中學(xué)生物教學(xué)中智慧課堂構(gòu)建策略探究

摘

要：隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，大數(shù)據(jù)、人工智能、“互聯(lián)網(wǎng)+”等領(lǐng)域突飛猛進(jìn)，為生物學(xué)科智慧課堂提供了更多技術(shù)支撐，同時(shí)為教師構(gòu)建智慧課堂創(chuàng)造了良好條件。在中學(xué)生物教學(xué)中，教師要充分利用數(shù)字化教學(xué)資源打造智慧課堂，使師生雙方的教與學(xué)更便捷，提高生物教學(xué)效率，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生物學(xué)科核心素養(yǎng)的目的。關(guān)鍵詞：生物教學(xué)；智慧課堂；數(shù)字化教學(xué)資源隨著教育改革的縱深推進(jìn)，中學(xué)生物教學(xué)已從單一的知識(shí)傳授轉(zhuǎn)變?yōu)榕囵B(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。而目前教學(xué)方法受限于實(shí)驗(yàn)條件、教材內(nèi)容和教育理念影響，導(dǎo)致學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)不足。在此背景下，智慧課堂應(yīng)運(yùn)而生，通過(guò)應(yīng)用大數(shù)據(jù)、虛擬實(shí)驗(yàn)以及“互聯(lián)網(wǎng)+”等，將最新的教育技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)方法相結(jié)合，不僅為課堂創(chuàng)新提供了豐富的素材資源，還為師生創(chuàng)造了一個(gè)充滿(mǎn)活力的學(xué)習(xí)環(huán)境，使生物教學(xué)更加生動(dòng)、有趣和高效，為教育帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇。一、生物學(xué)科智慧課堂概述（一）智慧課堂的基本內(nèi)涵及性質(zhì)智慧課堂并不僅僅是技術(shù)設(shè)備在教學(xué)中的應(yīng)用，而是一種全新的教學(xué)模式。其核心在于利用現(xiàn)代信息技術(shù)，如大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等，為師生提供一個(gè)更加開(kāi)放、互動(dòng)和個(gè)性化的學(xué)習(xí)環(huán)境。與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，智慧課堂具有顯著特點(diǎn)：首先，它強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)探索實(shí)踐。傳統(tǒng)教學(xué)模式往往以教師為中心，學(xué)生處于被動(dòng)接受角色。而在智慧課堂中，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣需要選擇最適合的學(xué)習(xí)方式；其次，智慧課堂通過(guò)大數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)軟件系統(tǒng)，可以為教師提供實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，更好地了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略；最后，智慧課堂強(qiáng)調(diào)跨平臺(tái)、跨時(shí)空學(xué)習(xí)，突破了傳統(tǒng)課堂的時(shí)空限制，使得學(xué)習(xí)可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)進(jìn)行。智慧課堂的學(xué)習(xí)資源得到高度數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化，使得知識(shí)傳遞、學(xué)習(xí)過(guò)程和教育評(píng)價(jià)等方面都實(shí)現(xiàn)了智能化。（二）生物學(xué)科智慧課堂應(yīng)用場(chǎng)景中學(xué)生物智慧課堂帶來(lái)了許多創(chuàng)新應(yīng)用場(chǎng)景。例如通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以在不受時(shí)間和空間限制的情況下，進(jìn)行各種生物實(shí)驗(yàn)，觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)、植物生長(zhǎng)等生物現(xiàn)象，這拓寬了學(xué)生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。