基于“SPT”智慧课堂的“生态系统的信息传递”教学研究

［摘 要］文章以“生态系统的信息传递”教学为例，阐述如何结合“SPT”智慧课堂，在课前准备、课堂知识内化和课后拓展三个阶段中组织学生进行个性化学习活动，对学生进行智能学情诊断、智能教学评价、智能结果反馈，从而开展智慧化和个性化教学，促进学生全面发展，落实核心素养的培养。

［关键词］“SPT”智慧课堂；生态系统；信息传递；教学案例

［中图分类号］" " G633.91" " " " " " " " ［文献标识码］" " A" " " " " " " " ［文章编号］" " 1674-6058（2024）35-0082-04

《教育信息化十年发展规划（2010 — 2020年）》指出，要把中小学校园信息化的基础设施与软件资源应用作为重点发展领域；《教育信息化2.0行动计划》则进一步提出了“智慧学习”这一概念。在教育理念的引领和教育装备的支持下，信息技术与课堂教学深度融合的智慧课堂已进入常态化探索与应用阶段，“SPT”智慧课堂正是这一阶段的代表。它依托教育大数据和动态学习数据分析等技术，营造个性化、智能化、数字化的教学氛围。与传统课堂教学相比，“SPT”智慧课堂具有更强的灵活性和互动性，使教师的教学形式、学生的学习方式和学习内容产生了巨大的改变，做到了“教师智慧教，学生个性学”[1]。

一、“SPT”智慧课堂

（一）“SPT”智慧课堂的含义

“畅言智慧课堂”App所构建的“SPT”智慧课堂中的“SPT”具有特定的含义。其中，“S”既代表行为“Study”（学），又代表角色“Student”（学生）；“P”代表“Pad”（平板）；“T”既代表行为“Teach”（教），又代表角色“Teacher”（教师）。因此，“SPT”智慧课堂指基于“平板”（P），将教学活动中的“教”（T）与“学”（S）的行为，以及参与者——教师和学生联系起来（如图1）。教学活动过程中，教师可借助平板操控电子白板，走进学生群体，同时通过信息技术的及时反馈功能，实时掌握学生的学习动态，从而及时地调整教学计划，有针对性地推送教学内容。这不仅有助于凸显教师在教学中的主导地位和学生在课堂中的主体地位，还有助于提高课堂教学效率。

（二）“SPT”智慧课堂的可行性分析

1.智能化教学环境的保障

智慧化服务平台是智慧化教学环境的核心。我校作为智慧课堂示范点，每间教室均配备了区域网络设备、高速宽带、电子白板以及云服务平台。师生在课堂中均可使用平板，且为了避免平板出现电量不足的现象，确保智慧课堂的常态化运行，还给每间教室设置了平板充电柜。教学中教师可以借助智慧平台强大的信息承载能力，为学生提供丰富多样的素材资源，创设生活化情境，从而激发学生的主动探究欲望，引导学生自主将前概念经验转化为理论知识，培养学生的科学思维。

2.智慧化教学理念的渗透

随着科学技术的发展，学校需要不定期地安排智慧设备工作人员对教师进行智慧设备使用的培训，传递智慧化教学的理念，指导教师将智慧设备操作与课堂教学深度融合。此外，教师也应从主导者的角度设计教学，利用“PBL”教学模式设计问题，引导学生合作探讨、解决问题，充分体现学生的课堂主体地位。

3.智慧化教学活动的实施

教师利用智慧化服务平台推送任务清单、收集反馈结果、设计教学活动、调整教学内容，并根据学生的个体差异做到因材施教、以学定教。学生则通过平板参与课前、课中和课后的教学活动，借助网络强大的表达功能，清晰地向教师传达自己的学习需求，与教师进行多样化的互动，实现个性化学习。

二、“SPT”智慧课堂应用案例

（一）教材分析

“生态系统的信息传递”是人教版高中生物教材选择性必修2《生物与环境》模块第三章第四节的内容。本节教学内容为生态系统的最后一个功能，教材内容逻辑清晰，知识点较为简单。为了在教学过程中渗透“阶段与整体教学”的理念，并引导学生深度学习生态系统，教师将本节内容分为两个课时：第一个课时用来探究信息的种类、构建生态系统结构和功能框架，以及探讨信息传递在农业生产上的应用；第二个课时通过引用大量素材，引导学生自主探究信息传递在生态系统中的功能，以培养学生提取信息、分析问题、解决问题的能力，并落实生物学学科核心素养。本教学研究以第一课时的教学为例。

