构建高中生物智慧课堂的问题及对策

黄冈师范学院生物与农业资源学院 余丽思 夏启中

2008年国际商业机器公司（简称IBM）在《智慧地球：下一代领导议程》中首次提出“智慧地球”概念，IBM对“智慧地球”的良好愿景是：借助新一代信息技术（如传感技术、物联网技术、移动通信技术、大数据分析、3D打印等）的强有力支持，使地球上任何物体都实现被感知化、互联化和智能化。当“智慧地球”的创新思维冲击到传统教育教学领域之际，智慧教育便应运而生，教育信息化得到深入发展。2010年7月，中共中央、国务院颁布实施《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》，其中明确了进一步推进教育信息化进程，建立我国教育管理信息系统的目标理念。2012年3月，教育部印发《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》，对未来十年教育信息化工作做出了全面设想和布局，为中国教育信息化进一步发展提出了具体行动纲领。在国家政策的有利支持下，基于新一代信息技术的智慧教育在生物教学中的应用，催生了智慧课堂的产生。具有智能化、数据化、资源化等特点的智慧课堂，促进智能教学在教育领域的应用，受到大量师生的推崇。但是，目前这种新的教学模式还在不断地摸索改进中，相应的也会出现一些问题，以下就高中生物智慧课堂实施中出现的问题进行探讨以及提出相应的改进办法。

一、智慧课堂的基本内涵及特征

（一）智慧课堂的基本内涵

智慧课堂是教师利用各种先进的信息技术，为学习者构建情景化、智能化、互动化的智慧学习环境，引导学生去发现问题、思考问题、创造性地解决问题并最终促进学生智慧成长的新型课堂。教师根据教学内容和学生的特点，构建以学生为主体的智慧课堂，引导学生主动学习和构建知识。这样的课堂不仅使教师的角色发生转换，还能够使学生在这种智慧学习环境中体验不同学习方式的快乐，激发学生学习的兴趣，从而发展学生终身学习的理念。

（二）智慧课堂的基本特征

1.技术学科融合化

课堂教学是实施素质教育的主战场，也是课堂中重要的核心任务，信息技术和课堂教学的高效融合推动了教育教学的高速发展。智慧课堂教学凭借着平板电脑、智能手机、电子书包等移动型智慧终端，实现了具有丰富的教学资源、多样的互动方式等优势的智能课堂，使课堂组织形式更加灵活多样，师生互动更加高效便捷，教学内容更加直观化、形象化。

2.师生互动立体化

传统课堂是以教师为权威、知识为权威的，学生被动接受知识的教学形式，师生之间的交流互动是单方向的。而智慧课堂中，师生可以通过移动终端和智能平台进行多种形式的互动，如在智能平台上发布资料、讨论交流、分享成果等。并且在课堂教学以外的时间，师生可以凭借着移动终端和泛在网络进行随时随地的互动，实现任何时空的沟通和交流，极大地提高了课堂互动和教学效率。

3.教学决策数据化

传统课堂中教师只能通过以往的教学经验对教学做出判断，但这往往带有一定的主观色彩，且没有时效性，不利于教学的实施。在智慧课堂中，教师可以利用信息技术对学生课堂学习中所产生的动态数据进行挖掘和分析，并通过这种科学化的大数据分析，了解学生的知识掌握情况和学习状态，对课堂中出现的任何状况都能及时采取相应的教学策略进行应对，提高课堂教学效率。

4.评价反馈及时化

智慧课堂可以通过信息技术感知学习者整个学习过程所产生的数据，而通过分析学习者相关数据，教师可以对学生的学习过程进行客观的、个性化的评价，从而有助于学生认识到自身的不足，并纠正、调整自己的学习状态，提高学习效率。

5.信息时空开放化

智慧课堂的本质是借助云计算、大数据、移动互联网等技术和智能手机、平板电脑等各种智能终端形成一个动态开放的系统。学生可以根据自己的需求借助先进的技术搜索、处理所需的学习内容，随时随地与学习伙伴、教师进行交流讨论，提高自己的自主学习能力。

