中学生物园信息化建设的有效途径

郑曙烁

中学生物园为生物学教学提供教学素材，是中学生物学重要的课程资源，在生物学实践活动和探究活动中扮演着重要的角色，是生物学实践教学的重要园地。然而，传统的记录、储存和介绍手段在很大程度上降低了生物园的功能性和有效性。如用传统的记录本可能导致中学生物园中生物信息记录不完整、不及时。纸质记录的生物信息随着积累量的增加使管理日益繁琐，且效率低下。生物园中生物知识介绍牌存在拓展性不强，容量相对较少等问题。随着信息技术的突飞猛进，生物园信息化将提高生物园生物信息资料持续高效的使用，提升其在教学中的作用，延伸课堂空间，助力学生对于生物学学习兴趣的培养。

一、生物信息二维码化

生物名牌是生物园中生物知识的介绍牌，是生物园科普的核心，也是学生获取生物信息最直接的途径。目前，生物园中对于生物的记录多以不锈钢、木质、过塑纸板等材质制成介绍牌，简单罗列生物的中文名称、学名、科属、产地、习性和用途等基本信息。然而，介绍牌面积有限，必然造成介绍内容受限，无法详细地全面展示生物完整相关的生物学信息，如生物不同生长期的图片、各个阶段的生理特征、日常的栽培和管理的注意事项等。这一局限性，也进一步限制了学生在生物园自主学习和研究过程中对于生物生长过程和特性的系统了解，无法“一站式”获取某个或某些生物较为完整的相关信息，难以及时从广度和深度去拓展生物知识。

如果要让学生在生物园的自主学习过程中获取某生物更多的资料信息，实现“一站式”信息获取和学习就需要在有效的版面里集成更多的信息，突破空间对知识内容的限制。因此可以利用信息技术中的二维码技术，为生物园中的每种生物制作一个数字化的生物图鉴资料库，生成生物信息二维碼化，甚至可以通过二维码进行链接视频，扫描二维码就可以观看到生物各时期的记录视频，从而突破时间和空间对知识容量的限制，对学生自主学习和知识拓展起辅助作用。例如，利用WPS等软件为生物园中的龙船花制作的生物信息（龙船花Ixora chinensis，茜草科龙船花属常绿灌木，高0.5～2米。叶对生，有时由于节间距离极短几成4枚轮生，披针形或长圆状披针形，长5～15 cm，宽2～4 cm。聚伞花序顶生，具多数花；花高脚碟状，橙红色，盛开时长2～3 cm。核果近球形，双生，中间有1沟，成熟时红黑色。花期：5～9月；果期：秋季。原产于中国、绚旬和马来西亚。中国主要分布于广东、香港、广西和福建。越南、菲律宾、马来西亚、印度尼西亚等热带地区也有分布。中国华南地区广为栽培。喜温暖湿润气候。喜光，耐荫蔽；耐高温，不耐寒；耐干旱。耐瘠薄。栽培以富含腐殖质、疏松和排水良好的沙质壤土为佳。四季常绿，盛花期花团锦簇，色彩艳丽，娇艳夺目，是重要的园林花灌木。道路、公园、庭院绿化均适宜，片植、孤植、丛植或布置花坛。）制作该植物的信息二维码（图1），并通过二维码链接龙船花相关的生物视频。学生只要通过扫描该二维码，就可以立刻获取关于龙船花的大量信息和视频，实现即时学习和知识拓展。通过对生物信息的二维码化，帮助学生全面拓展生物的相关内容。

通过这一方式，任何一位在生物园中自主学习的学生，在需要进一步了解该生物资料的情况下，只需扫描该生物的二维码即可获取更多的相关信息。而这一方式，也可实现学习者与该生物在一定程度上的交互性。二维码在某种意义上成为生物的“个人简历”，整个生物园即一个生动的生物资料库，亦是鲜活的生物图书馆，更大程度地激发了学生在生物园中自主学习的兴趣，扩大了其学习容量。

在生物信息二维码制作上，教师可以指导学生组建生物兴趣小组，以项目分派的方式，引导学生通过合作学习的方式参与生物园各种生物二维码的制作活动，让学生承担生物资料收集的任务，自主参与学校生物园生物特定资料库的建设。在活动的参与过程中，学生学习的主体性得到凸显，其学习的主观能动性得到充分的发挥。参与生物园生物资料信息化的建设过程中，既锻炼了他们合作学习的能力，又拓展了他们的知识面，有助于学生生物核心素养的提升。

