数字教材助力素养导向的初中生物学教学

信息技术日新月异，数字化教学越来越普遍。教师使用数字教材教学已成为新常态。《义务教育生物学课程标准（2022年版）》（以下简称“课标”）中“核心素养为宗旨”的课程理念高度体现了学科育人的价值观[1]。数字教材载有丰富的教学资源，其平台具有便捷的授课功能，这为教师创新教学模式、优化学生学习方式、保障多元化教学评价提供了有力支持，也是落实新课标理念、推进素养导向的课堂教学的重要抓手[2]。教师利用数字教材的富媒体性、交互性等特点深化教学改革，为培养学生核心素养开辟了新路径。下面以八年级生物学“人类对细菌和真菌的利用”为例，基于人教智慧教学平台的数字教材创新教学模式，探索运用数字教材培养学生核心素养的有效方法。

一、素养导向下的教学设计思路与方法

生物学课程要培养的核心素养，主要是指学生通过本课程学习而逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能力，是生物学课程育人价值的集中体现，主要包括生命观念、科学思维、探究实践、态度责任[3]。

（一）对照课标确定教学目标

人教版《义务教育教科书 生物学 八年级 上册》中“人类对细菌和真菌的利用”属于生物圈中的其他生物单元模块。该节分两课时教学，第一课时的教学内容为细菌、真菌与食品制作。课标指出：“有些微生物会使人患病，有些微生物在食品生产、医药工业等方面得到广泛应用”。本课属于课标规定的第7个内容主题“生物学与社会·跨学科实践”，对应的要求如下。发酵食品制作类跨学科实践活动：发酵食品的制作可以运用传统的发酵技术来完成；发酵食品的改良需要好的创意，运用多学科的知识和方法，从发酵的条件控制、装置改进、食材选择等方面不断尝试[4]。

发酵食品的制作历史悠久，学生在生活中经常接触面包、酸奶、腐乳等发酵食品，同时学生知晓细菌、真菌的结构特征和营养方式。他们学习本节内容具备一定的经验和知识基础。利用细菌、真菌制作食品实质上是微生物发酵，如用细菌发酵制成酸牛奶。但是，学生对于微生物具体的代谢方式并不了解，故理解发酵本质有一定的困难。教师需要引导学生由浅入深地探究发酵现象的实质。

笔者基于以上分析，根据课标规定的核心素养培养要求，确定如下教学目标。

生命观念：观察分析酵母菌发酵、乳酸菌制作酸奶泡菜、醋酸菌制醋等发酵现象，理解微生物制作食品的生物学原理。

科学思维：了解米酒制作各步骤的目的和原理，阅读有关多种细菌、真菌制作食品的资料，运用分析与综合、归纳与演绎等方法探讨发酵现象，认同发酵食品的制作需要微生物的代谢活动。

探究实践：观察并探究酵母菌在制作馒头中的作用，设计实验并探究制取酵母菌发酵产物，掌握酵母菌发酵原理。

态度责任：与家人合作制作馒头、酿米酒，体会理论技术应用于实践的意义和劳动的乐趣。与同伴合作，分组讨论、实验探究、分析信息，培养自主学习、合作交流的能力。列举细菌和真菌在发酵技术中的应用实例，辩证看待细菌真菌在自然界中的作用。

（二）确定教学方法和流程

笔者利用数字教材，结合利用学生课前制作馒头、酿米酒的活动素材，设计如下教学流程（如图1）。课前学生制作馒头或米酒等发酵食品，体验发酵现象并记录制作过程，在课堂上分享制作过程和心得体会。笔者由此引导学生深入探究发酵现象背后的原理，即借助实验探究酵母菌发酵原理，分析米酒制作各步骤的目的和原理，引导学生自主阅读资料，使其认同发酵的实质是微生物的培养过程，进而将发酵原理应用到生活实践中。

（三）准备教与学资源及工具

教师在课堂教学中运用数字教材，需要准备好软硬件，硬件如计算机多媒体设备、与授课平台交互使用的手机等，软件如数字教材授课平台、电子教材、教学课件、电子任务单等。本课，笔者使用人教智慧教学平台授课。

此外，为满足演示实验的需求，笔者还准备了如下实验材料或设备，包括酵母、白砂糖、气球、澄清石灰水等。

笔者鼓励学生在课前尝试制作发酵食品（如馒头、米酒），记录制作过程和发酵现象，并提交包含照片、视频等资源的实践报告。

二、数字教材助力生物学教学的路径与策略

（一）借助数字教材，创设教学情境

数字教材载有丰富的图片、视频、模型，以及科学、技术、社会等方面的阅读资料。教师导入新课时可从数字教材中提取教学所需情境素材。对于“人类对细菌和真菌的利用”，笔者采用该单元第三节和第四节的教材图片如发霉面包、手癣、小麦叶锈病等图片（学生熟悉的材料），创设真实的情境。问：“细菌真菌有对人类有益的方面吗？”笔者以此激发学生好奇心，唤起学生对知识的渴望和学习兴趣。除此之外，数字教材还载有视听效果较强的视频资源，笔者用其为学生创设更加生动真实的情境。

（二）充分利用数字资源，给予学生自主实践舞台

在生物学课堂教学中有效开展探究活动，不仅有助于学生运用论证与推理的科学思维，发现问题并解决问题，而且有助于学生理解科学概念和科学本质，帮助学生成为独立的学习者和思考者[5]。数字教材提供了丰富的实验视频和互动交互式的模拟实验，有利于学生直观感知科学现象，结合已有知识提出问题、做出假设、设计实验、获得证据、解读和分析证据，多维度发展学生的探究实践能力。同时，教师也可将其他途径获得的教学资源上传到授课平台课程资源库，如学生制作馒头、米酒等发酵食品的视频或图文资料。

