信息技术与中学生物教学深度融合探析

［摘 要］文章在深入分析信息技术与中学生物教学深度融合的内涵与本质的基础上，结合具体实例，探讨信息技术与中学生物教学深度融合的原则和策略，以促进教与学在结构、环境、方式、资源等方面的变革，从而有效提升中学生物教学质量，促进学生学科核心素养的形成与发展。

［关键词］信息技术；生物教学；深度融合

［中图分类号］ " "G633.91 " " " " " " " "［文献标识码］ " "A " " " " " " " "［文章编号］ " "1674-6058（2024）29-0090-04

当前，信息技术已渗透到教育的各个领域，它与基础教育的深度融合已成为当下基础教育改革的重要目标与方向。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》[1]明确指出，信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视。为了推进落实国家关于教育信息化的总体部署，教育部相继颁布了《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》[2]和《教育信息化“十三五”规划》[3]，提出要推进信息技术与教学的深度融合，建设智能化教学环境，营造信息化教学氛围，促进教学理念、教学模式和教学内容的革新，以满足信息时代对培养高素质人才的需求。此外，在2019年颁布的《中国教育现代化2035》[4]中提出，要加快信息化时代的教育变革，利用现代技术加快推动人才培养模式改革，实现规模化教育与个性化培养的有机结合。不仅如此，新课标也强调，教师应重视运用互联网技术、移动通信技术和人工智能等现代信息技术手段，开发和利用数字化教学资源，丰富师生互动交流方式，促进学生个性化学习，推进现代信息技术与教学深度融合[5]。显然，如何充分实施信息技术与教学的深度融合已成为中学教学亟待解决的现实问题。

一、信息技术与中学生物教学深度融合的内涵与本质

信息技术是指对信息进行采集、加工、存储、交流、应用的手段和方法体系[6]。它通过对声、像、图、文等多种信息进行加工、处理、存储、使用，能化静为动，化虚为实，化抽象为直观，从而拓宽教学内容、教学时间和空间，延伸课堂学习的内涵与外延。因而，信息技术具备与学科教学进行深度融合的基础和条件。在生物课程中，研究对象涉及各种生物体的特征及其生长发育、遗传变异、自我繁殖、新陈代谢等生命活动现象，因而在教学中单靠挂图、生物模型、生物标本等传统教学用具难以生动、直观、真实地呈现生命活动的过程和特点。因此，需要借助信息技术，如视频、动画、图像、声音等，才能把那些微观的、动态的、抽象的生命活动过程、重点概念、重点规律和不易完成的实验等真实地展示在学生面前，从而促进他们对生物知识的建构。信息技术与中学生物教学的深度融合，是指根据中学生物教学的需要，借助信息技术提供的声、像、图、文等多种信息，对教与学的过程和资源进行设计、开发、利用与评价，使信息技术与中学生物教学内容、教学资源、教学实施等融为一体，成为课程内容和课程实施的有机组成部分，以实现教与学的优化[7]。需要指出的是，信息技术与中学生物教学的深度融合并非信息技术与所有教学内容的融合，而是根据教学内容和教学需求合理地融合信息技术。实际上，这种融合并非简单的形式上的机械融合，而是在现代教育理论的指导下，将信息技术作为改变教学方式和学习环境、促进学生自主学习的重要工具，使各种教学资源、教学要素、教学环节等进行深度融合，并在整体上产生的聚集效应。

与传统教学相比，信息技术与生物教学的深度融合能有效实现教学的交互性，改变教师的教学方式和学生的学习方式，充分体现教师是课堂教学的组织者、学生学习的促进者、课程资源的开发者，同时凸显学生是信息加工的主体和知识意义的主动建构者。很明显，这种融合能践行以教师为主导、以学生为主体的教学结构，充分发挥学生学习的主动性和积极性，为学生的主动学习、个性化学习提供良好的环境，从而全面提高课堂教学效率。

二、信息技术与中学生物教学深度融合的原则

（一）目标导向原则

教学目标是教学活动所期望达成的成果，它反映了学生通过学习后在行为、认知、心理等方面应发生的变化。信息技术与中学生物教学深度融合的目的是更好地完成生物教学目标，促进学生自主学习、主动学习，并培养学生的创新精神和实践能力[8]。在中学生物教学实践中，信息技术与课程的融合程度及时间点应取决于本节课的教学目标。一般情况下，在教学内容比较抽象、难以用语言表达时，或在创设情境引入新课、激发学生学习兴趣、引发学生思考，以及需要学生通过虚拟环境体验以加深对知识的理解时，将信息技术与生物教学进行深度融合，往往能取得较好的教学效果。例如，在“种子的萌发”教学中，由于种子萌发过程较长，教师可以先利用信息技术将这一过程制作成动画进行形象直观演示，再结合教材中的插图进行分析，就可以使学生更容易理解种子的萌发过程，达成教学目标。

