信息化教学在高中生物课堂中的应用

杨丽玉

摘 要：生物学是高中阶段一门较为重要的学科，其中包含很多抽象难懂的知识，因此，在高中生物课堂教学中可以利用多种现代化信息技术对高中生进行教学，在启发学生对生物的学习欲望、提高其对学习生物的探索能力的同时，做到高效率完成教学任务和教学目标。

关键词：信息化教学;高中生物课堂;课堂应用

随着科技的不断进步、社会的日益发展，当前我国对人才的需求标准不断地提升。设想如果仅依靠传统的教学模式来培养高中阶段的学生，那么这批学生将无法满足现如今的社会需求，因此需要教师对传统的教学模式进行一定的改革和创新。在此背景下，不断发展的现代信息技术为传统教学模式的创新提供了一些思路。当今社会，“信息化”已然成为社会进步、科技创新和经济发展的代名词，其中，教育信息化更是高中教学发展的必然趋势和重要环节。所谓教育信息化，简而言之，就是在日常的教学进程中，教师采用新型的信息技术手段如视频游戏、剪辑动画等，来达到丰富教学内容、引起学生兴趣的目的。将信息化的教学手段应用在当前的高中生物教学中具有不可小觑的作用和意义，一方面可以提高学生对生物学习的求知欲，另一方面可在提高生物课堂教学质量的同时，使得课堂效率达到最大化[1]。因此，信息化教学方式在高中生物课堂教学中应用具有十分重要的现实意义。

一、高中生物课堂教学的现有问题

（一）教学理念落后

传统的应试思维，导致教师将提高学生成绩作为追求的最高教学目标，却忽视了高中生本身的身心发展规律。一味地灌输知识，让学生对生物学科逐渐丧失兴趣，被动地学习，这样的教学模式必将违背教师育人的初心，也会阻碍学生的全面发展。

（二）教学内容枯燥

单纯的板书或者枯燥乏味的PPT式教学已经让学生疲惫不堪，其不仅无法活跃课堂氛围，也无法激起学生的求知欲。当前，教师为了方便，往往会直接利用网络素材进行PPT制作，甚至直接利用下载的PPT对学生进行讲解，缺乏自己的思考，被PPT“牵”着走，在这种情况下，学生不再积极主动思考，而是“被掌握”“被记忆”，这样一来，学生注意力难以集中，即使记下了知识点，由于没有很好地理解，也会遗忘得很快，造成学生的学习效果不佳。

（三）以学生为主体的课堂教学优势无法体现

教师在实际教学过程中往往会受前期教学经验的影响，非常容易忽视学生在课堂学习中的学习主动性，特别是遇到抽象的问题时，由于难度大，学生理解起来较为困难，如果仅靠单一的图片或动画，亦无法激发学生的兴趣。此时，需要教师考虑教学内容的连贯性和逻辑性，穿插不同的信息化技术手段，加深学生对知识的理解，引起学生重视。

二、信息化教学在高中生物课堂中的应用——以“基因指导蛋白質合成（第一课时）”为例

（一）“基因指导蛋白质合成”一节的教材分析

此节是2019年人教版必修2第4章第1节的内容，主要讲述基因的重要功能——遗传信息的表达。整节内容以DNA分子结构和复制作为基础知识来搭建蛋白质的合成框架。需要说明的是，该内容不仅是遗传和变异的核心知识点，也是联系整个教材知识的枢纽。基因控制蛋白质的合成过程及原理是本节的教学重点，也是难点，因为该部分内容既联系了DNA复制，又与后面基因突变相关。另外，部分内容涉及了较为抽象的原理及过程，所以在实际教学过程中需谨慎处理。基于此，可以设定以下教学目标：理论方面，教师引导学生掌握“基因”和“遗传信息”两者的关系，从而让学生深入理解“遗传信息的转录和翻译”过程;指导学生通过现代化信息技术的体验，在头脑中建立整个动态变化的模型;通过感受遗传信息表达过程，认同生命现象的科学存在，形成科学的价值观[2]。

（二）学情分析

在本节课学习之前，学生已经在上一章的学习中了解到DNA的分子结构和其复制过程，以及基因的本质——“通常是有遗传效应的DNA片段”等知识，有了这些基础，学生就可以对DNA和RNA初步比较。本章整个章节旨在探索基因是如何表达为形状的，通过本节课的学习，学生能理解一些微观的生命历程。本节课的授课对象为高一学生，他们具有一定的知识水平，但思维逻辑能力仍有待开发，特别是针对抽象的概念、微观的生命现象等，因此，在教师教学中，可借助大量的信息化教学手段如动画、影音等帮助学生理解，加深印象，同时对思维的训练起到一定作用。

