融合中华优秀传统文化与信息技术开展高中生物学教学

杨祖芳

摘要： 为挖掘并运用中华优秀传统文化蕴含丰富的生物学知识与智慧，教师融合中华优秀传统文化和信息技术开展探究实践教学，设计了用生物学知识解读古诗词等学生喜闻乐见的活动，通过微课、问卷软件、测评工具、视频、二维码等技术资源的科学运用，实现了融合创新，有效提高了学生科学探究素养。

关键词：中华优秀传统文化；生物学探究；信息技术

生物学是以实验教学为基础的学科。科学探究能力是生物学学科核心素养之一，生物学教师要重视对学生科学探究能力的培养。教师借助信息技术手段，挖掘中华优秀传统文化蕴含的生物学实验教学资源，引导学生进行实验设计，并参与探究实践活动，培养科学探究精神和能力。“源浚者流长，根深者叶茂”，民族文化的形成是一个不断积累沉淀、传承发展的过程。中华优秀传统文化蕴含的核心思想理念、中华传统美德和人文精神，是中华民族生生不息发展壮大的丰厚滋养。2021年2月，教育部印发《中华优秀传统文化进中小学课程教材指南》，要求教师在教学时应结合学科特点，注重有机融入中华优秀传统文化，永续中华民族的根与魂。《中国高考评价体系》也强调，学校开展基础教育必须弘扬中华优秀传统文化，增强文化自信。在推动中华优秀传统文化的数字化保护、传播和创新方面，信息技术具有十分重要的作用。教师可借助互联网和各种应用平台，将学生置于丰富的多媒体素材环境中，引导学生学习接受中华优秀传统文化的技术、文学、艺术和影像等熏陶，理解中华优秀传统文化的思想内涵。同时，教师要引导学生主动获取信息，感悟和理解中华优秀传统文化，继而主动传播中华优秀传统文化。

一、融合中华优秀传统文化的探究活动设计

人教版《普通高中教科书生物学（2019年版）》（以下简称“高中生物学教材”）设计了很多“探究·实践”活动，也有机融入了中华优秀传统文化，体现人文性。教师在组织学生开展探究实践活动时，应有意识地思考如何引入中华优秀传统文化，引入什么，如何进课堂教学，如何将探究活动与中华优秀传统文化结合起来。笔者认为，融合的空间很大。例如，教师可以让学生观看视频，吟诵诗句“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”，感受诗词意境，领悟其中蕴含的生物学原理，开展“探究温度对植物开花的影响”的实验课题研究活动。

基于此，笔者尝试用信息技术手段，将中华优秀传统文化融于高中生物学教学中，在达成课程目标的同时，对学生进行积极的文化导引，使生物学教学打上深深的中国底色。

高中生物学教材中有很多内容体现中华优秀传统文化，按照生物学特点，这些内容被分为思想观念、文学、科学、技术、艺术、文物六类。高中生物学教材引入了丰富的中华优秀传统文化内容，为教师教学提供了丰富的素材，如成语、俗语、农谚、典故，唐诗宋词，古代著作文献，传统中医药，非物质文化遗产等。教师可挖掘其中的探究实践素材，结合中华优秀传统文化内容背后蕴藏的实验原理，设计生物学实验并开展探究活动，培养学生的科学探究素养。笔者挖掘高中生物学教材中的中华优秀传统文化内容，设计了高中生物学探究实践活动（见表1）。

由表1可知，高中生物学教材中文学类内容偏多，说明教材重视对学生人文素养的培养。教师可根据教学进度，充分利用教材上中华优秀传统文化的内容，组织学生开展教学活动，培养学生的综合能力。

二、融合信息技术与中华优秀传统文化的教学案例

《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“新课标”）的基本理念之一是聚焦大概念，并设计了三级概念体系。对于次位概念，教师可设计组织不同的探究教学活动，引导学生建立次位概念，乃至重要概念和大概念。笔者以新课标中概念2下的次位概念“说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能”为例，利用信息技术，融合中华优秀传统文化，设计并开展教学活动，培养学生的学科核心素养。

（一）教学目标和教学思路

教学目标：对探索光合作用原理相关实验资料进行分析，阐明光合作用的过程和基本原理；借助表格归纳、概括、厘清光反应与暗反应的区别与联系，说明光合作用的意义；设计并实施实验，探究环境因素对光合作用的影响。

笔者设计课程时，综合考虑新课标要求、教材内容，以及其中的中华优秀传统文化。新课标对光合作用的原理和应用要求：说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。同时，从物质和能量视角，探索光合作用，阐明细胞生命活动过程中贯穿物质与能量的变化。笔者融合信息技术及中华优秀传统文化，优化设计教学思路（如图1）。

