大数据背景下高中生物个性化单元作业设计

陈丽梅

摘 要：近年来，大数据发展迅速，对人们的生活产生深远影响.高中生物知识点繁杂，学生学习过程有一定的难度.作为高中生物教师，

要尊重学生个性差异，充分发挥学生的主观能动性，优化高中生物作业设计，故作业设计的价值的研究显得十分必要.本文以人教版必修一第三章《细胞的基本结构》为例，对大数据下高中生物个性化单元作业设计方式进行研究.

关键词：大数据；高中生物；个性化作业；设计

中图分类号：G632   文献标识码：A   文章编号：1008-0333（2024）15-0140-03

在传统的高中生物作业设计中，通常是采取巩固练习的方式，帮助学生掌握生物知识.如今，该方式已无法满足现代教学需求.大数据背景下，教师需充分利用信息技术手段，通过问卷等形式了解学生的知识掌握情况和薄弱环节，根据学生实际情况，优化作业形式，设计难度适中且符合学生的认知水平，突出作业的个性化与科学性，充分发挥作业的价值，提高学生学习水平.近年，为实现核心素养的落地，单元教学深入人心，而单元作业设计成为其中重要的组成部分.单元作业设计具有整体性、多样性、分层分类性特点，是培养核心素养的重要途径.本文着重根据学生特点重点阐述个性化作业设计类型.

1 实践性作业设计

生物学科与生活实践关系密切，生物情境大多源自科研、生活实践等，因此在高中生物作业设计时，应当将其与生活实际结合，通过课前设计问卷调查与测试的方式，对数据进行收集分析，了解学生知识掌握情况.以此作为基础，优化课堂教学内容，为学生构建良好的学习情境，激发学生学习兴趣[1].《细胞的基本结构》单元课程要求落实重要概念：细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动中，要求学生掌握细胞的基本结构，理解细胞内有多个相对独立的结构，承担着物质运输、合成与分解、能量转化以及信息传递等生命活动，阐明遗传信息主要储存在细胞核中[2].本章应从系统的角度，落实细胞在结构和功能上的整体性，体现细胞各部分结构之间的分工与合作，协调与统一的生命观念.为了实现单元教学目标，帮助学生突破课堂学习重点与难点，教师在课堂教学的基础上，设计课前网络作业以及课堂实践作业，引导学生开展实践练习.在课堂活动之前，教师引导学生利用网络搜集有关“生物膜模型的演变过程”资料，培养他们基于事实和证据进行推理论证，加深模型与建模的理解.利用网络收集 “中中、华华”的信息，观看克隆猴的视频.通过这样的方式吸引学生，并且让学生思考问题：细胞核有什么样的功能？在此基础上，开展课堂实践作业，让学生结合教材内容，以小组方式对资料进行讨论、对实验现象进行分析，得出相应结论.在此基础之上，课后让学生独立完成或者小组合作完成，利用彩色黏土、各种豆、大枣或其他可利用的废旧材料等，制作细胞膜的流动镶嵌模型、各细胞器的模型和细胞核模型，并且在课堂上展示，通过分析模型的结构特点，帮助学生形成结构与功能观.这种实践性作业让学生在自主学习中、合作交流中，内化生物知识，强化生命观念，提高动手能力.

2 设计探究性作业

科学探究要求学生能够针对相应的情境提出可探究的有价值的问题，基于已有的条件，查询资料、设计实验方案、记录分析结果、预期结果并得出结论或作出解释，掌握科学探究的整个流程[3].在大数据背景下，教师可以利用大数据搜集学生感兴趣的探究性问题，结合学生的最近发展区，在大数据的基础上，将探究性学习与高中生物作业设计结合，在学生完成作业时，引导学生深入研究生物问题，锻炼学生提出问题能力，提高学生问题解决能力[4].为此，设计探究型作业，引导学生设计实验方案，预期实验结果，使其思维发生碰撞与交流，培养核心素养.在《细胞的基本结构》单元教学中，笔者根据整体单元教学目标，设置多个探究性问题，引导相应的实验设计，开展探究性学习活动.

探究作业（1） 播放实验视频，设置探究问题：如果请你设计一个实验方案证明细胞的死活，该如何操作？请描述实验设计思路并预期实验结果.据此推测，细胞膜应该具有什么功能？设计意图是从实验出发，引导学生动脑思考，激发兴趣.

探究性作业（2） 根据磷脂分子的特点解释，磷脂在空气——水界面上如何排布？磷脂分子在水中如何排布？理由是什么？学生开展讨论活动，让小组代表展示小组的作业.之后，教师利用大数据向学生展示资料，结合戈特和格伦德对血影的研究资料，让学生探究磷脂分子在细胞中的排布，讨论得出正确的排布方式.