三、信息化手段在“基因指导蛋白质合成”中具体的应用

（一）播放影片，激发兴趣，故事化情境导入

教学伊始，播放《侏罗纪公园》片段，教师创设情境故事：假设你和你的弟弟妹妹一起重温了这部电影，看完后弟弟妹妹问你：“在我们现在所生活的社会，能不能像电影里面描述的那样，利用恐龙的DNA来使恐龙复活呢？会遇到什么问题？”

设计意图：在导入环节通过设计了一个学生在日常生活中可能遇到的情境，借此情境引发学生的兴趣，从而提高了学生参与课堂的主动性和积极性。学生展开想象，积极思考，踊跃回答。

引导学生猜测基因与蛋白质的合成，以及性状这三者之间的联系。教师可引导学生回忆以下关键词：1.是生命活动的承担者（蛋白质）。2.它的形成离不开蛋白质的作用（性状）。3.基因控制生物体的性状，从而得出结论基因通过指导蛋白质的合成来控制性状。

接着，教师通过设置问题关卡的形式激发学生思考以下问题：“第一关：我们所谓的基因是什么？它主要是位于哪里？蛋白质合成的场所在哪里？第二关：基因如何指导细胞质中蛋白质合成？第三关：基因中碱基序列代表着遗传信息，那么一个基因的碱基序列是如何翻译成蛋白质的氨基酸序列的呢？”通过提出这一系列的问题，引导学生思考整个“基因指导蛋白质的合成”过程亟须跨越的两大障碍：1.“距离障碍”，即遗传信息如何跨越核膜到细胞质;2.“语言障碍”，即碱基序列如何被翻译为氨基酸序列，进而引出接下来所要探究的内容。

本节课以解决第一个障碍为主。针对基因指导蛋白质的合成过程的“距离障碍”，教师可鼓励学生大胆提出自己的猜想并进行论证式探究。学生可能提出以下猜想：1.基因能否穿过核膜进入细胞质中去指导蛋白质合成？2.核糖体能否进入细胞核中，然后再合成蛋白质？基于以上猜想，教师可利用PPT投影展示有利的证据来帮助学生完成探究过程。资料一：研究表明核糖体一般呈圆形颗粒，约29nm;核膜上有核孔复合体，具有选择透过性，其有效直径是9—10nm，仅允许通过一些离子和小分子，但DNA无法通过。教师顺势提出问题：既然基因无法出细胞核，核糖体又无法进入细胞核，那会不会存在某种物质可以游走在细胞核与细胞质之间，充当信使，从而帮助完成整个过程？教师在抛出新问题后，学生继续思考并进行讨论。教师给出指导，基因作为有遗传效应的DNA片段，上面携带了特定的碱基序列作为遗传信息，那还有没有什么物质上面也是碱基序列呢？

随后，提供资料二：图片展示科学家布拉舍利用洋葱根尖细胞和变形虫为实验材料进行实验的实验过程，引导学生推测：RNA与蛋白质的合成有关。教师进一步提供材料，给出资料三：通过插入“流程图”式的动画来引导学生回顾科学家拉斯特的变形虫实验过程。通过以上材料，学生初步得出结论：RNA充当了DNA和蛋白质之间的信使，将遗传信息从细胞核传递到细胞质，这也就解决了最初的“距离问题”。为什么RNA适用于做DNA的信使呢？总结知识点：1.RNA为单链，比DNA短，能通过核孔从细胞核进入细胞质中;2.RNA也是由核苷酸连接而成，也能储存遗传信息;3.RNA与DNA均遵循碱基互补配对原则，DNA上的遗传信息可以传递到RNA上。

设计意图：以问题驱动的方式带动学生思考，通过给出一系列的材料信息，带领学生分析问题，提高学生的探究能力和深度思维能力。

（二）播放剪辑的视频动画，化抽象为形象

解决完“距离问题”后，教师提问：基因上的遗传信息是怎样传给RNA的呢？通过播放剪辑后的动画，让学生在动画中获取信息。需要说明的是，该视频动画是通过将原版英文视频动画进行剪辑，再插入教师自己的声音进行解说，使得学生在观看过程中没有距离感，更加亲切。学生在观看完毕后，教师提问：1.RNA合成的场所、模板、原料和酶分别是什么？2.转录出的RNA碱基序列与DNA两条单链的碱基序列各有什么相同或不同？

学生尝试总结出这一过程所需的原料、模板、能量和酶等条件，进而用自己的话语概括出这一过程，最后在教师的引导下，提炼出“转录”这一专有名词：转录是在细胞核中，通过RNA聚合酶的作用，以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。由于学生的知识储备量有限，由教师介绍转录出的RNA有三类：作为遗传信息传递的媒介的信使RNA（mRNA）、作为转运氨基酸的工具的转运RNA（tRNA）和参与核糖体的形成的核糖体RNA（rRNA）。