（二）教学关键环节

在关键环节，笔者有针对性地选取中华优秀传统文化素材，设计教学活动。

环节一：创设情境引出话题

课前，教师指导部分感兴趣的学生制作叶画：选取大野芋叶片进行72 h暗处理，在叶的下背面用一张小黑纸板将叶片托起。将带有长城剪纸图案打印在透明贴纸上，并将透明贴纸片覆在叶片的上表面，用回形针依次固定夹住印有中华优秀传统文化的透明贴片、叶片和黑纸板。让叶片正面接受阳光约6 h。取下叶片，去掉黑纸板和透明贴片，用煮沸酒精褪去叶片绿色，取出叶片滴加碘液显色，在叶片中显现长城画面。课上引入环节，教师展示学生制作的长城叶画，通过投影让学生观察，引导学生分析叶片上长城图形形成的原因。制作叶画，这个活动基于光合作用原理，契合重点，同时，长城是我国伟大建筑，富含中华优秀传统文化元素，也能激发学生民族自豪感。这个过程中，学生兴趣被激发，有学生提出还可以用“福”字门贴等制作叶画。

环节二：开展探究实践录制微课

教师引导学生分析叶画形成的原因。透明贴纸片上的图案獲得不同光照强度，光合作用程度不同，产生淀粉的部位也不同，经碘液处理后显色，因而可在叶片上作画。分析原因后，教师引导学生提出探究课题：探究环境因素对光合作用强度的影响。课前教师将该探究活动分解成若干个小探究问题，并引导学生利用在线文档，讨论确定探究影响光合作用的主要环境因素：每组确定一个探究活动主题，课前完成实验操作。

笔者以某小组学生的课题“探究光照强度对光合作用强度的影响”为例进行预实验，结果表明利用该小组的实验装置，探究光照强度对光合作用强度的影响时长约50 min，这样的实验探究用时在这一节课内很难完成。为此，笔者指导学生课前将实验过程录制成微课，便于在课堂上使用。

学生先录制该实验操作步骤的前3步（第一步制备小叶圆片，可选择快进播放），约2 min，再剪辑进行后期处理，剪去实验中的等待时间或快进处理。接着，录制距光源20 cm强光下小叶圆片在质量分数4%的NaHCO溶液中的上浮过程，约30 s，最后录制记录实验结果的表格，约20 s。这样，探究实验制作过程得以完整录制，微课时长3 min左右。课上，学生展示课前录制的实验微课，并交流讨论。同理，其他小组可制作探究温度、CO浓度等不同的环境因素对光合作用强度的影响微课。

环节三：构建光合作用模型

结合教材中“思考讨论”栏目探究光合作用原理的部分实验，教师将19世纪初到20世纪中叶的经典实验设计成问题串，引导学生思考讨论分析。此时，教师选取并播放动画，可将叶绿体内电子传递链形象地展示出来，水分子分解为氧和H的同时，被叶绿体夺走两个电子，电子经传递（如图2），可用于NADP与H结合形成NADPH。教师运用信息技术，将静态的文字用动态的方式呈现，引导学生从细胞角度揭示光合作用的过程，理解细胞微观层面的物质和能量观。

在学生从细胞层面理解光合作用的过程后，教师借助交互式电子白板的互动功能，设计多种评价方式激发学生思考。例如，教师将光合作用的光反应和暗反应阶段设计成概念图或表格的形式，帮助学生厘清光反应阶段和暗反应阶段的区别和联系，让学生利用交互式电子白板的交互功能完成拖曳填空，在反馈中巩固知识，实现生生互评。又如，教师利用抢答比赛的方式，激发学生的热情，提升学生的分析思维能力。

环节四：命制试题检测反馈巩固

我国古诗词博大精深，是中华优秀传统文化的组成部分，一直被世人传诵。在高中生物学教学过程中，笔者挖掘其中隐含的生物学知识进行原创或改编试题，并利用问卷软件设计答卷，发链接到学生端。这样既让学生感悟中华优秀传统文化的生物学知识，接受文学陶冶，拓展思路，提高解决问题的能力，又能实现快速反馈巩固。

