数字化教学手段在高中生物教学中的应用探索

数字化教学手段在高中生物教学中的应
用探索
摘要：随着信息技术的发展，教与学都进入了“虚实融合”的时代。

只有从实际需求出发，因地制宜地构建数字化学习环境，才能重新设计普通的教室和实验室；只有引导教师从整体上认识数字化学习环境，从中获取数据源和教学工具，创设教学情境，开展调查活动，才能满足培养基础素养和学生创新能力的新要求，满足需求系统地推进普通中等教育方式和学科教育教学活动的改革。

关键词：核心素养；高中生物学；普通教室；实验室；数字化学习环境
中图分类号:文献标识码：A
引言
教学应用是中小学数字化学习环境建设的一个大本营。

从基础素养和融合的角度出发，规划在普通教室和实验室构建数字化学习环境，有利于教师利用信息技术作为信息资源，进行问题研究、协商讨论和讨论，构建知识认知工具，促进融合创新教学。

1普通教室数字化学习环境建设
我市高中普通教室大多配备多媒体教学设备（触控一体机或电子白板，“电脑+投影仪”）、视频监控设备、广播系统、电子课卡，具备实施“高质量的资源类”。

“通讯”条件已实现有线和无线网络全覆盖，很少有班级为学生配备帕多瓦。

在普通课堂中构建数字化学习环境，更注重教学内容的呈现，而对教学平台、搜索引擎、数字化教学工具、化学助手等学科教学软件的预装与互联不够重视。

以及配套的教学仪器软件。

因此，应考虑以下几个方面。

1.1新课标的课程要求
以高中生物为例，《普通高中课程标准（2017年修订2020版）》（简称新课程标准）着眼于学生适应未来社会发展和个人生活的需要，并注重解决关注信息化环境下的教学改革，关注学生个性化、多样化的学习和发展需求，从人生观、科学思维、科学研究和社会责任等方面培养学生的学科基础素养新课程标准对教学内容的呈现、教学情境的创设和学生积极参与学习、信息资源的获取和科学研究提出了新的要求，并为教学提供了新的要求。

1.2中小学数字校园建设要求
2018年，教育部通过了《中小学数字校园建设工作细则（试行）》，要求学校实施从基础设施、资源到应用的数字化，采用“云、网、端”建筑模型实现信息系统相互连接，让每个班级都享受到优质的数字教育资源。

要求教师能够获取、处理和管理数字教育资源，收集学习数据，创造丰富的教学情境，设计自主学习、考试评价等多种教学活动，进行精准教学，打造高效课堂。

要求学生接受高质量的数字化学习资源，自主学习、合作学习、质疑学习，提高学习效果。

普通教室的数字化学习环境应建立在上述要求之上。

1.3课堂数字化学习环境的总体规划与管理
以现有的“优质资源，每一堂课”为基础，以学科教学为基础，整合不同的IT教学系统，完善学科教学软件，以支持和服务为理念，管理普通课堂的数字化学习环境教学。

（1）硬件系统集成以普通教室前的大屏幕（电子白板、触控一体机）为重点，建立整个数字教室学习环境的主屏和交互界面。

以互动教学互动设备（电子白板、触控一体机）为基础，集广播、视频显示仪器、录播设备、基础学科设备于一体。

（2）备份数据接口在讲台上预留并集成充足的数据接口，如USB、HDMI、S/PDIF等，方便接入基础实验设备，如数码显微镜、数码传感器等。

（3）预装教学软件以高中生物为例，教学必须配备三种软件资源：一是通用软件工具（如Word、PowerPoint）。

二是学科教学工具、教学应用、教学平台和资源，如NB生物实验室、人体解剖学图谱等。

三是学科实验设备配套软件，如数码显微图像处理软件和数据采集、处理软件数字实验系统（DIS），方便教师进行示范实验和组织研究活动。

2DIS实验教学研究
受新课改理念的影响，高中生物教师采用不同的教学方法进行实验教学，在计算机科学教学中取得了较好的效果，其中DIS教学可以优化实验工作步骤，培养学生的学科研究能力和创新。

在传统的实验教学中，实验耗时长，操作关系比较复杂，实验数据的准确性不高，而且由于测量能力有限，很多数据策略不准确。

深入研究，充分优化实验内容，发挥数字化实验优势。

在讲解“物质跨膜运输实例”时，教科书没有设置研究自由扩散的实验，知识点直接以事实信息的形式陈述。

然而，教科书并没有说明影响自由扩散率的因素是什么，但却是研究的重点。

为帮助学生记忆内容，教师使用DIS实验设备引导学生探索自由扩散的影响，指导学生制定实验方案，选择材料（NaCl、水）和设备（数据采集器、数据线、试管、杯子、透析器）袋等），连接好实验设备后进行实验，仔细收集实验中的数据，建立“电导-时间”关系的形象，体验实验的乐趣。

3传感器实验教学研究
实验室是学校基本办学条件的体现之一，是中小学开展素质教育、实验教学、综合实践活动，培养学生实践创新能力的重要场所和科学启蒙园地，实验室也是一种重要的课程资源。

要创建更有利于培养学生创新精神和实践能力的实验室，满足基础教育课程改革对实验教学的要求。

新一轮中学生物课程改革致力于在现有知识基础上提高学科基础素养，注重与现实生活的联系，特别是培养创新精神和科研能力。

目前，传感器已成为生物课堂实验的重要组成部分。

传感器用于测量生物实验数据，计算机用于处理实际数据以绘制曲线。

从这个研究中可以推导出一定的规律，让学生感受实验研究的过程，体验实验检验。

与传统实验教学相比，传感器数字化实验可以简化工作步骤，增加研究时间，是对传统实验的优化和补充。

在研究“影响光合作用强度的因素”的实验中，教师在传统教学中花费的时间较长，需要大量的钻头和台灯，影响了实验的质量和效率。

在数字传感器实验中，学生控制人造光源与实验装置之间的距离，利用氧传感器监测氧气的产生量，判断不同光强对植物光合作用的影响，搭建实验装置，获得一个实验结论。

结语
综上所述，学科数字化学习环境是中小学数字校园建设的重要组成部分，也是教师开展信息化教学、学生进行数字化学习的基础条件。

普通教室和实验室是学生在校期间主要的学习及实践场所，这两处的数字化学习环境规划建设非常重要。

目前，在中小学信息化建设实践中，不同信息化设施设备的建设时间、承建单位往往不同，很少从学科信息化教学视角来整合教室、实验室的软硬件设备，预装学科工具软件及教学资源，在引导教师从学科核心素养视角来深度应用信息技术方面也存在不足。

参考文献：
[1]王娟.高中生物教学中学生问题意识的培养[J].数理化解题研究,2022(03):125-127.
[2]田雅丽.优化实验，让生物课堂培养学生探究能力[J].学周刊,2022(05):61-62.DOI:10.16657/ki.issn1673-9132.2022.05.030.
[3]孙慧.高中生物知识在农业生产实践的应用分析[J].现代农村科技,2022(01):103.
[4]朱立辉.高中生物生活化教学的理论与实践[J].文理导航(中旬),2022(01):37-39.
[5]杨淑勤.高中学生生物学习兴趣的实践和研究[J].学周刊,2022(04):58-59.DOI:10.16657/ki.issn1673-9132.2022.04.028.
[6]李文岐.高中生物教学中的相关化学知识[J].第二课堂(D),2022(01):8-9.。