二、构建高中生物智慧课堂的问题分析

（一）教师教学

1.课堂教学形式化，缺乏实际创新

智慧课堂是一种新型的教学模式，现阶段的高中生物智慧课堂明显存在着对智慧课堂认识不足的问题。教师在教学中仅仅是利用信息技术和设备进行课件的浏览、教学视频的播放和作业的布置等，更多的智慧化辅助教学功能的开发和应用没有得到很好的发展，课堂教学中缺乏创新。这些问题直接导致了智慧课堂的教育方式形式化严重，虚有其表而缺乏实用的创新教学模式，相应的教学质量也很难提高。

2.教学资源泛在化，缺乏有效利用

智慧课堂利用互联网技术和教育智慧平台，实现了教学资源泛在的课堂学习环境，拓宽了学生的知识范围，培养学生的生物视野，但也对教师的资源利用能力提出了更高的要求。现阶段的高中生物课堂中，由于教师对教学内容的重视程度和认知程度不足，众多复杂的生物信息资源反而阻碍了教学内容在智慧课堂教学中的核心地位，教师也无法合理使用优质教学资源来辅助生物课堂教学，因此出现智慧课堂教学设计无法与教学内容相结合的情况，导致学生无法达到课标要求的知识目标，进而影响核心素养的提升。

3.教学观念传统化，缺乏信息素养

不少教师长期受传统教学观念的影响而习惯了传统课堂填鸭式的教学方式，在授课中以教师和教材为中心，重视学生的成绩，不注意对学生其他方面能力的培养。同时，生物知识多是一些记忆性的知识，教师更不愿意花更多的时间和精力去学习新的技术和尝试新的教学模式，导致智慧课堂教学效率难以达到理想的状态。

（二）学生学习

1.学习方式单一化，自主学习能力不强

学生在高中阶段面临着残酷的高考，而生物知识既庞杂又琐碎，因此他们更倾向于花最少的时间来掌握更多知识的记忆型学习方式。这种学习方式不利于智慧课堂上探究性学习、合作学习等教学实践的展开，也很难发挥学生的主观能动性，学生的自主学习能力也很难提高。

2.学习观念陈旧化，信息技术运用能力不足

随着科学技术的高速发展，智慧课堂已然成为教育改革的必然趋势。但是还是有相当一部分学生的学习观念陈旧，不能很好地适应技术的变革，不愿意尝试新鲜的事物，对于智慧课堂上采用的信息技术存有排斥心理。他们没有意识到信息技术的运用有助于抽象的生物知识形象化，帮助自己对知识的记忆，反而觉得非常麻烦并且浪费时间，因此他们更不愿意花时间去学习、去摸索这些高科技，致使智慧课堂的教学效果不佳。

三、构建高中生物智慧课堂的改进办法

（一）挖掘生物智慧课堂的优势，培养师生正确的信息化观念

充分挖掘依托新一代信息技术的智慧课堂在生物教学中的优势及作用，激发学生兴趣和积极性，提高教学质量，从而转变师生对智慧课堂的认识，培养正确的信息化观念。

例如，在“被动运输”这节内容中，首先，情境创设中，教师可以利用可视化技术将物理实验水分子的渗透现象以动画视频的方式呈现在智能平台上，使微观、抽象的生物知识直观化、形象化，促使学生调动自己的感官认识进行学习，加深理解和记忆。其次，在探究植物细胞的吸水和失水中，教师可以利用平板或者电脑发送探究实验的学习资源以及学习任务，学生在智能终端接收信息并开始阅读学习资料。再次，教师凭借信息技术采集和分析学生在学习过程所形成的数据，了解学生之间的差异，采用异组同质、同组异质的方式对每个学生进行分组，从而促使学生之间取长补短、相互学习。最后，课堂教学结束后，教师可以依据学生知识掌握情况的数据分析，为学生提供不同的复习资料，促进学生个性化学习。

依托智能技术的智慧课堂有着传统生物课堂所没有的优势和特点，它不仅能提高教学效率和教学质量，还能为学生带来全新的课堂体验，激发学生学习生物的兴趣，从而开拓师生对智慧课堂的新认识，培养正确的信息化观念。

