形式进行合作探究，比如把对酶的知识掌握较好的学生和动手能力较强的学生分在一个组，使小组成员之间可以取长补短、相互促进。结合学生在探究活动中所产生的行为数据，对学生探究活动中出现的情况及时采取措施，如对有疑难问题的同学给予引导和解疑，对那些积极性不高的同学给予鼓励和表扬，使所用的同学都参与到教学活动中，主动获取知识。课后，教师根据学生者知识点掌握情况的差异，进行针对性的指导。由于数据贯穿于学生的整个学习过程中，所以动态地采集数据可以达到因材施教的目的。

（二） 智慧课堂的师生互动多样化，利于启发式教学的实现

启发式教学就是学生在教师的启发和引导下，主动学习，发展思维，提高发现问题、解决问题的能力[5]。传统的生物教学方式强调了教师的主导地位，使学生处于被动地位，师生之间也只能采用由老师直接向学生询问答案的单向交流模式进行沟通交流，不利于教师对学生的启发和引导。通过运用智慧课堂中的智能学习、教学辅助工具为师生提供了多样化的互动形式。首先，在导入新课时采用情境创设的方式，引起学生的注意，激发学习兴趣。其次，在课堂探究活动中，教师利用信息技术平台进行任务和要求发布、资料分析、提问、抢答、讨论、交流、视频播放等多种形式的互动方式，组织并引导学生开展合作学习，并对学习过程中出现的问题进行启发和释疑，促使学生建构知识。最后，学生在智能平台上展示和分享自己的学习成果，通过智能平台学生之间进行相互评价或者教师给出及时的评价，引导学生扬长避短，调整方法，积极学习。

在“细胞器之间的分工合作”这一节内容学习中，教师先利用多媒体播放一家工厂各个部门相互协作的工作情境，引导学生联系生活经验，激发兴趣和好奇心，然后引导学生去探索细胞器之间的分工合作。接着教师在智能平台上以问题串的形式逐步启发学生思考问题：一个细胞中有多种细胞器，那细胞器可以用什么方法进行分离呢？各种细胞器的形态又是什么样的呢？各种细胞器的结构和功能又有哪些特征呢？你能画出各个细胞器的基本结构图吗？教师在智能平台上提供学习资料，学生学习、交流和讨论，并在智能平台上抢答，教师根据学生的回答给出适当的提示、引导，比如：回答细胞器的分离方法时，教师可以引导学生联想细胞膜的分离方法并对两者的分离方法进行比较；回答细胞器的结构和功能有什么特点的问题时，教师可以提示学生回顾蛋白质的结构与功能的知识，这样不仅有利于学生巩固知识，还能发展学生的思维。接着由其他学生来进行及时评价或者教师给出评价，最后学生可以在智能平台上以竞赛的形式画出各种细胞器的结构图，比较谁画得更好。通过这种活泼、激烈的互动式教学，激发学生主动地思考，启发和引导学生积极参与学习，思考问题和解决问题，进而使自己的知识和能力得到进一步发展。

（三） 智慧课堂的资源推送智能化，助力课后知识巩固

生物教学新内容讲解完成后并不代表着整个教学流程的完成，因为生物知识点大多为抽象、繁琐的理论性知识，若学生在课后不进行知识点巩固，那么按照心理学家艾宾浩斯曲线，刚学的知识点在几天后将会变成全新的知识点，不利于提升学习效果。依托现代信息技术的生物智慧课堂将拥有大量的学习资源，涵盖了电子课件、学习资料、动画视频、名师课程等，可以满足各种学生的学习需求。智能化的资源推送系统可以根据学生的不同学习状况，为学生有针对性地推送个人学习资料和练习题[6]。学生根据自己的学习进度，进行弱点巩固，重难点提升，从而实现学习目标。

