核心素养下高中生物课堂信息化教学探究

摘 要：随着科技的迅猛发展，信息化教学成为教育改革的重要方向。在核心素养框架下，高中生物课堂亟须探索与实践信息化教学策略，培养学生的综合素质和创新能力。这是时代对教育提出的新要求，也是教育自身不断创新发展的内在需要。因此，本文将深入探究核心素养下高中生物课堂信息化教学的策略与实践，为教育改革贡献绵薄之力。

关键词：核心素养；高中生物；信息化教学

在21世纪这个信息化飞速发展的时代，教育行业面临前所未有的挑战与机遇。核心素养的培养成为教育改革的重要目标，高中生物课堂作为科学教育的重要阵地，信息化教学的探究与实践尤为重要。如何有效利用信息技术手段，提升学生的生命观念、科学思维、科学探究能力和社会责任感，成为当前教育领域亟待探讨的重要课题。

一、高中生物核心素养论述

（一）生命观念

生命观念是对生命现象的本质、特征和相互关系的基本理解和认识。在高中生物教学中，学生应树立生命是复杂系统、生命具有物质性和能量转换等基本观念，理解生命体结构与功能、进化与适应、稳态与平衡等基本原理。这种生命观念有助于学生更深入地理解生命的奥秘，培养对生命的敬畏和尊重，为学习和探究生物知识奠定基础。

（二）科学思维

科学思维是运用科学的方法、逻辑和证据认识事物、解决问题的思维方式。学生应学会运用归纳、演绎、类比等逻辑推理方法，以及实验设计、数据分析等科学方法，探究生命现象和规律。这种科学思维有助于学生形成严谨、客观的科学态度，提高分析问题和解决问题的能力，为未来的科学研究和职业发展打下坚实基础。

（三）科学探究

科学探究是通过观察、实验、调查等方式，对自然现象进行探索和研究的过程。学生应积极参与各种科学探究活动，学会提出问题、作出假设、设计实验、收集和分析数据、得出结论等探究步骤。这种科学探究有助于学生培养实践能力和创新精神，激发对科学研究的兴趣和热情，为深入理解和掌握生物知识提供有效途径。

（四）社会责任

社会责任是个人或团体在社会生活中承担的义务和责任。学生应意识到生物知识与人类健康、环境保护、资源开发等社会问题密切相关，学会运用所学知识分析社会现象、参与社会决策。这种社会责任感有助于学生形成积极向上的价值观和世界观，增强为社会作贡献的意识和能力，为构建和谐社会贡献力量。

二、信息化教学在培养学生核心素养方面的作用

（一）促进生命观念的形成与深化

信息化教学通过生动、形象的多媒体展示，将抽象的生物概念、原理和过程直观地呈现在学生面前，有助于学生更好地理解和掌握生命现象和规律。通过模拟实验、动画演示等手段，信息化教学可以帮助学生建立生命系统的整体观念，深入理解生命的本质和特征，形成和深化生命观念。如：在教学“细胞的生命历程”或“遗传与进化”时，信息化教学可以通过生动、形象的多媒体展示，将这些抽象的生物概念、原理和过程直观地呈现在学生面前。比如：通过动画演示细胞分裂的各个阶段，或者利用3D模型展示DNA双螺旋结构，都有助于学生更好地理解和掌握生命的奥秘。

（二）培养科学思维习惯与能力

信息化教学注重引导学生运用科学的方法论和认识论探究生命现象。通过在线讨论、数据分析、案例研究等信息化教学手段，学生可以锻炼自己的逻辑思维、批判性思维和创新性思维，培养科学思维习惯和能力。信息化教学还提供了丰富的资源和工具，支持学生进行自主学习和合作探究，促进科学思维的发展。如：在探究“遗传与进化”这一主题时，信息化教学可以通过在线讨论让学生围绕“基因突变与遗传疾病”展开讨论，促使他们运用所学知识分析实际问题，锻炼逻辑思维和批判性思维能力。

（三）提升科学探究能力与实践技能

信息化教学为学生提供了广阔的科学探究空间。通过虚拟实验室、在线模拟实验等信息化教学环境，学生可以亲身体验科学探究的全过程，包括提出问题、作出假设、设计实验、收集和分析数据以及得出结论。这种实践性的学习方式有助于提升学生的科学探究能力和实践技能，培养他们的创新精神和实践能力。如，在学习“细胞呼吸”时，学生可以利用虚拟实验室进行在线模拟实验，亲身体验细胞呼吸的整个过程。他们可以自主提出问题，比如，不同条件下细胞呼吸的速率会有何变化？随后作出假设，并设计相应的实验方案。在实验过程中，学生需要收集和分析实验数据，比如测量不同氧浓度下细胞的呼吸速率，并最终得出结论。