每句古诗词均饱含着诗人要表达的意境，笔者确定一个考查主题，将意思相近的古诗词设计成选项，既注意考查的全面性，选项又有迷惑性。

例1：我国古诗词蕴含丰富的生物学原理，下列与影响光合作用强度所对应的主要影响因素不符的是（D）。

A. 稻花香里说丰年，听取蛙声一片；主要影响因素为水分。

B. 人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开；主要影响因素为温度。

C. 满园春色关不住，一枝红杏出墙来；主要影响因素为单侧光。

D. 梅须逊雪三分白，雪却输梅一段香；主要影响因素为CO浓度。

诗人常常借物咏怀喻志，学生通过分析古诗词传递出来的情境，感受诗人热爱生活、热爱自然的生活态度。笔者以古诗词为题干设计题目，考查相关生物学知识。

例2：“不是花中偏爱菊，此花开尽更无花”反映出植物开花受信息传递的影响，下列叙述错误的是（B）。

A．光属于物理信息。

B．增加光照时间可延长菊花花期。

C．花香吸引昆虫授粉属于化学信息。

D．光影响植物开花体现信息传递可影响种群的繁衍。

中华优秀传统文化既可作为情境呈现，又可作为选项。教师通过问卷软件设计调查问卷，再将链接推送给学生（如图3），在传承中华优秀传统文化的同时，让学生运用概念。同时，利用问卷软件后台的反馈数据及时分析，还可以及时诊断教学（如图4）。

三、融合中华优秀传统文化与信息技术开展生物学教学体会

（一）制作实验微课，缩短实验用时

实验微课的选题可以是实验操作，也可以是实验原理、探究实验设计，模拟科学史探究等，选题具有独立性和完整性。与传统实验教学相比，微课具有清晰度高、直观性强，支持暂停观看思考和反复观看，可突破时空限制，助力学生自由学习。学生通过录制实验微视频，将主要实验步骤及实验结果展示出来，对于实验过程等待的时间则在后期制作中可用绘声绘影软件进行视频剪接处理，从而节省实验等候时间，便于课堂交流。学生通过微课的展示探究实践的全过程，有利于交流研讨。学生还可在指定的平台上传实验视频，用于师生互评、生生互评。

（二）借助问卷软件，统计数据信息反馈迅速

教师以新课标重要概念为考查命题范围，挖掘该重要概念下关于中华优秀传统文化的内容并设计成检测评价题，再利用问卷软件制作问卷试题链接，周末将问卷链接发给学生，让学生在家里通过手机端完成检测。教师实时回收数据，结合问卷调查数据分析报告得出结论进行教学诊断。问卷软件反馈很快，能为教师调整教学提供数据支撑，也方便教师思考及时有效地将中华优秀传统文化更好地融入课堂教学中。笔者通过教学诊断，在教学中挖掘中华优秀传统文化的内容，从生物学角度引导学生分析其原理及应用，让学生感知生活中的中华优秀传统文化，更好地传承和发扬中华优秀传统文化。

（三）利用视频生成二维码，便于分享交流

微型学习是基于数字化学习和移动学习而产生的新型学习方式。随着人们生活节奏的加快，学习时间越来越难以集中，但是知识的爆炸增长又驱使人们去学习更多的知识以适应社会，微型学习的产生就是为了满足人们对运用零碎时间进行学习的需求。教师节选学生实验过程视频，将影响光合作用强度的4种环境因素合并制作成一个约10 min左右的视频教学资源，再利用“草料”软件将实验教学视频生成二维码，通过学生以手机扫码或长按二维码的方式观看该实验全过程。学生通过观看教师录制的实验视频，掌握探究实验的原理及实验操作过程后，可尝试动手操作体验，同时也便于随时观看复习。

此外，中华优秀传统文化中有些内容涉及细胞生物学微观水平，教师可设计多种探究活动帮助学生学习。教师还可以利用手机随手拍，及时将学生课堂上的教学过程拍照或录制下来，发现在探究过程中的创意，整理录制成教学微视频再转化成二维码，分享发送二维码，达到交流的目的。

教师融合中华优秀传统文化与信息技术开展生物学教学，需要提高挖掘中华优秀传统文化的意识，加强对中华优秀传统文化的学习储备及应用，提高信息技术素养。近年高考试题均涉及中华优秀传统文化命题情境的考查，教师落实“一核四层四翼”的要求，有意识地将中华优秀传统文化内容适当地与教学内容有机结合，并选择合适的信息技术手段，优化教学。

注 ：本文系全国教育信息技术研究课题2018年重点课题“高中生物中华优秀传统文化与信息技术有效融合的实践研究”（立项批准号：184420005）和广东省教育科学规划2022年度中小学教师教育科研能力提升计划重点项目“基于教师核心能力发展的生物新教师三年培训课程设计与实施研究”（立项批准号：2022ZQJK120）的阶段性成果。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准：2017年版2020年修订[S].北京：人民教育出版社，2020.

[2] 教育部考试中心.中国高考评价体系[M].北京：人民教育出版社，2019.

[3] 林青，陳慧颖.百年中学生物学教科书里中华优秀传统文化的时代性与继承性[J].课程·教材·教法，2021（11）：137-143.

[4] 张桂梅.初中生物学微课的选题与教学设计[J].生物学教学， 2015（4）：36-37.

（作者系广东省中山市濠头中学高级教师）

责任编辑：祝元志