设计意图：教师利用插入了自己声音的视频，让学生打破陌生感的同时，对“转录”这个抽象的过程有了一个更加形象直观的认识，并通过观看视频，提升学生对信息的获取能力，同时，教师引导学生进行总结，提高学生的归纳概括的能力。

（三）利用程序化材料，变烦琐为简单

利用教学软件，设计符合学生心理特征及思维能力的程序，让学生以提供的碱基序列为模板，拖动“游离的核糖核苷酸”来“人工合成”一段RNA，达到进一步深化基因指导蛋白质合成过程的目的。设计意图：在前期视频的基础之上，让学生亲身实践，“手动合成”一段RNA序列，帮助学生深入理解知识，提高课堂效率。

（四）多方位评价，促进学生发展

此环节的目的是通过多方位的评价，了解学生对本节内容的掌握和理解情况并加以说明，为下一步的教师的“教”和学生的“学”提供方向。在此过程中，教师要求学生根据本节课所学进行总结回顾并与之前所学进行比较，进一步促进学生对知识的理解掌握。

教师利用教学软件，随机抽取2个学生的填写结果进行展示。在学生自评和互评的过程中，教师发现学生对整个过程的把握，以及一些细节性问题进行综合评价，以达到课堂效率的最大化。

另外，教师也可布置任务：假设一条单链DNA的碱基序列为5-AAGCTTACTCCGA-3，请写出与它互补的另一条单链的碱基序列，并写出以它作为模板转录出mRNA的碱基序列。通过此任务，使学生进一步掌握碱基互补配对原则，并深入理解RNA的碱基序列和DNA的两条链的序列有什么关系。

设计意图：充分利用信息化教学资源，设计多种学生活动，加强学生的学习积极性和创造性，提高学生的思维能力。

（五）情境贯穿，锻炼学生思维

通过以上学习，教师进行最后总结，并顺势发问：通过本节课的学习，现在你能回答你弟弟妹妹们的问题了吗？

学生踊跃发言，促进其养成严谨的逻辑思维习惯。

设计意图：教学情境的贯穿，让学生重新回答课堂前的问题，再度思考，加强学生对知识的理解与运用。

（六）教学反思

整个教学过程以情境故事为饵，贯穿始终，同时通过各种现代化的信息技术手段，使学习过程变得轻松，也使课堂气氛变得活跃，学生收获到不一样的学习体验和良好的学习效果[3]。具体而言，教师通过一系列问题，让学生自己提出猜想、得出结论并尝试自己概括出“转录”的初步概念和过程;随后通过多种信息化手段，将复杂的问题简单化，化抽象为形象，变烦琐为简单，让学生进一步理解掌握该部分内容;通过信息化手段，利用学生的自评和互评将课堂氛围再次推向高潮，让学生在整个轻松愉悦环境下真正地“乐学”。但是，教学过程也暴露了一些不足，例如，在导入环节中，由于时间关系导致想象探究未尽兴便草草结束。另外，由于学生较为活跃，容易沉浸在相关环节的信息技术素材中，导致忽略重要的知识点。总的来说，本次课程将信息化教学的方式应用在高中生物课堂教学中具有一定的现实意义。

结束语

随着信息技术的不断发展，身处一线的教师开始意识到信息技术的实用性和重要性，逐渐将现代信息技术应用到实际教学中，以期课堂效率达到最大化。利用現代化的信息技术可以优化教师对教学情境的塑造，改善以往沉闷的课堂学习氛围。除此之外，信息化的课堂可以让学生在教师设定好的情境中学习生物知识，这不仅可以有效降低学生的学习难度，还可以对学生的自主探究能力和思维能力起到一定的作用[4]。在实际课堂教学中，合理地运用相关信息技术手段，不仅有利于学生对课堂知识的巩固，也有利于提高学生的自主学习能力。尽管如此，教师应注意规避信息化教学存在的一些弊端，只有这样才能使信息化教学的积极作用充分发挥出来，最大限度地提高高中生物课堂教学的有效性，以期更好地实现教学目标。

参考文献

[1]黄静娜，张锋.基于“5E”教学模式的高中生物学概念教学实践：以“基因指导蛋白质的合成”一课为例[J].中学生物学，2021，37（2）：23-25.

[2]辛光珠，潘龙龙.故事化情境教学模式在高中生物学课堂中的应用：以“基因指导蛋白质合成”为例[J].中学生物教学，2018（14）：63-64.

[3]高学成.信息技术在高中课堂的有效应用[J].新课程（中学），2017（1）：114.

[4]何世超.论信息化教学在高中化学课堂中的应用[J].中国校外教育，2016，547（3）：73.