（二）联系生活实际，开阔生物视野，培养热爱生物的情感

在高中阶段，学生通常是为了分数而学习，难以从心底对生物产生兴趣。在高中生物智慧课堂中，教师可以利用信息技术为学生提供更多的切合学生生活实际的教学资源，增加学生对生物学科多方位认识，了解生物知识的实际应用，从而激发学生对生物学习的兴趣，积极主动地学习。

例如，在“蛋白质是生命活动的主要承担者”这节内容中，教师可以以蛋白质的功能为主线，在智能平台上辅以我国科研人员在世界上首次人工合成蛋白质的历程，让学生感悟我国科研人员孜孜不倦的科学探究精神，领略生物知识在实际生活中的应用，从而对生物形成浓厚的兴趣，积极主动地探索生物知识。再如，在“细胞的衰老和死亡”教学中，因为此节内容与学生的生活密切相关，教师可以在课前利用信息技术搜集跟细胞的衰老和死亡相关的生活案例，从生活的视角引领学生探索细胞的衰老和死亡，便于学生理解知识。同时，由于本节内容涉及人类疾病和死亡，教师可以通过智能平台来展示病理科医师进行病理诊断的过程，为学生渗透职业素质教育，培养学生的职业规划意识，使学生树立职业人生目标，明确努力方向。

（三）创新教学方法，开展探究学习和合作学习，提高课堂活力

在生物智慧课堂教学中，结合课标要求、学生特点和具体的教材内容，以尊重学生主体性为前提，创新开发不同的教学方法，如针对生物实验的探究性学习、小组合作学习等，给学生带来全新的学习体验，进而改善教学成效。

例如，在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”一节实验中，教师可以通过智能平台设计趣味的学习任务。如，任务一：分析实验的变量；任务二：分析实验现象，总结结论；任务三：根据所学知识分析酶的作用原理。然后通过智慧课堂中的大数据分析技术，依据学生的不同学习水平和专业知识基础，将学生分成不同的学习小组，每个小组以学习任务为基础开展合作学习，针对这一课题进行探索实践。探究结束后，学生可以在智能平台上分享自己的探究结果，展开交流讨论，每个同学都可以在智能平台上畅所欲言，然后其他同学给出点评或者教师针对学生的讨论给出及时反馈。在这种依托智慧课堂的具有多种互动方式的共同合作学习氛围中，每个学生都满怀激情、思维活跃，积极参与探究实践。

教学方法的创新不仅能够促使学生对知识的学习，而且能够促进学生思维能力的发展，提升学生的生物学科核心素养。

（四）明确教学目标，完善智慧课堂设计，加强教学资源利用

为了避免教学资源的不当利用，在课前，教师应该结合课程标准对教材内容进行深度分析，确定教学目标，依据学生特点选择能促进教学目标实现的教学资源，完善智慧课堂设计。在课堂教学中，教学资源的利用要紧紧围绕着智慧课堂设计的实施，要帮助学生理解重难点知识。

例如，在“DNA是主要的遗传物质”智慧课堂教学中，课前教师通过认真分析课程标准和教材内容，确定教学目标：阐明科学家探索DNA是主要遗传物质的过程；说明DNA是主要的遗传物质；举例说明哪些病毒的遗传物质是RNA。由于本节内容的实验不能动手完成，学生需要一定的逻辑思维才能理解，而高一学生的空间想象力和逻辑推理能力有限，所以应为学生提供可视化的实验推理过程资源，如肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，完善课堂教学设计。在教学过程中，教师利用这两个实验资源，围绕着教学目标，实施课堂教学设计，促进学生对重难点知识的理解和掌握，从而达成教学目标。

总之，在新课改的全面推进下，高中生物智慧课堂的实践显得尤为重要，它不仅是时代发展的要求，也是发展学生生物学科核心素养的内在需求。纵使随着智能技术的发展而产生不断变革的智慧教学模式，在教学实践中也会存在很多不同的问题，但是依托新一代信息技术的智慧课堂，也为生物教学的创新和发展带来了很多的优势和作用。生物教师必须充分发挥自身的引导作用，改变传统的教学观念，坚持智慧教学和创新实践，注重培养学生的课堂主体性，有效激发学生学习生物的兴趣。