信息技术与生物课堂教学深度融合路径

张凤敏

教育现代化进程不断深入，希沃电子交互白板、iPad手机投屏、金陵微校教育资源平台等一些新兴的信息技术硬件设备及教育管理软件逐步走进课堂。信息技术的流行与使用逐渐改变传统的教育教学方法、教学手段和教学理念，因此，将信息技术深度融入日常课堂教学是教育现代化的必然趋势，广大教师是否具备将信息技术有效融入课堂教学的能力也将成为新时代教育工作者的重要专业能力之一。

電子信息技术与日常课堂教学的深度融合是指将信息技术有效融合在学科教学的过程中，助力于学科课程结构的构建、课程内容的设计、课程目标的确立以及课程实施过程。信息技术不再独立，而是作为一种辅助教学的工具，成为颠覆以教师为中心的传统课堂教学模式，在课堂教学中利用信息化设备和功能来创设一种以学生为主的新型教学模式，使学生的学科素养、创新能力的培养真正落到实处。本文以苏教版初中生物学八年级上册第十七章第二节“动物的运动依赖于一定的结构”为例，探讨如何让信息技术与生物课堂教学实现深度融合，从而更有效地提高课堂教学效率。

一、分析教材，重新规划

“动物的运动依赖于一定的结构”这一内容位于苏教版教材八年级上册第十七章的第二节，本节涉及的活动较多，包括多个观察实验：观察蚂蚁的运动器官、观察脊椎动物（ 以猪为例） 骨骼分布示意图、观察关节、对照人的屈肘和伸肘示意图观察动作如何完成；涉及四个概念，其中，动物的运动依赖于一定的结构和人体运动系统的组成属于两个大概念，关节的结构和伸肘屈肘原理属于两个次位概念。脊椎动物运动系统的组成和功能是本课的重难点。《义务教育生物学课程标准（2022 年版）》对本节课标的要求是：说明人体运动是在神经系统支配下，由肌肉牵拉着骨围绕关节进行的；对本节内容的活动建议是：观察某种脊椎动物的骨骼、肌肉和关节的基本结构。本课既是对“动物运动形式和能量供应”的概括，也为后一章节学习“动物行为”打下了基础，起到承上启下的作用。八年级学生对人体结构和运动产生过程有强烈的好奇心，但是对相关知识点缺乏了解，特别是对骨、骨连结（关节）和骨骼肌的协调关系缺乏感性认知。那么，在教学过程中如何处理好费时的实验？如何有效促进学生对概念的理解呢？教师可以利用信息技术在课堂中呈现相关实验的直观性、深刻性、便利性，让学生在有限的课堂时间内形成更深刻、更全面的知识体系，从而自我构建本节重要概念，取得较好的学习效果。

二、播放情境，弹幕回应

精彩的情境导入是成功的一半，要想让学生迅速进入学习状态，视频导入需要具有极大的吸引力。教师视频播放动物运动会情境，学生以弹幕回应。如课堂片段：动物之所以称为动物，原因之一是这种生物可以进行运动，下面请同学们观看“动物运动会”，同时用金陵微校学生端利用弹幕输出每位参赛动物的运动结构。再看一遍，此时视频中出现同学们发送的弹幕，学生讨论并归纳补充完整：单细胞生物依靠特有的运动结构进行运动；多细胞动物依靠特有的运动器官进行运动；有些动物有多种运动器官。

视频应用在此处起到双重效果，“动物运动会”是笔者从纪录片中剪辑的8种动物运动视频（包含蚂蚁的运动），动物的运动幽默滑稽，非常有趣，能够激发学生的学习兴趣，使学生快速进入学习情境，这比生硬的语言描述或静止的动物图片更加引人入胜，是个很好的导入视频；同时，本节课容量大，为了节约时间，教师给学生安排任务，让学生通过金陵微校学生端输入运动结构，弹幕出现在视频中，这一信息技术的互动使学生的学习过程更加专注、高效。通过再次观看，学生可以将上述三句话补充完整，从而归纳出：动物的运动依赖一定的结构。信息技术的融合提高了学生的学习兴趣和课堂教学效率。