（二）设计思想

本节课遵循“从社会中来，到社会中去”的理念，以“蚊子搜寻猎物”这一生活场景为主线，巧设真实情境：以“蚊子搜寻猎物离不开信息传递”引入探究主题，并以“防治蚊子的措施”作为探究的终点。整个教学过程以一个案例贯穿始终，同时衔接各个教学小目标，帮助学生构建知识体系。在此基础上，拓展自然界中多样化的信息类型和交流方式，引导学生尝试运用信息传递的相关知识解决农业生产上的问题，提升学生的综合运用能力，同时使学生感受到大自然的奥妙，从而热爱自然、珍爱生命。此外，教学中还应注重阶段学习与整体学习的结合，以生态系统的组成成分为基石，分别构建物质循环和能量流动知识框架，并在此基础上类比构建信息传递的知识框架，再以智慧课堂技术为辅助，形象地将三个独立的框架整合在一起，有效地向学生渗透“阶段与整体教学”以及“结构与功能协调”的思想。

（三）教学目标

1.通过实例分析，明确生态系统中信息的种类，提高获取信息的能力；

2.通过实例分析，归纳信息传递的特点，渗透生命信息观和进化与适应观，培养科学思维能力；

3.对比物质循环和能量流动知识、框架，构建生态系统结构和功能框架，渗透结构与功能观，树立生态系统稳态观。

（四）教学流程（如表1）

（五）教学过程

1.课前准备

（1）编写导学案

本节课以流程图的模式设置导学案，意在引导学生了解课程的整体框架。为了确保学生在通览教材后能够完成大部分导学案内容，应避免设置过多较难理解的问题。

（2）制作任务清单

结合导学案和课堂教学内容，本节课设置了两个任务。任务一：结合信息流的定义，辨析细胞之间的信息交流是否属于生态系统的信息传递；任务二：结合物质循环和能量流动的特点，尝试构建生态系统各组分的关系图。

（3）设计课前检测题

检测是评价学生学习情况的一种常用形式。课前检测题不仅可以检测学生的预习情况，而且其反馈的检测信息是教师备课的重要依据。课前检测反映出的问题，有利于教师对学生进行分层次教学，从而使每个学生都得到充分的发展。

（4）设置问题墙

问题墙是任务清单的细节化体现，可以帮助学生理解并完成自主探究任务。

2.课堂知识内化

（1）创设情境

教师首先播放一段30秒的“蚊子搜寻猎物”科普视频，然后，结合“畅言智慧课堂”App中的“画廊活动”，辅以蚊子的详细描述，介绍蚊子搜寻猎物的过程，并引出讨论问题：蚊子是如何搜寻目标的？蚊子和人之间是如何传递信息的？

学生自主构建“蚊子搜寻猎物”信息传递模型（如图2），并用平板分享结果。教师设置讨论活动，用平板分享“兴奋的产生和传导”模型，并提问：细胞之间的信息交流是否属于生态系统的信息传递？以此深化学生对信息流定义的理解。

设计意图：生活化的情境贴合本节课的知识体系，能激发学生主动探究的欲望。通过讨论活动，明确辨析单细胞生物之间和多细胞生物之间的信息交流与生态系统中信息传递的关系，从而促进学生从前科学概念向科学概念转化。

（2）自主归纳

教师结合导学案的反馈，引导学生利用平板推送的素材自主归纳生态系统中信息的种类，并参与“分类活动”游戏，实现知识内化；设置“焚烧生活垃圾”情境，并提问：在这个情境中有哪些类型的信息？面对自然环境中传递出的美丽信息，人类应该怎么做？学生积极参与课堂活动，主动思考，归纳总结。