（二）学生中心原则

中学生物教学与信息技术的融合必须着眼于改变教学结构，充分发挥学生的学习主体性，使学生成为活动的参与者与知识的建构者。在教学实践中，即使教师运用了丰富的信息技术手段，丰富了教学内容，体现了教学的主导作用，但如果没有充分调动学生学习的主动性、积极性，未能促进学生有效学习，那么这种融合不能被视为有效的融合。融合的目的就是要在发挥教师主导作用的同时，以学生为中心，体现学生学习的主体地位，帮助学生在学习过程中主动去探索、合作、体验、交流、创造，构建民主、和谐、协作的新型师生关系，促进学生主动进行知识意义建构，培养学生主动探究、合作分享、反思质疑与创新的能力。因此，在信息技术与中学生物教学的深度融合中，教师应更加关注如何运用信息技术丰富生物教学内容和资源，拓宽和延伸学生学习的时间和空间，扩大学生学习的认知范围，使生物教学成为教师充分发挥主导作用、学生积极参与学习的多元互动教学形态。

（三）发展思维原则

发展学生的科学思维是培育学生形成批判质疑、勇于探究等科学精神的重要途径。在教学实践中，信息技术与中学生物教学的深度融合应有利于学生思维能力的培养，避免实施那些表面热闹、缺乏深度讨论的课堂，或过度使用信息技术导致的“光鲜课堂”。在进行深度融合时，教师应明确融合的目的，考虑其能够培养学生哪一方面的思维能力，并设置具有层次性的问题来引导学生思考。例如，在“人体血液循环途径”的教学中，可以利用信息技术将血液循环途径制作成动态演示的图片或视频，并引导学生观看后思考以下问题：在血液循环过程中，血液流经了哪些血管？血液在血管和心脏中能否倒流？如果能倒流，会对人体产生什么影响？学生通过思考这些问题，不仅理解了血液循环的途径，还培养了基于证据和逻辑，运用比较、分类、归纳、演绎、分析、综合等思维方法解决问题的能力。

三、信息技术与中学生物教学深度融合的策略

（一）利用信息技术，创设适宜的教学情境

心理学研究表明，适宜的教学情境能让学生沉浸在课堂学习中，有助于学生在教师的引导下主动建构知识体系。在教学实践中，教师应根据教学内容，利用信息技术提供的图文、声音、影像、动画、视频等，创设适宜的教学情境，化静为动、化抽象为形象、化复杂为简单，使知识的获取和再发现过程更加符合学生的思维发展特点、心理特征和认知水平，从而促进学生在教学情境中生成知识，形成积极情感，体验学习的成就感。例如，在讲授光合作用时，教师可以利用信息技术，通过视频和动画的形式呈现普利斯特利、英格豪斯、梅耶、萨克斯、鲁宾和卡门等科学家的实验过程，从而创设生动的教学情境，揭示植物生命活动的奥秘。这有助于学生理解探究光合作用的原料、产物、场所和条件等，体验科学家的发现历程，认识到生物科学发展是一个不断发现、不断进步的过程，促进学生用辩证的眼光、理性的思维进行生物学习，用发展的眼光看待生物学的过去、现在和未来，从而达成课程思政、学科育人的目的[9]。

需要强调的是，利用信息技术创设适宜的教学情境，需找准信息技术与生物教学深度融合的结合点，让生物教学融入学生真实、直观的生活与学习情境中，最大限度地调动学生的原有认知和生活经验。只有创设出逼真、生动、动态、直观的教学情境，才能更有利于学生建构知识、发展思维和形成能力。

（二）利用信息技术，丰富生物教学资源

随着基础教育课程改革与教育信息化的不断深入，以资源为中心的信息技术与学科教学深度融合的教学模式应运而生。这种教学模式既体现了以学生为主体、以过程为主线的知识建构，又强调了以知识为中心向以资源为中心的转变，注重学生的自主学习过程。在教学中，教师可以利用信息技术和网络平台，为学生提供与教学内容相关的教学资源，充分利用资源的丰富性和网络的交互性，通过任务驱动的形式引导学生利用资源进行自主探究，开展基于问题解决的自主学习、研究学习和合作学习。同时，信息技术也为学生提供了丰富的、多样化的教学资源与信息化的学习环境，成为学生学习的协作工具和辅助手段。例如，在“昆虫的生殖和发育”教学中，教师可以借助各种信息技术和网络平台来充实教学资源，促进学生自主学习。在新课学习前的课外阶段，教师可以通过任务驱动的方式，让学生利用“虫识别码”APP识别学校或家庭周围环境中的昆虫，了解昆虫的相关知识；通过“巍巍昆虫记”等微信公众号，了解昆虫的形态结构、生活环境、生理特性等；利用QQ群、微信群、腾讯会议等网络平台，发布昆虫的生殖和发育等相关内容的学习视频，供学生开展线上交流讨论和学习[10]。很明显，在教师的指导下，学生利用多样化的信息平台，搜集到了较为科学实用的素材和资源，拓展了学习的空间和渠道，这有利于他们主动学习，提升学习效果。再如，在开展当地生物种群调查等研究性课题时，教师可以先组织学生利用信息技术查阅丰富的网络资源，设计研究方案、选择研究方法，并总结研究成果。随后，由教师组织学生汇总研究材料后制作成相关专题网页，并设置论坛，让所有学生都能针对研究方案和研究结果进行浏览学习、交流讨论、自由发表意见等。这样做不仅丰富了学生的学习资源，还改变了他们的学习方式，促进了学习效果的提升。