（四）强化社会责任感与伦理意识

信息化教学关注学生的知识掌握和技能提升，注重培养学生的社会责任感和伦理意识。通过引入社会热点、环境问题等现实案例，信息化教学可以引导学生关注生物知识在社会生活中的应用和影响，培养他们的环保意识和可持续发展观念。通过在线讨论、角色扮演等信息化教学活动，学生还可以探讨生物领域的伦理问题，增强伦理意识和社会责任感。如在讲解“生态保护”的相关知识时，教师可以通过信息化教学手段，如，引入关于生物多样性减少、环境污染等社会热点问题和现实案例，让学生深刻认识到生物知识在社会生活中的重要性，激发学生对环境保护的关切，培养他们的环保意识和可持续发展观念[1]。

三、核心素养下高中生物课堂信息化教学策略

（一）借助信息技术，设计教学情境，感悟生命之美

高中生物课堂可以巧妙运用信息技术，创设出生动逼真的教学情境。通过展示丰富多彩的生物图像、动画和视频，教师能够带领学生深入探索生命的奥秘，直观感受生物多样性和生命形态的瑰丽。这种沉浸式的教学环境，不仅激发了学生的学习兴趣，还能让他们在欣赏生命之美的过程中，深刻理解生物知识，培养对生命的敬畏和热爱[2]。

在人教版必修1的“细胞的生命历程”这一章节中，教师可以巧妙运用信息技术，为学生打造一个生动逼真、充满探索氛围的教学情境。通过展示精心制作的细胞分裂与分化的动画，教师将学生带入一个直观且富有动态的学习环境。在这部动画中，细胞的生命历程被精心呈现，从初始的单个细胞开始，逐步展示其分裂成两个、四个乃至更多细胞的过程。动画细致描绘了细胞分裂时染色体的复制和分配，以及新细胞膜的形成，使得学生能够清晰地观察到每一次分裂的细节。随着动画的深入，细胞分化的奇妙景象逐渐展开。学生们看到，原本相同的细胞开始逐渐发展出不同的形态和功能，形成了多种多样的细胞类型，如肌肉细胞、神经细胞等。这一过程通过动画中色彩和形状的变化得以生动体现，帮助学生理解细胞分化对于生物体发育和组织形成的重要性。这样的视频内容使学生仿佛置身于微观世界，目睹细胞从一个简单的结构逐渐分裂、分化成为复杂多样的生物体。这种沉浸式的视觉体验，不仅让学生对细胞的生命历程有了更加深刻的认知，还激发了他们对生物知识的强烈好奇心。在这个教学情境中，教师可以结合丰富的生物图像和案例，引导学生思考细胞分裂与分化对生物体生长、发育和衰老的影响。此外，教师还可以利用信息技术设计互动环节，如模拟实验和在线测试，让学生亲身参与细胞生命历程的探索过程。通过信息技术的巧妙运用，高中生物课堂变得更加生动有趣。在“细胞的生命历程”这一教学情境中，学生们不仅能够深刻理解生物知识，还能在欣赏生命之美的过程中，培养对生命的尊重和珍视。

（二）借助信息技术，辅助复习总结，培养科学思维能力

信息技术是高中生物复习总结的有力助手。教师可以利用数字化工具和资源，制作交互式课件、思维导图和知识图谱，帮助学生系统地梳理生物知识点，构建完整的知识体系。通过这种方式，学生不仅能够更加高效地复习和巩固所学知识，还能在整理和总结的过程中，锻炼归纳、分析和综合等科学思维能力，提升解决问题的能力[3]。

在教学人教版必修1的“光合作用的原理和应用”的内容时，主要是让学生理解光合作用的基本过程，掌握其在实际生活中的应用。因此，在复习这一知识领域的时候，可以借助信息技术工具，在微课中，以光合作用的原理为核心，以反应过程、影响因素以及实践应用为分支，在反应过程分支上分别以关键词“光反应、暗反应、电子传递链、碳同化”等为指引，在影响因素分支上，以“光照强度、二氧化碳浓度、温度”为要点，在实践应用分支上，突出“农业生产、环境保护”等关键词，构建详尽的知识图谱并分享到班级学习平台，引导学生进行自主探究。在课件中，围绕思维导图，设计以下问题，进行逐步深入，如：

①光合作用分为哪两个阶段？每个阶段的主要反应是什么？

②哪些环境因素会影响光合作用的效率？如何影响？

③在农业生产中，如何利用光合作用的原理来提高作物产量？

通过信息技术的辅助，结合知识图谱和问题探究，帮助学生建立起系统的知识框架，让学生依据微课进行自主学习，利用知识图谱串联起各个知识点，理解它们之间的内在联系，提升分析和解决问题的能力，培养科学思维的能力，使其能够运用科学的视角，对生物知识进行探索和实践。这样既可以形成高效的学习策略，又可以加深学生对生物知识内容的理解，优化学习效果。