探究性作业（3） 有什么样的证据证明细胞膜中的物质不是静态的？结合此前学习，学生思考可回答出如变形虫的变形运动、细胞分裂等，借助网络视频直观的方式，说明细胞膜中的分子是可以运动的，从而引导学生思考： 如何设计实验来加以验证？这样引导学生分析问题，提升实验设计能力进而明确细胞膜具有流动性的原因.之后，呈现人鼠细胞融合实验，通过观察实验和证据，证明细胞膜具有流动性.

探究作业（4） 实验观察叶绿体与细胞质的流动.组织学生进行实验，并设置问题串：你观察到了哪些结构？细胞质的流动与哪些细胞器有关？细胞质的流动现象具有什么生物学意义？以此加强实验的规范操作，设置的问题串旨在引导学生思考结构与功能的关系.

探究作业（5） 伞藻嫁接与核移植实验需再怎样设计实验才能说明是由细胞核控制的？此实验严密吗？

借助这一系列探究性作业开展探究活动，引导学生思考和解决问题.在作业设计过程中，教师需要考虑学生实际水平而设计不同梯度的作业，做好作业难度划分.通过学生完成探究性作业，提高学生的探究能力，树立学生学习自信心，提高课堂学习有效性.

3 设计开放性作业

传统作业设计中，作业方式较封闭，不利于学生拓展思维的培养.在大数据背景下，教师应当注重开放性生物作业设计，培养学生的创新意识，为学生未来的学习与发展奠定基础.在实际的开放性作业设计中，教师需要对教学内容进行分析，结合学生学习情况，引入学生感兴趣的开放性作业，发挥作业的价值与作用，提高学生课堂学习效果[5].可以结合本校实际情况设计开放型的作业，激发学生的主动性，使其在做作业中思维得以发散，创造性得到提高与锻炼，培养他们的科学思维，最终高效完成作业，辅助对课内知识的理解.

在《细胞的基本结构》教学单元中，主要设计了以下几种开放性作业：

开放性作业（1） 本单元中体验科学研究历程中的隐藏的生物学研究科学方法或思想是非常重要的.笔者课前设置开放型的作业，在课堂上展开讨论与交流.

（1）查找资料，相应科学家的典型实验及事迹，并与同学分享；

（2）从研究结果的角度分析每位科学家的结论中的可取之处与不足之处；

（3）能否设计相关实验？

开放性作业（2） 溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不会被这些水解酶分解？尝试提出一种假说，解释这种现象，如有可能，查阅资料验证你的假说[6].

开放性作业（3） 有性生殖使雌雄两性生殖细胞的细胞核融合为一个新的细胞核，从而使后代的遗传物质同亲代相比，既有继承又有变化.从这个角度你能找出不支持克隆人的证据吗？

这几个开放性问题同时挂到学校网络相应班级平台上，让学生可以把课堂上没有发挥出来的想法记录并上传到学习平台，分享自己的思考成果，学生思维充分展现，其他学生也可以上网查看并评价.这种作业开放性强、思维量大，能提高学生分析推理能力，培养学生继承创新、实事求是和大胆实践的科学精神和态度，让学生体会到科学总是从观察到问题、猜想、实验、完善的必然过程.整个过程培养了学生批判性思维和逻辑思维，激励学生科学知识是不断发展变化的，只有不断探索、科研无止境，每位学生都可能是那颗星星.

4 结束语

高中生物作业设计是教师教学工作的重要一环，借助大数据平台，结合学生的个性需求，优化作业设计并进行恰当评价，为学生学习提质增效十分必要.在本文中，借助实践性作业、探究性作业、开放性作业设计，设计满足学生学习需求的作业并认真落实，对于培养学生的科学思维等核心素养大有裨益.大数据发展大势所趋，利用好大数据平台可以更好地实现学生的个性化需求.以促进学生核心素养为目标设计多种类型的单元作业是现在作业设计的变革方向，这种类型的作业还可以促进学生增进理论与实践的有机整合，继而提升他们的生物素养.

参考文献：

［1］曾满霞.基于极课大数据的高中生物作业分析与精准教学[J].高考，2020（8）：1.

[2] 王敏.论核心素养下高中生物校本作业的设计原则[J].文理导航，2021（35）：1.

[3] 李晨霞.大数据背景下高中生物校本作业的评价方法[J].中学课程辅导（教师通讯），2019（3）：117.

[4] 曾满霞.基于极课大数据的高中生物作业分析与精准教学[J].高考，2020（8）：1.

[5] 张彩勤.精设个性化作业 彰显作业训练魅力：高中生物基于个性化作业设计的研究[J].试题与研究（教学论坛），2021（21）：1.

[6] 刘国伟.大数据背景下高中生物个性化作业设计探析[J].高考，2019（22）：168.

［责任编辑：季春阳］