二、资料库数字化

生物园资料存储传统方式是单一的纸质记录，这样容易造成资料的管理困难，查阅烦琐，甚至容易出现资料遗失。可以通过信息技术的参与，逐步将生物园中所积累的相关生物资料数字化，并通过对相关生物进行资料的补充、数据的添加、情况跟踪的记录等方式丰富生物园的数字资源，扩充容量。数字化内容可以包括种类的基本信息：植物种类的中英文名、来源、分布、用途、坐落地理位置等方面的信息记载，使每一个种植于生物园中的植物种类有“身份证”（表1）。甚至是包含该植物基本信息：植物的树体到根、茎、叶、芽、花、果、种子等形态类及其解剖学特征的描述及各器官照片。按植物不同种类及生活类型及特殊资源类型增添其它信息，并附有各个时期的照片，甚至是相关生长、发育、繁殖的视频，植物栽培方法等。同样动物可以按照其分类、形态特点、生活习性等添加相关信息，包括生长发育繁殖等方面的内容。相关记录表格如下：

教师引导学生对生物园中的某种植物，如开花量、花的类型、颜色、叶色、叶形的变化、果实大小、结果数等进行长期的观察记录，将记录的数据数字化保存起来。每一届学生都能对同棵植物进行相同项目的观察研究，记录该生物生长过程中不同时期的数据和不同时期的影像，让生物园中的每种生物有了属于自己特有的数字化资源库，从而实现跨越时间长度的持续性学习。教师可以指导学生制定一个或是若干个研究性学习的主题，如繁殖方法、适宜繁殖材料类型、繁殖时间、成活率、光照条件等，并把研究的结论保存起来，为后来者提供宝贵的研究资料。

通过对生物园资料的数字化管理，解决了资料的管理、查阅、保存等问题，实现了知识和学习态度的薪火相传，让生物园成为一个充满创造力的地方，也体现出了学生自主学习、探究的过程。

三、生物园网络化

将生物园做成网站或做成网络的虚拟生物园，网上的生物园是现实中生物园的映射，现实生物园中的有些生物在网上的生物园也有相关的资料信息。当学生需要相关的生物资料时，可以直接从网上生物园获取该植物的相关资料和数据；或是需要从生物园中获取某种生物材料的时候，可以直接从网上生物园首先了解这种材料需要从哪种生物身上获取，需要在生物园中的哪个区域获取；或是需要在哪个时间段去获取，甚至在该季节无法获取该材料时候，能够从相对的资料库里面得到相关的资料，从而突破时间和空间的限制，极大地开发了生物园的教学功能。例如：教师想组织学生开展观察田螺的活动，可以让学生先在学校的网上生物园搜索田螺的相关资料（形态特点：外形外壳是钙质的，较薄，螺旋形，右旋。壳外表呈黄绿色到黄褐色，颜色因环境和水质而有差异，内面灰白色，壳顶略尖，壳底膨大，壳口卵圆形，其边缘完整，有角质。生活习性：田螺主要摄食器官为齿舌，用于刮取水底和附生的食物。田螺食性杂，在自然环境中，主要吃水生植物的嫩茎叶、藻类、细菌和有机碎屑等，也滤食浮游生物，并且喜欢夜间活动和摄食。）在生物园的分布位置，开始观察活动时间，学生就可以在相应的区域内寻找田螺，并观察田螺的螺旋形贝壳形态、用腹足爬行方式和挖掘洞穴生活习性。尝试用工具触碰田螺头部，观察腹足收缩情况，跟网上生物园提供的田螺资料相互验证，达到实践观察和课本知识相结合的效果，进而理解掌握软体动物“大多具有贝壳，运动器官是足”的主要特征。

制作生物园公众号，将生物园的各种动态，如某棵植物最近的生长情况、最新的课外探究活动、某个小组研究性学习的成果等及时发布在公众号上，让所有在生物园上课或活动的教师和学生能够及时了解生物园的动态情况，甚至能让已经毕业的学生了解到他们以前种植或观察过的生物近况。让生物园不单单只是教学基地，更是师生们记忆和情感的纽带。

以上是高中生物园信息化有效途径的初步探索，通过数字化植物园的建设，延伸了课堂空间，为学生提供了更加广阔的知识信息库，提升了生物园在教学中作用。

【本文系广东省教育科研“十三五”规划2017年度研究教育科研一般项目课题名称《中学生物园设计的研究与实践》（课题编号NO.2017YQJK007）】