（三）借助信息技术，引领实验教学，培养科学探究能力

信息技术在高中生物实验教学中发挥着重要作用。通过虚拟实验、模拟仿真等先进技术手段，教师可以在课堂上模拟真实的实验环境，让学生在安全、可控的条件下进行实验操作。这种教学方式不仅能够突破传统实验教学的时空限制，还能有效培养学生的科学探究能力。学生在信息技术的引导下，能够自主设计实验方案、收集和分析实验数据，从而深入理解生物原理，提升实践操作能力。

例如，在教学人教版必修1的“细胞膜的结构和功能”的相关知识时，重点是探究细胞膜的结构特性及其功能表现，理解细胞膜的选择透过性等关键原理，在了解实验过程的基础上，培养实验操作能力和分析问题的能力。那么，在学习阶段，可以借助微课展示细胞膜制备与观察的实验步骤，在观看视频的过程中，让学生对细胞膜的结构有一个直观的认识，并能描述其组成和特点。结合实验演示培养观察能力，引导其领会细胞膜的功能。接着在微课中，模拟物质通过细胞膜的实验，用不同颜色和大小的珠子代表不同物质，展示珠子通过模拟细胞膜的过程，在实验模拟的过程中，引导其体验细胞膜的选择透过性。然后，在实际教学的时候，为学生提供实验材料和器具，如细胞膜制备所需的试剂、离心管、显微镜等，指导学生根据微课中的实验操作，自主进行细胞膜的提取与观察，思考并讨论哪些因素会影响细胞膜的制备效果？如何优化实验步骤？在观察和分析实验现象的过程中，锻炼实践操作能力，激发学生的探究欲望，提升生物实验教学效率。这样既可以加深学生对细胞膜结构与功能的理解，又可以在实验操作的实践中，培养科学探索和实验技能的综合能力，促使学生以科学的态度对待实验探究，在观察、分析和解决问题的过程中，形成良好的科学素养。

（四）借助信息技术，搭建交流平台，共筑社会责任

借助先进的信息技术，教师可以为高中生物教学搭建起一个高效、便捷的交流和分享平台。通过利用网络平台等在线教育工具，教师能够实现与学生的实时互动，共同探索生物领域的奥秘。同时，教师还可以引导学生关注当前的社会热点生物问题，如生态环境保护、生物多样性保护等，从而激发他们的社会责任感和使命感。这种信息化的教学方式不仅有助于学生拓宽知识视野，更能够让他们在参与解决社会问题的过程中，深刻领会生物的社会价值和意义。

以人教版选择性必修2的“人类活动对生态环境的影响”为例。借助信息技术，教师可以搭建交流平台，聚集社会正能量，共同应对人类活动对生态环境的影响。以下是一些教学示例：

环保公益活动宣传：通过网络平台，如社交媒体、环保网站等，宣传和推广各种环保公益活动。例如，组织线上植树活动，鼓励学生通过捐款或参与虚拟植树来支持实际的植树造林项目。这种活动不仅增强了学生的环保意识，还实际改善了生态环境。

绿色生活方式分享：在交流平台上，学生可以分享自己的绿色生活方式，如垃圾分类、节约用水、减少一次性塑料使用等。这些分享能够激励更多学生参与到环保行动中来，共同减少对生态环境的负面影响。

环保科技创新展示：利用信息技术展示和推广环保科技创新成果，如清洁能源技术、废物处理技术、生态修复技术等。这些技术的展示不仅能够激发学生对环保科技的兴趣和关注，还能推动学生参与到改善生态环境的活动中来。

生态保护项目直播：通过网络直播的方式，展示生态保护项目的进展和成果。例如，直播野生动物保护区的实时画面，让网友目睹保护工作的成效；或者直播植树造林、湿地修复等项目的实施过程，增强学生对生态保护工作的认同感和支持度。

这些正能量的例子展示了信息技术在搭建交流平台、共筑社会责任方面的巨大潜力。通过这些平台，可以汇聚社会力量，共同应对人类活动对生态环境的影响，为建设一个更加绿色、可持续的世界贡献力量。

结束语

综上所述，核心素养导向下的高中生物课堂信息化教学是一种创新且富有成效的教学模式。它通过融入信息技术，不仅丰富了教学内容和手段，更在培养学生的科学探究能力、创新思维和社会责任感等核心素养方面展现出显著优势。未来，生物教师应继续深化信息化教学实践，不断探索与核心素养相契合的教学方法，以推动高中生物教育质量的持续提升。

参考文献

[1]庚承红.核心素养下高中生物教学探讨[J].发现，2018（10）：1.

[2]李熹.核心素养下高中生物与信息技术结合的有效性探究[J].教育信息化论坛，2022，6（4）：3.

[3]周军鸽.核心素养视域下高中生物信息化教学研究[J].启迪与智慧（上），2023（11）：3-5.