对于“人类对细菌和真菌的利用”，该课时聚焦发酵食品的制作。在课堂教学前，教师可鼓励学生与家长合作蒸馒头或酿米酒，使学生有制作发酵食品的亲身体验，同时要求记录制作过程，并请学生代表在课堂上分享制作经历和经验。在实践中，学生对于发酵现象有深入观察和深刻体会，对于探究发酵原理有更强的动力。

在课堂教学中，笔者使用数字教材及授课平台的交互功能，尊重学生的主体性，设计丰富多样的探究活动，充分给予其探究和展示的机会。

1.学生展示课前实践过程

学生在课前的课余时间动手做馒头，重点观察记录发面（即面团发酵）的现象，用图片、视频或文字表格的方式记录发酵过程。学生设计并实施对照实验，探究了酵母菌在面团发酵中的作用，确证面团发酵是酵母菌参与的结果。

2.借助数字资源呈现发酵现象

笔者提问“酵母菌为什么能使面团变大呢”，引发学生思考，调动他们的探究积极性。随后，笔者借助数字教材中的视频资源“发酵现象”（如图2），呈现酵母菌发酵的过程。使用该视频资源旨在帮助学生直观感知发酵现象，得出结论。

3.实验探究验证发酵原理

首先，笔者播放酵母菌发酵的实验视频，引发学生进一步思考：气球中的气体是哪种物质？然后，引导学生设计并实施实验验证气体成分。接着，借助智慧教学平台的多图对比功能（如图3），实时放大并对比展示了实验结果，让学生直观感受什么是发酵，清晰观察实验现象，从而得出结论。

4.小组讨论分析演绎

笔者请学生代表展示自酿米酒的过程，并设置一系列问题串引导学生分组讨论。例如：为什么制作米酒需要先蒸熟？为什么要放凉后再加入酒曲搅拌？为什么要将容器放在温暖的环境中？在学生回答过程中，笔者利用数字教材的聚光灯功能（如图4），呈现教材内容，圈画突出重要字句。笔者利用该功能与学生共同阅读教材，培养学生分析与综合、演绎与推理的科学思维能力。在分析过程中，学生逐渐认同米酒发酵的过程实际上是微生物的培养过程。

数字教材载有丰富的视频资源，授课平台具有强大的交互功能，这些为教师教学提供了有力的支持，也为学生生物学核心素养发展提供了支架和阶梯。

（三）设计合理评价体系，促进核心素养目标达成

对于纸质教材中练习题，学生只能用纸笔作答，教师根据现场问答效果或课后练习情况来评价学生学习成果，具有一定的局限性。笔者使用数字教材进行教学与评价，可弥补传统教学的不足。学生当堂完成练习，笔者即时掌握学生整体表现情况。数字教材支持教师根据自身需求添加资源，将预先准备的练习题或评价素材上传到授课平台，课上随时使用。

“人类对细菌和真菌的利用”属于发酵食品制作类跨学科实践活动。本节课的评价标准与传统教学有所不同，教师不仅要对作品成果评价，而且要关注学生的学习过程表现，充分收集多样化的学生表现证据。

本节课，笔者针对学生跨学科实践活动设计了“发酵食品制作实践活动评价单”（见表1），在学生开展实践活动前已告知相关评价标准，并进行相应的解读帮助学生理解评价标准的具体内容。该评价包括学习动机、实践参与、实践成果和学习品质四个维度的学生自评。笔者设置了清晰具体、易于评价的具体指标用来评估学生核心素养水平，比如过程性评价中关注学生实践前能否主动查阅相关资料、能否规范完成制作、制作过程中能否寻找解决方法。学生通过自我评价，反思回顾实践过程，帮助其养成总结和反思的习惯。本次课程活动，以评促教是对教学评一体化的一次具体实践。

三、做好设计并重视评价是数字教材科学运用之道

数字教材整合了丰富的教学资源，为教师备课、授课提供了强大的工具支撑，免去了教师从海量资料中筛选教学资源的低效劳动。以数字教材为载体开展学科教学时，教师需要注意以下三点：一是教师应具备一定的数字素养，在教学中不断提升信息技术素养和数字资源整合能力[6]；二是精心设计教学目标，优化教学方法，尊重学生的主体地位，注重对学生核心素养的培养；三是重视教与学的评价，在过程性评价和诊断性评价中促进学生核心素养发展。

科技发展为教育教学带来新机遇，数字教材被越来越多的师生接受。教师使用数字教材教学日渐成为常态。不论技术与模式怎样迭代，教师应牢记数字教材教学的宗旨：依托数字教材实现数字技术与课堂教学深度融合，创设真实的教学情境，发挥学生主体性，助力学生解决真实的问题，提升学科核心素养。

注：本文系国家新闻出版署出版业科技与标准重点实验室——数字教育出版技术与标准重点实验室、人教数字教育研究院规划课题“数字教材助力跨学科主题学习的实践研究”（编号：RJA0223003）的阶段研究成果，课题子项目为“依托数字教材培养学生生物核心素养的教学实践研究”（课题编号：RJA0223003-14）。

参考文献

[1][3][4]中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准：2022年版[S].北京：北京师范大学出版社，2022.

[2] 韩玉蕾.数字教材助力素养导向的课堂教学：以数学学科为例[J].基础教育课程，2021（21）：9-15.

[5] 义务教育生物学课程标准修订组.义务教育生物学课程标准（2022年版）解读[M].北京：北京师范大学出版社，2023.

[6] 陈超，王东芳.中小学数字教材应用存在的问题及其对策[J].中小学信息技术教育，2021（1）：39-42.

（作者陈祎、李红菊、孔祥丽系北京市第八中学教师；徐广会系人教数字出版有限公司学科编辑）

责任编辑：祝元志