（三）利用信息技术，开展虚拟实验教学

生物学是一门以实验为基础的科学。实验是学生形成概念、理解规律和掌握原理的重要途径。通过实验，学生不仅能生成新知识，而且能加深对理论知识的理解，并在实验过程中培养实践动手能力。然而，在生物教学中，有些实验由于耗时过长或者实验仪器短缺等原因，不能在教学中及时开展。因此，借助信息技术，开展虚拟实验就成了信息技术与生物教学深度融合的重要途径。例如，以“昆虫”一节的教学为例，在观察和分析蝗虫的结构特点时，可利用易加平台的“虚拟实验室”所具有的强大3D演示功能，让学生360度无死角地观察蝗虫的每一个结构，甚至一些在观察实物标本时需要用放大镜才能看清楚的结构，如蝗虫的单眼、气门、触角等[10]。学生通过信息技术在数字化、虚拟化的学习环境中进行实验，不仅能克服传统实验耗时过长的弊端，而且能在虚拟实验中体验科学探究的过程，发展科学探究思维。需要指出的是，虽然利用信息技术开展虚拟实验可为生物实验教学创造更多可能性，拓展实验教学的时间和空间，丰富实验探究的途径，但不是所有实验都适合以虚拟实验的形式来开展。虚拟实验不能完全代替传统实验，它只是传统实验的有益补充。在教学实践中，只有根据实际情况和教学需要恰当地利用信息技术开展虚拟实验，才能充分发挥虚拟实验教学的价值。

四、结语

中学生物教学与信息技术的深度融合并非二者的简单相加，而是基于一定的教学目标，充分发挥信息技术在生物教学中更强大、更有效的教学辅助功能，实现二者有机融合，形成“你中有我，我中有你”的紧密关系。判断信息技术是否真正融合在生物教学过程中，关键在于融合后教学环境和结构是否得到改善，教师的引导作用是否得到增强，学生的主体地位是否得到明显提升，以及能否更有效地促进教师的教和学生的学。

要实现信息技术与中学生物教学的深度融合，从根本上讲，需要着力提升教师的信息素养水平与信息技术运用能力。为此，教师应及时加强相关知识和技术的学习，深刻理解信息技术与生物教学深度融合的内涵、原则、目标和思路等，不断提升自身信息技术与生物教学深度融合的能力；学校应加强对教师信息技术的培训，并将教师的信息技术能力纳入考核评价体系，以此促进教师专业能力的提升；教育主管部门应制定相关政策及激励措施，鼓励教师积极开展信息技术与生物教学深度融合的实践以及相关课题的研究，推动教学的结构、环境、方式、资源等方面的变革，从而有效提升教学质量。

［ " 参 " 考 " 文 " 献 " ］

[1] "国家中长期教育改革和发展规划纲要工作小组办公室.国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）[EB/OL].（2010-07-29）［2024-05-10］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A01/s7048/201007/t20100729_171904.html.

[2] "中华人民共和国教育部.教育信息化十年发展规划（2011-2020年）[EB/OL].（2012-03-13）［2024-05-10］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201203/t20120313_133322.html.

[3] "中华人民共和国教育部.教育信息化“十三五”规划[EB/OL].（2016-06-07）［2024-05-10］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201606/t20160622_269367.html.

[4] "中国教育现代化2035[EB/OL].（2019-02-25）［2024-05-10］.https：//nic.upc.edu.cn/2019/0225/c7404a190539/page.htm.

[5] "中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准：2022年版［M］.北京：北京师范大学出版社，2022.

[6] "南国农.让信息技术有效地推进教学改革[J].中国电化教育，2007（1）：5-8.

[7] "龚大洁，严峰，俞诗源.多媒体技术与高校生物教学整合的探索与思考[J].电化教育研究，2006（3）：63-67.

[8] "周长梅.信息技术与中学生物教学的有效整合[J].现代信息技术，2007（12）：85-89.

[9] "刘华.信息技术与中学生物教学有效整合的探索[J].中学教学参考，2011（32）：109-110.

[10] "吴冰芳.现代信息技术与初中生物学教学深度融合设计：以“昆虫”一节线上教学为例[J].中学生物教学，2022（22）：41-43.

（责任编辑 罗 艳）