设计意图：通过引导学生自主归纳生态系统中信息的种类，落实教学目标1，同时使学生感受到生态之奥妙，从而爱护自然、尊重生命；“分类活动”游戏有助于激发学生的参与热情，提高学生的学习效果；设置“焚烧生活垃圾”情境，可使学生认识到化学信息也可以来自非生物环境，从而纠正在“课前检测”环节中产生的错误认知——化学信息只能来源于生物。同时，引导学生对比“自然环境的美丽信息”和“人类污染环境的行为”，渗透“保护自然，爱护环境”的理念，培养学生的社会责任意识。

（3）构建框架

教师用平板推送资源，引导学生自主分析素材，并归纳信息传递的特点。学生通过分析素材、获取信息，认可“信息传递一般是双向的”这一结论。接着，教师设置小组活动，利用平板给学生推送生态系统组分框架，并通过白板进行展示。学生结合任务清单，依据物质循环和能量流动的特点构建生态系统的结构和功能框架（如图3），并分析信息传递情境下各组分之间的关系。教师利用后台设备，监测学生的活动情况，及时收集反馈结果，并给予实时引导，最终借助智慧课堂的“聚焦”“克隆”等功能，动态展示生态系统功能在组成上的统一，为学生后续深入理解生态系统各功能的内在统一奠定基础。

设计意图：通过分析素材、归纳特点，可极大地提高学生获取信息和归纳总结的能力，培养学生的科学思维；通过构建框架、小组协作、分享经验，不仅能使学生在对比中熟练掌握信息传递的特点，还能在整体框架下清晰地呈现各功能之间的区别和联系，帮助学生建立生态系统稳态观，落实教学目标2和教学目标3。

（4）学以致用

教师首先引导学生回顾“蚊子搜寻猎物”的科普视频，归纳蚊子对人类的主要影响——传播疾病，进而提问生活中有哪些防蚊措施。学生依据生活经验给出了多种答案，如蚊帐对应机械防治、蚊香对应化学防治、壁虎捕食对应生物防治等。教师重点剖析了壁虎、鱼类等蚊虫天敌参与的生物防治，并进一步引导学生探究信息传递在农业生产中的应用。针对课前反馈中学生容易混淆“生物防治”和“化学防治”的情况，教师利用“畅言智慧课堂”备课系统设置“连线活动”，通过对比分析，帮助学生明确“化学防治”和“生物防治”之间的本质区别。最后，教师提出一个引人深思的问题：能否将环境中的蚊虫彻底消灭？

设计意图：“蚊子搜寻猎物”一例贯穿始终。教师借助生活场景将本节教学内容串联起来，又借助情境巧设问题，启发学生主动探究，深度思考。“学以致用”这一环节，有助于学生巩固理论知识，较好地培养社会责任意识。最后的提问更是将蚊子引入生态系统的大背景中，为下节课探究“信息传递在生态系统中的作用”做铺垫。

（5）课堂评价

点评课堂教学过程，根据平板记录的学生答题情况和互动情况表扬表现活跃的学生。

设计意图：鼓励学生积极参与课堂互动，提高学生课堂幸福感。

3.课后拓展

利用平板推送课后思维导图构建思路以及课后检测题，并预先设置答案，使学生在提交检测结果时即可同步知晓正确率，同时以学习资源的形式定时推送答案解析，以便学生课后查缺补漏。

（六）课后反思

本节课借助智慧课堂强大的信息载体功能为学生分析素材、发现问题提供了丰富的资源，创设了真实情境；通过问题驱动的方式，引导学生逐步构建信息传递的相关概念，理解生态系统能量流动、物质循环和信息传递之间的相对独立性，并提高知识迁移和应用能力，强化生命信息观、系统观。

“SPT”智慧课堂通过平板实现了课堂内外的混合式教学，使得学生的学习不再局限于特定的时间和场合，有利于学生的长远发展。一线教师应改变教育习惯，更新教育观念，以精准的教学、精确的评估实现信息技术与教育的深度融合[2]。

［" "参" "考" "文" "献" "］

[1]" 方顺涛，任铮豪.智慧课堂的内涵特征、困境及发展趋势[J].中国教育技术装备，2024（7）：30-32，51.

[2]" 王琨，李雪，颜悦，等.基于“SPT”智慧课堂的初中生物学教学：以“绿色植物的呼吸作用”为例［J］.中学生物教学，2022（18）：61-63.

（责任编辑" " 罗" " 艳）