在“减数分裂和受精作用”这一节内容中，染色体本来就是非常小的结构，而在细胞发生减数分裂时，其中染色体的动态变化过程及数目变化更是抽象，难以理解，想要学生更牢固地掌握这一节内容，需要学生在课后不断的复习、巩固加练习。教师可以利用资源智能推送技术，结合对学生学习情况的分析，为学生发送不同的学习资料。对于减数分裂的动态过程理解得还不够透彻的学生，可以推送一些微课视频、名师课件等让学生反复观摩理解，然后给学生发布一些针对基础知识较薄弱的较容易的专项练习题，深化对基础知识的掌握。对于减数分裂过程中染色体的数目变化总是易于混淆的学生，可以推送一些相关的练习题帮助其巩固重难点知识，这样有针对性的资源推送可以促进学生更好地学习，掌握知识。

（四） 智慧课堂的学习内容可视化，实现教学的直观性

生物教学的直观性就是在教学中充分应用生物体、标本、实验、影像、大自然环境以及多种多样的教具， 使学生运用多种感官和已有的经验，通过各种形式的感知以丰富感性知识，从而促进对有关知识的理解、掌握，并发展其智能[7]。基于可视化技术的智慧课堂，能够把抽象、微观的生物知识点直观化、形象化，还可以给学生带来图文并茂或者以视频的形式呈现的课程内容，从而充分地调动学生的感官认识，激发学生的学习兴趣和继续探索的积极性，提升教学效果。

在“孟德尔的豌豆杂交实验（一）”一节中，孟德尔用假说—演绎法提出了著名的孟德尔分离定律，整个推理过程包括了观察与分析、提出问题、提出假说、演绎推理和实验检验，复杂而抽象，不利于理解，教师可以在智慧课堂中采用可视化技术，实现学习内容的直观化。首先，教师利用电子白板展示豌豆的不同相对性状示意图，引导学生理解形状、相对形状的定义，同时在白板上展示高茎豌豆和矮茎豌豆的杂交实验示意图，引导学生观察和分析，并得出子二代中出现3:1的性状分离比。然后，教师在白板上呈现孟德尔的多对形状的豌豆杂交实验结果和数据，教师趁机提出疑问：是何种因素造成遗传性状在后代中出现分离呢？学生带着问题进行试验，分析孟德尔的假说，并让学生展开讨论和提出自己的看法。最后，教师通过播放孟德尔性状分离比的模拟实验视频，让学生体验孟德尔的假说，并分析原因，得出结论。在整个学习的过程中，教师利用智慧课堂上的可视化技术穿插了教学图文和视频，便于学生通过自己的感官认识和思维理解，进行有效的知识建构。

在必修一第六章“细胞的生命历程”中“有丝分裂”教学中，虽然教材上已经绘制出了有丝分裂不同时期的模式图帮助学生理解，但实际上有丝分裂是一个细胞不断分裂的动态过程，这些人为划分的各个静态的时期只是为了帮助学生更好的记忆，并不能让学生更深刻地理解有丝分裂的动态过程。教师在智慧课堂教学上可以利用可视化技术，以模拟动画的方式逐步展示有丝分裂各个时期的动态过程，让学生调动自己的感官认真观察有丝分裂各时期的特征，加深记忆和理解。最后教师采用3D动画整体演示有丝分裂的过程，将整个动态过程有序地连接在一起，让学生形成一个完整的记忆，这样就加深了学生对知识的理解。

三 结语

总之，科技的迅猛发展不仅给人类的日常生活提供了巨大的方便，而且使教育产生了巨大的变革。依托于信息技术的高中生物智慧课堂，给实施教育的生物教师提供了更多的资源和方法，推动了学生生物学核心素养的全面发展。在未来的生物课堂教学中，高中生物教师一定要树立正确的教学理念，紧随时代的发展趋势，主动掌握最新的生物专业知识和技能，学习运用现代信息技术，构建现代化高中生物智慧课堂，革新教学模式，提升教学质量。