科技创新对高中生物教学的影响与应对策略

骆梦迪

摘 要：本论文旨在深入探讨科技创新对高中生物教学的影响及相应的应对策略。首先，分析了数字化教材、互动学习平台、虚拟实验室、模拟工具以及在线资源等科技创新在教学实践中的应用。其次，从学生学习兴趣、知识吸收与记忆、实验操作技能等方面论述了科技创新对教学效果的积极影响。然后，论文指出数字鸿沟、对传统教学模式的冲击以及学生对科技的依赖性是当前高中生物教学面临的挑战与问题。最后，提出了应对策略，包括提升教师科技运用能力的培训、制定科技教育政策以减小数字鸿沟，以及倡导整合科技创新与传统教学的平衡之道。得出结论：科技创新为高中生物教学带来新的机遇与挑战，有必要通过综合性的策略来促进其健康发展。

关键词：科技创新；高中生物；数字化教材；虚拟实验室

一、科技创新在高中生物教学中的实践

（一）数字化教材和互动学习平台

数字化教材和互动学习平台已成为高中生物教学中不可或缺的组成部分。教材数字化使得学生可以轻松获取各种多媒体资源，丰富了教学内容，互动学习平台则通过提供在线讨论、小组活动等形式，促使学生积极参与，激发了他们的学习兴趣。这种实践不仅使学习过程更加生动有趣，也有助于培养学生自主学习的能力，同时，数字化教材的灵活性和互动学习平台的社交性为学生提供了更多的学科交流和合作机会。在这种实践中，学生能够通过直观的图像、动画等形式更好地理解抽象概念，提高知识的吸收与记忆效果。此外，通过互动学习平台的使用，学生可以参与虚拟实验和模拟操作，提高实验操作技能。数字化教材和互动学习平台的实践为高中生物教学带来了新的教学模式，促进了教学的创新和学生学习能力的全面发展。

（二）虚拟实验室与模拟工具的应用

传统实验室存在资源受限、安全隐患等问题，而虚拟实验室通过数字技术呈现生物学实验，为学生提供更广泛的实验体验。通过3D模型和模拟工具，学生能够在虚拟环境中观察细胞结构、生物反应等过程，拓展了实验的范围，这种互动性的学习方式激发了学生对生物学的兴趣。同时，模拟工具提供了实践操作的机会，帮助学生培养实验技能，通过与虚拟生物体的互动，学生能够理解实验的原理和过程，加深对生物学知识的理解。虚拟实验室的引入不仅提升了学习的趣味性，还突破了传统实验室的种种限制，为高中生物教学注入了新的元素。这种实践方式为学生提供了更直观、安全、丰富的学习体验，有望成为未来生物教学的重要发展

方向。

（三）在线资源与科研资料的获取

在高中生物教学中，科技创新的实践不仅限于传统教材与实验，还体现在丰富的在线资源和科研资料的获取。学生通过互联网可以迅速获取最新的科学发展动态，拓展课堂知识的深度和广度，在线资源的丰富性为学生提供了更多的学习选择，包括图书馆数据库、科学期刊，以及专业网站上的各类资料，这使得学生能够自主探究感兴趣的主题，培养科学探究精神。此外，科研资料的获取也为学生提供了开展实验和研究项目的支持，激发了他们的实践兴趣与创新能力。通过对在线资源和科研资料的有效利用，学生能够更好地理解抽象概念，培养独立思考和问题解决的能力，全面提升生物教学的质量。将科技创新融入在线资源的开发和科研资料的获取，成为激发学生学科热情与实践能力的重要途径[1]。

二、科技创新对教学效果的影响

（一）学生学习兴趣的激发

学生学习兴趣的激发是科技创新对生物教学效果产生的显著影响之一。通过引入数字化教材、互动学习平台等技术手段，生物教学在形式上更贴近学生的生活和学习习惯，激发了他们的学习兴趣。数字化教材的多媒体呈现方式、生动的动画和模拟实验等元素，使得原本抽象的生物概念更具可视化，引起了学生的好奇心。互动学习平台通过提供丰富的在线学习资源、社交互动和个性化学习体验，使得学生在学习过程中更容易产生浓厚的兴趣。此外，科技创新也使得学生能够参与实际的科学研究项目，通过实践性学习进一步激发学科兴趣。例如，利用虚拟实验室和模拟工具，学生可以在安全、控制的环境下进行实验，培养了他们对生物学实验的积极态度[2]。