此外，通過(guò)智能問(wèn)答系統(tǒng)以及學(xué)生使用的學(xué)習(xí)軟件等工具，教師可以實(shí)時(shí)了解學(xué)生對(duì)某個(gè)生物概念的理解程度，及時(shí)給予反饋指導(dǎo)。尤其3D打印技術(shù)也被引入生物教學(xué)中，其可以幫助學(xué)生更直觀地理解復(fù)雜生物結(jié)構(gòu)和功能，這些特有應(yīng)用場(chǎng)景不僅豐富了中學(xué)生物教學(xué)內(nèi)容，也提高了教育教學(xué)的效果和質(zhì)量。二、中學(xué)生物學(xué)科智慧課堂的構(gòu)建策略（一）應(yīng)用數(shù)字化開(kāi)展生物學(xué)科教學(xué)數(shù)字化應(yīng)用成為智慧課堂發(fā)展的關(guān)鍵。以人教版生物教材中的“細(xì)胞結(jié)構(gòu)”一節(jié)為例，傳統(tǒng)的二維圖像有時(shí)難以讓學(xué)生深入理解細(xì)胞內(nèi)各部分的空間關(guān)系。而3D模型的引入使學(xué)生可以從各個(gè)角度觀察細(xì)胞。例如在課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)演示中，學(xué)生可清晰地看到線(xiàn)粒體、高爾基體、細(xì)胞核等的相對(duì)位置和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。同時(shí)如虛擬實(shí)驗(yàn)“動(dòng)植物細(xì)胞的觀察”可以讓學(xué)生在沒(méi)有顯微鏡的條件下，通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)細(xì)胞的觀察，減少了實(shí)驗(yàn)材料的消耗，提高了學(xué)生生物學(xué)科學(xué)習(xí)效率。（二）加強(qiáng)生物教學(xué)的師生互動(dòng)反饋互動(dòng)與反饋在當(dāng)今教育過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用，特別在智慧課堂背景下，通過(guò)引入時(shí)間問(wèn)答系統(tǒng)和學(xué)生軟件設(shè)備等，中學(xué)生物教學(xué)可以得到更多維度的提升。以“光合作用”這一單元為例，當(dāng)教師在課堂上介紹葉綠體結(jié)構(gòu)和功能時(shí)，可以在實(shí)時(shí)問(wèn)答系統(tǒng)中提出問(wèn)題，“葉綠體在光合作用中扮演什么角色？”或“在沒(méi)有光源的情況下，植物的光合作用會(huì)怎樣？”。學(xué)生可以通過(guò)移動(dòng)終端設(shè)備立即回答問(wèn)題，這種方式可鼓勵(lì)學(xué)生實(shí)時(shí)思考，并與課堂內(nèi)容深度互動(dòng)。此外，學(xué)生應(yīng)答系統(tǒng)還提供了一個(gè)平臺(tái)，讓害羞或擔(dān)心錯(cuò)誤的學(xué)生也有機(jī)會(huì)表達(dá)自己的觀點(diǎn)，這種匿名反饋可以幫助每位學(xué)生建立自信，并積極參與到課堂中，當(dāng)多數(shù)學(xué)生選擇了一個(gè)特定答案，教師可以立即識(shí)別出學(xué)生的普遍認(rèn)識(shí)或誤區(qū)。（三）個(gè)性化學(xué)習(xí)在生物教學(xué)中的應(yīng)用隨著教育技術(shù)不斷改革發(fā)展，個(gè)性化學(xué)習(xí)已經(jīng)不再是一個(gè)遙不可及的目標(biāo)。以“遺傳與進(jìn)化”這一章節(jié)的教學(xué)為例，這個(gè)單元涵蓋了許多復(fù)雜概念。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中很可能會(huì)對(duì)某些內(nèi)容掌握得很好，而對(duì)其他一些內(nèi)容感到困惑。教師可以通過(guò)智慧課堂的數(shù)據(jù)系統(tǒng)迅速識(shí)別學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。例如發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)孟德?tīng)柾愣箤?shí)驗(yàn)有深入了解，但對(duì)基因與染色體的具體關(guān)系還存在疑惑。在確定了學(xué)生的學(xué)習(xí)難點(diǎn)后，智慧課堂的數(shù)據(jù)系統(tǒng)可以立即為學(xué)生推薦相關(guān)的學(xué)習(xí)資源?？赡苁且粋€(gè)詳細(xì)動(dòng)畫(huà)，展示基因如何在染色體上排列，或是一張圖解，清晰地描述基因與染色體結(jié)構(gòu)關(guān)系。