三、巧用微视频，突破重难点

微视频时间短、针对性强，对于学生理解抽象的知识具有重要作用。在本节课中，运动系统的组成既是重点也是难点，尤其是骨与骨骼、骨连结与关节、骨骼肌与肌肉，学生无法认识这些概念之间的区别与联系。有趣的微视频可以有效突破这一重难点。如课堂片段：你了解自己的身体吗？人的运动系统由哪些器官组成的呢？请同学们认真观看人体运动系统概述微视频（视频讲述人体由206块骨组成，骨与骨之间有特有的连结方式，从而构成骨骼，只有这些还无法使人运动，还需要附着在骨上的肌肉，通过这三个器官的协调配合完成运动），从中找到答案，并将自己的答案用金陵微校学生端云发布出来。预习过的学生能够准确发布骨、骨连结和骨骼肌，也有很多同学发布骨骼、肌肉、关节等不够精确的器官。学生讨论并说明理由，再加上教师引导，提问式的师生互动能够帮助学生认识脊椎动物运动系统由骨、骨连结和骨骼肌三部分组成，其中，骨和骨连结合称为骨骼，关节是骨连结中的一种类型。

关于脊椎动物运动系统的组成，课本以一句黑体字概括，学生只能死记硬背，还容易记错。课本上的猪骨骼示意图枯燥乏味，学生后续还要学习人的屈肘和伸肘，所以本环节教师用人的运动系统概述进行有趣的视频科普，加上观点云分析和讨论，使学生对脊椎动物运动系统的组成有了深刻、感性的理解。

四、记录过程，学评一体

初中生物学核心素养之一“探究实践”的培育包括观察方法和实验技能的培养。在课堂实验教学中，教师分身乏术，很难观察到每位学生的观察和实践过程，而信息技术可以为此提供便利。如课堂片段：我们身上有哪些主要的关节呢？跟着动图活动一下关节吧！通过体验活动，我们感受到关节具有灵活性和牢固性。这些特性与其结构有关，接下来，同学们四人为一组，按照屏幕上的操作步骤观察鸡爪关节的各部分结构，甲同学拍摄视频，乙同学负责步骤指导，丙同学动手操作并讲解关节各结构的名称和功能，丁同学负责记录并完成观察记录单。拍摄结束后，视频上传教师端，教师投屏抽取展示学生操作视频，师生分析评价，及时纠错。

解剖观察猪关节是新教材新增的内容，但是猪关节材料价格贵、不易获取，教师虽然可以演示解剖猪关节，但是学生不能亲自动手，也是一种遗憾。笔者用鸡爪关节代替猪关节进行分组实验，学生的观察兴趣和动手参与度极大提高。观察过程伴随着个别小组的指导讲解，教师无法同时了解每个小组的情况，因此将拍摄视频上传到教师端，这样每个小组都能有展示的机会。同时，师生对各小组的讲解视频进行评价，学生期待看到自己小组的视频，乐此不疲地寻找其他小组的不足之处，如有错误及时纠正，好的方面互相学习，最终评选出优秀讲解视频，以供复习课使用。本环节通过整合信息技术金陵微校学生端和教师端的互动，促使学生的学习专注度更高，提升了课堂教学效率。

五、构建模型，阐述原理

以实物材料组建或图画形式直观地表示所认识对象特征的模型称为物理模型。在初中生物学教学过程中，物理模型中的实体模型是最常用的，用以直观表达相应知识，可以将抽象的生物知识具象地展现出来，有助于学生更好地理解与掌握所学知识，激发学生的学习积极性。如课堂片段：通过学习，同学们对骨、关节和骨骼肌有了一定的了解，请观察屈肘伸肘模式图，伸出胳膊进行屈肘和伸肘运动，感受两组骨骼肌的变化。学生表达自己的感受，说道：“屈肘时肱二头肌变硬，应该是肌肉收缩，伸肘时肱二头肌变软，肌肉舒张了”。肱三头肌的变化学生很难感受到，但是可以观察动图，屈肘时肱三头肌舒张，伸肘时肱二头肌收缩。这时学生提出疑问：“只有肱二头肌能完成屈肘伸肘运动吗”？教师让学生利用材料自行搭建手臂模型，探究一组骨骼肌能否完成屈肘和伸肘运动，并阐述运动原理。