科技创新的介入不仅仅是为了提升教学效果，更是为了激发学生对生物学的浓厚兴趣，使得学习过程更富有趣味性、参与性，全面提升教学的实际效果。

（二）知识吸收与记忆的改善

科技创新对高中生物教学的影响在于改善学生知识的吸收与记忆。数字化教材、虚拟实验室和模拟工具等科技手段提供了更具互动性和直观性的学习体验，促进了学生对生物学知识的深度理解，通过生动的图像、模拟实验和多媒体展示，学生能够更好地理解抽象概念，使学习过程更为生动有趣。这些科技工具的应用不仅仅是知识的呈现，更在于激发学生的学习兴趣，在这个过程中，学生通过互动学习平台，参与虚拟实验室的操作，以及使用模拟工具进行实践，能够更深刻地体验和理解生物学原理。这样的互动性学习不仅仅是被动接受知识，更是积极参与知识的构建和应用，使知识在大脑中更为牢固地根植。通过科技创新，学生不再是被动地背诵知识，而是通过多样化的学习方式主动探究和理解。这种主动性与参与性的学习过程，有效地促进了知识的吸收与记忆。在这样的教学环境中，学生更容易形成对知识的认知框架，提升了对生物学概念的长期记忆效果。科技创新在知识吸收与记忆方面的改善，为高中生物教学的效果带来了显著提升[3]。

（三）提供锻炼实验操作技能的机会

科技创新对高中生物教学的一项显著影响体现在提供了更为广泛且实践性强的实验操作机会，特别是通过虚拟实验室和模拟工具的应用。传统实验受到时间、设备和安全等方面的限制，而科技创新为学生提供了更多的实践机会，强调动手操作与理论知识相结合；虚拟实验室通过计算机模拟真实实验场景，使学生能够在安全的环境中进行多次实验操作，加深对实验原理的理解；模拟工具的应用则使学生能够在虚拟情境中进行实际操作，如基因编辑、生态系统模拟等，增强了学生的实际操作技能。这种实验操作的机会不仅为学生提供了更全面的实践经验，还培养了他们的团队合作、问题解决和创新思维能力。通过与同学合作完成虚拟实验或使用模拟工具，学生能够共同面对挑战，探讨解决方案，锻炼了团队协作的技能。此外，由于虚拟实验和模拟工具的可视化特性，学生能够直观地观察实验过程和结果，加深对生物学原理的理解，提高了实验操作的效率和质量。

三、面临的挑战与问题

（一）数字鸿沟与科技不平等

在科技创新快速发展的今天，一些学生因为地域、经济等原因无法充分享受到先进的科技资源，数字鸿沟不仅表现在学生之间，也存在于学校和地区之间。一些发达地区可能拥有先进的科技设备和资源，而一些贫困地区则可能面临设备陈旧、网络不畅等问题，导致学生无法平等获得科技支持。科技不平等也反映在教育机构和师资队伍之间，一些学校可能由于资源不足而难以提供足够的科技培训和支持，使得教师在科技运用上存在差异。这使得一些学生在数字化学习环境下可能得到较少的指导，造成了他们面对科技创新的不平等。数字鸿沟和科技不平等不仅影响了学生的科技水平，也制约了高中生物教学的整体水平提升。

（二）对传统教学模式的冲击

传统教学模式面临着来自科技创新的深刻冲击，这一挑战主要表现在对教学方式和师生互动模式的重新思考。科技创新引入了数字化教学、在线学习平台等新兴工具，打破了传统课堂的时间和地域限制，学生通过在线资源获取知识，不再完全依赖教室内的传统教学方式。这种变革也使得教师在知识传授上不再是唯一的信息来源，而是更多地扮演引导者和辅导者的角色。传统的面对面互动模式被科技创新推动向更多的虚拟互动和在线交流方向发展，这对教师提出了新的要求，需要具备更多数字技术运用和在线教学管理的能力。同时，学生需要适应更加自主学习的模式，自我管理学业，提高自主学习和解决问题的能力。

这一冲击使得传统教学模式的优势和不足愈加显著，教育者需认真面对这一挑战，积极借助科技创新的力量，实现更灵活、个性化的教学模式的转变。

（三）学生依赖科技的负面影响

随着在线资源和数字学习平台的广泛应用，学生更倾向于依赖搜索引擎获取知识，而缺乏主动探索与思考的习惯，导致对于知识深度的理解不足，仅停留在表面性的了解。学生在实验室中更倾向于使用虚拟实验室，而非真实实验，使得他们缺乏对真实实验环境中变数与复杂性的直接体验，影响了实验操作技能的培养，对科技的过度依赖也可能削弱学生的自主学习能力，过度依赖于预设的学习路径，而不愿意尝试不同的学习方式。此外，学生对科技的过度依赖还可能导致沉迷于社交媒体和游戏，分散学习注意力，影响学业成绩，缺乏对科技使用的合理规划和管理，可能使学生在获取信息的同时忽视了信息的质量和可信度。学生对科技的过度依赖呈现出多方面的负面影响，需要教育者与家庭共同努力，引导学生建立更加平衡、健康的科技使用观念[4]。