這不僅是為了解決學(xué)生疑惑，更為了確保學(xué)生能夠獲得更全面深入的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。此外，為進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)效果，系統(tǒng)還可以為學(xué)生提供模擬個(gè)性化練習(xí)測(cè)試，針對(duì)他們的弱點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。這種練習(xí)可以幫助學(xué)生鞏固知識(shí)，加深對(duì)基因和染色體關(guān)系的理解。由此可見(jiàn)，智慧課堂不僅為學(xué)生提供了量身定制的學(xué)習(xí)路徑，更確保了學(xué)生能在生物學(xué)科學(xué)習(xí)過(guò)程中獲得最大收益，真正實(shí)現(xiàn)深入的學(xué)習(xí)。（四）借助終端設(shè)備提升課堂教學(xué)效果隨著移動(dòng)多媒體等信息設(shè)施的普及，越來(lái)越多的學(xué)生開(kāi)始使用手機(jī)和平板電腦等移動(dòng)終端設(shè)備開(kāi)展學(xué)習(xí)活動(dòng)。以“人體與健康”為例，學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)了消化系統(tǒng)的基本知識(shí)后，可以通過(guò)手機(jī)上的學(xué)習(xí)App進(jìn)行進(jìn)一步拓展。例如，通過(guò)AR技術(shù)觀察消化道工作過(guò)程，或者使用移動(dòng)設(shè)備完成“人體消化系統(tǒng)的功能與結(jié)構(gòu)”這樣的互動(dòng)測(cè)試。這種跨平臺(tái)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生可以隨時(shí)隨地深化和鞏固知識(shí)，也為教師提供了更多的教學(xué)手段和教學(xué)工具。三、生物學(xué)科智慧課堂構(gòu)建的挑戰(zhàn)與困惑（一）生物學(xué)科智慧課堂的技術(shù)問(wèn)題生物學(xué)科智慧課堂應(yīng)用發(fā)展最大瓶頸應(yīng)為技術(shù)問(wèn)題，如設(shè)備的兼容性問(wèn)題。不同設(shè)備操作系統(tǒng)可能會(huì)導(dǎo)致軟件或應(yīng)用出現(xiàn)不兼容情況，使生物學(xué)科教學(xué)過(guò)程受到干擾。此外網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性也是開(kāi)展智慧課堂的一大考驗(yàn)，如課堂直播、在線(xiàn)互動(dòng)等活動(dòng)都高度依賴(lài)網(wǎng)絡(luò)。一旦網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)延遲或中斷，將直接影響教學(xué)質(zhì)量。學(xué)校應(yīng)注重投資高質(zhì)量教育設(shè)備，并選擇穩(wěn)定、可靠的網(wǎng)絡(luò)。（二）學(xué)生學(xué)科知識(shí)學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)體系智慧課堂旨在提供個(gè)性化學(xué)習(xí)體驗(yàn)，但學(xué)生接受度并不高。甚至有些學(xué)生覺(jué)得新學(xué)習(xí)方式與傳統(tǒng)方式相比更為困難。因此教師需要努力引導(dǎo)學(xué)生，注重培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)能力，讓他們漸漸接受這種新的學(xué)習(xí)模式，并在生物學(xué)科學(xué)習(xí)中獲得成功，學(xué)生逐步形成自覺(jué)主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)，從而不斷提高了知識(shí)學(xué)習(xí)接受度。（三）課堂教學(xué)安全保護(hù)隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，學(xué)校需要給教師提供定期的技術(shù)培訓(xùn)，還需要給予教師足夠的時(shí)間支持，讓他們逐步熟悉并掌握這些工具，并能廣泛應(yīng)用在具體的教學(xué)環(huán)境中。而這之中，數(shù)據(jù)安全保護(hù)成為一大關(guān)注點(diǎn)，學(xué)校需要確保所有系統(tǒng)和應(yīng)用都達(dá)到了安全標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)教育學(xué)生如何保護(hù)自己的信息。四、結(jié)語(yǔ)隨著