观察与体验让学生深入理解了完成一项运动需要骨、骨连结和骨骼肌的协调配合。模型构建能够反映出学生是否理解了运动原理，同时整合信息技术金陵微校的同屏功能，将学生的演示投在大屏幕上：可以观察到一组骨骼肌（用一根皮筋表示肱二头肌）通过收缩牵拉骨，只能进行屈肘运动；肱二头肌舒张产生的力不能把骨推开，还需要肱三头肌的收缩力，才能把骨拉上去，完成伸肘运动。因此，模型构建和实时投屏演示解决了学生的疑惑，阐明了运动原理。

六、发布练习，有效提升

在课堂的最后5分钟，笔者利用金陵微校教师端发布本节课的作业，学生端即刻收到作业并完成。学生全部提交后，教师根据学生的作答情况选择性地讲解。利用课堂时间进行练习是检测学生是否掌握本节内容的关键。整合信息技术金陵微校，利用其发布作业，学生提交后自动批改，显示每道题的作答正确率和错选率，这极大地提高了作业批改效率，让教师在课堂上就能有效了解学生的学习情况，从而通过讲解错题及時巩固、查漏补缺。

七、总结与反思

本节课是实现生物教学数字化转型的一次尝试。在新课导入环节应用剪辑视频，视频的选择与剪辑是信息时代背景下教师必备的一项技能。观看视频的同时，学生利用弹幕回应视频中动物的运动结构，这与以往的口头回答相比，避免了个别学生张口闲扯、延伸不着边际的内容，也让分心的学生能够专注下来，利用对发弹幕的好奇心，学生能够快速进入学习状态。在生物实验教学中应用微视频，可以帮助教师在教学过程中剖析教学难点，强化教学重点，化抽象为具象，实现思维可视化，有利于学生内化所学知识，有效改变生物实验教学现状，提高学生学习生物学科的兴趣，减轻学生的课业负担，提高学生的生物科学素养。

在传统课堂中，教师无法快速收集与分析每位学生的反馈，而本节课融合信息技术，采用金陵微校中的视频拍摄和视频上传教师端功能来记录学生的观察讲解过程，师生对每组视频进行评价的过程，就是对学生未掌握的知识点进行重复与巩固的过程。教师在金陵微校教师端发送作业，学生完成后提交，作答情况即刻呈现，教师有针对性地进行评讲，这比传统的收作业、改作业、发作业和讲作业更加有效、便捷。金陵微校中的同屏功能在远程教学时有更好的体现，教师可以不定时地随机选择学生端同屏，检查学生的笔记和屏幕状态。

分析日常教学中信息技术的使用情况，笔者认为在信息发达的今天，网络上有很多视频与所学知识有关，需要教师具有一定的甄选、剪辑或配音的能力。教师也可以将教材中难以取材的实验拍摄下来，利用信息技术加工处理成教学视频，在实验难以开展时或者复习课上使用。生物学科的知识复杂、抽象，需要借助信息技术帮助学生理解相关知识点，例如，在学习人体消化系统和呼吸系统时可以借助“3D医学APP”中展示的空间位置，让学生更好地理解看不到的人体内的器官是如何分布的；植物的光合作用、呼吸作用和蒸腾作用的测量都有专门的测量显示一体的信息技术设备。信息技术和信息设备的使用让知识的传授过程更加便捷、具体。

电子信息技术的飞速发展给初中生物教学带来了很多契机，如何合理利用电子信息技术服务与生物课堂教学，如何设计信息化活动提高课堂效率，是每个生物教师在信息化时代要认真思考的问题。信息技术与学科教学的深度融合可以在育人方面进一步深入探索，使学生的学科素养以及创新能力的培养真正落到实处。

注：本文系江苏省“十四五”规划课题“项目化理念下学科融合作业设计的实践研究”（立项号：E-c/2021/14）阶段性研究成果。