四、应对策略与建议

（一）开展提升教师科技运用能力的培训

提升教师科技运用能力的培训是解决高中生物教学中科技创新带来的挑战的关键一环。教师需要深入了解不断发展的科技工具和资源，以更好地融入它们到教学中，专门的培训课程可以涵盖最新的虚拟实验室、在线学习平台、科学模拟工具等应用，使教师能够熟练地运用这些工具进行生物学教学。培训还应侧重如何在课堂上创造积极的科技学习环境，鼓励学生主动参与，激发他们的学科兴趣。培训应侧重教师的数字素养和创新思维的培养，包括了解科技对学生学习心理的影响，学习如何推动学生独立思考和实践操作的能力；强调教师在课堂上融入科技的策略，以促进学生的批判性思维和问题解决能力，通过提升教师的数字素养，他们可以更灵活地应对科技发展的变化，更好地引导学生在数字时代取得成功。在实施这些培训时，可以采用多样化的教学方法，包括工作坊、培训课程，以及实际操作体验，以确保教师能够真正掌握科技工具的使用技能，并能够有效地将其应用到教学实践中，这样的培训不仅有助于提高教师的科技运用能力，也为学生提供了更具创新性和实践性的教学体验，进一步促进了高中生物教学的发展。

（二）制定科技教育政策以减小数字鸿沟

通过制定科技教育政策，可以从学校资源和教师培训两个方面入手，共同减小数字鸿沟。政府、学校、企业和社会组织应形成合力，共同致力于为学生提供公平而全面的科技教育机会，促使数字化教学更好地融入学校教学体系。为了减小数字鸿沟，需要制定科技教育政策，从两个关键方面入手。

第一，政策层面应推动学校提供更广泛的科技资源和培训，以确保每名学生都能平等地享受到先进的科技教育。具体而言，政府可以向学校提供资金，用于更新和维护教室设备，购买最新的数字化教材，以及引入虚拟实验室和模拟工具，这样的投资将有助于消除在不同学校之间因资源差异而导致的数字鸿沟，为每名学生提供公平的学习机会。

第二，政策制定者还应重视教师的数字素养培训，鼓励学校和教育机构为教师提供有针对性的培训计划，使其能够熟练运用最新的科技工具和教学方法，包括培训教师使用在线资源、虚拟实验室和模拟工具，以及将科技创新融入传统课堂教学。通过提高教师的数字素养，可以更好地引导学生正确使用科技，弥补教师在数字教学方面的不足，进一步缩小数字鸿沟。

（三）整合科技创新与传统教学的平衡之道

为了有效应对学生对科技的过度依赖带来的问题，教育者需要制订整合科技创新与传统教学的平衡之道的策略。在科技创新的引导下，可以通过将虚拟实验室与传统实验相结合，确保学生既能够在安全的虚拟环境中进行实验，又能够体验到真实实验环境的复杂性，这种整合不仅能够提高学生的实验操作技能，还有助于培养学生对实验设计、数据分析的独立思考能力。此外，可以推动使用多媒体资源，将抽象的生物学概念以图像、动画等形式生动呈现，以促进学生的兴趣和理解。这种整合模式有助于保持传统实践的重要性，同时充分利用科技的创新成果。教育者应着眼于提高学生对在线资源的有效利用能力，通过引导学生在互联网上获取科研资料，培养其筛选、分析、综合信息的能力，帮助其建立批判性思维和独立研究的素养，为此，教育者可以设计相关任务，要求学生通过线上学术数据库检索资料，并进行文献综述。此外，鼓励学生参与在线科学讨论社区，分享学术观点，拓宽学科视野。这样的整合不仅有助于提升学生的信息素养，还培养了其与他人交流合作的能力，促进了学生在学术领域的全面发展。

在整合科技创新与传统教学的平衡之道中，教育者需要关注科技创新的更新与发展，及时调整教学策略，确保教学模式与科技的发展同步。此外，鼓励教育者参与科技培训，提高他们运用新技术的能力，更好地应对科技创新给教育带来的挑战。通过这样的整合，我们可以在保持传统教学的深度和丰富性的同时，充分发挥科技创新的优势，为学生提供更丰富、更具启发性的学习体验。

结束语

在科技创新浪潮下，高中生物教学面临新的机遇与挑战。整合科技与传统教学，促进实践与理论的有机结合，是提升教学效果的关键，通过明晰的应对策略，能够引导学生更好地利用科技，培养其独立思考和实践能力，使生物教学在不断变革中焕发出新的活力。

参考文献

[1]徐静.高中生物教学中的科技教育与创新能力培养[J].高考，2022（26）：118-121.

[2]马小军.浅谈通过生物实践课培养中学生创新实践能力[J].考试周刊，2020（86）：131-132.

[3]张万里.科技创新教育活动在高中生物学教学中的探索与实践[J].学周刊，2020（22）：87-88.

[4]王锦锦.高中生物教学中的科技教育与创新能力培养[J].科技资讯，2020，18（13）：179-180.