中學生物教學中智慧課堂構建策略探究

摘

要：隨著現(xiàn)代信息技術的飛速發(fā)展，大數(shù)據(jù)、人工智能、“互聯(lián)網(wǎng)+”等領域突飛猛進，為生物學科智慧課堂提供了更多技術支撐，同時為教師構建智慧課堂創(chuàng)造了良好條件。在中學生物教學中，教師要充分利用數(shù)字化教學資源打造智慧課堂，使師生雙方的教與學更便捷，提高生物教學效率，實現(xiàn)培養(yǎng)學生物學科核心素養(yǎng)的目的。關鍵詞：生物教學；智慧課堂；數(shù)字化教學資源隨著教育改革的縱深推進，中學生物教學已從單一的知識傳授轉變?yōu)榕囵B(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)。而目前教學方法受限于實驗條件、教材內(nèi)容和教育理念影響，導致學生生物學科核心素養(yǎng)不足。在此背景下，智慧課堂應運而生，通過應用大數(shù)據(jù)、虛擬實驗以及“互聯(lián)網(wǎng)+”等，將最新的教育技術與傳統(tǒng)教學方法相結合，不僅為課堂創(chuàng)新提供了豐富的素材資源，還為師生創(chuàng)造了一個充滿活力的學習環(huán)境，使生物教學更加生動、有趣和高效，為教育帶來了前所未有的機遇。一、生物學科智慧課堂概述（一）智慧課堂的基本內(nèi)涵及性質(zhì)智慧課堂并不僅僅是技術設備在教學中的應用，而是一種全新的教學模式。其核心在于利用現(xiàn)代信息技術，如大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等，為師生提供一個更加開放、互動和個性化的學習環(huán)境。與傳統(tǒng)教學模式相比，智慧課堂具有顯著特點：首先，它強調(diào)以學生為中心，鼓勵學生主動探索實踐。傳統(tǒng)教學模式往往以教師為中心，學生處于被動接受角色。而在智慧課堂中，學生可以根據(jù)自己的興趣需要選擇最適合的學習方式；其次，智慧課堂通過大數(shù)據(jù)和學習軟件系統(tǒng)，可以為教師提供實時學習數(shù)據(jù)，更好地了解學生學習情況，及時調(diào)整教學策略；最后，智慧課堂強調(diào)跨平臺、跨時空學習，突破了傳統(tǒng)課堂的時空限制，使得學習可以在任何時間、任何地點進行。智慧課堂的學習資源得到高度數(shù)字化和網(wǎng)絡化，使得知識傳遞、學習過程和教育評價等方面都實現(xiàn)了智能化。（二）生物學科智慧課堂應用場景中學生物智慧課堂帶來了許多創(chuàng)新應用場景。例如通過虛擬實驗室，學生可以在不受時間和空間限制的情況下，進行各種生物實驗，觀察細胞結構、植物生長等生物現(xiàn)象，這拓寬了學生的實踐經(jīng)驗。此外，通過智能問答系統(tǒng)以及學生使用的學習軟件等工具，教師可以實時了解學生對某個生物概念的理解程度，及時給予反饋指導。尤其3D打印技術也被引入生物教學中，其可以幫助學生更直觀地理解復雜生物結構和功能，這些特有應用場景不僅豐富了中學生物教學內(nèi)容，也提高了教育教學的效果和質(zhì)量。二、中學生物學科智慧課堂的構建策略（一）應用數(shù)字化開展生物學科教學數(shù)字化應用成為智慧課堂發(fā)展的關鍵。以人教版生物教材中的“細胞結構”一節(jié)為例，傳統(tǒng)的二維圖像有時難以讓學生深入理解細胞內(nèi)各部分的空間關系。而3D模型的引入使學生可以從各個角度觀察細胞。例如在課堂教學實驗演示中，學生可清晰地看到線粒體、高爾基體、細胞核等的相對位置和結構特點。同時如虛擬實驗“動植物細胞的觀察”可以讓學生在沒有顯微鏡的條件下，通過模擬實驗體驗細胞的觀察，減少了實驗材料的消耗，提高了學生生物學科學習效率。（二）加強生物教學的師生互動反饋互動與反饋在當今教育過程中起著至關重要的作用，特別在智慧課堂背景下，通過引入時間問答系統(tǒng)和學生軟件設備等，中學生物教學可以得到更多維度的提升。以“光合作用”這一單元為例，當教師在課堂上介紹葉綠體結構和功能時，可以在實時問答系統(tǒng)中提出問題，“葉綠體在光合作用中扮演什么角色？”或“在沒有光源的情況下，植物的光合作用會怎樣？”。學生可以通過移動終端設備立即回答問題，這種方式可鼓勵學生實時思考，并與課堂內(nèi)容深度互動。此外，學生應答系統(tǒng)還提供了一個平臺，讓害羞或擔心錯誤的學生也有機會表達自己的觀點，這種匿名反饋可以幫助每位學生建立自信，并積極參與到課堂中，當多數(shù)學生選擇了一個特定答案，教師可以立即識別出學生的普遍認識或誤區(qū)。（三）個性化學習在生物教學中的應用隨著教育技術不斷改革發(fā)展，個性化學習已經(jīng)不再是一個遙不可及的目標。以“遺傳與進化”這一章節(jié)的教學為例，這個單元涵蓋了許多復雜概念。學生在學習過程中很可能會對某些內(nèi)容掌握得很好，而對其他一些內(nèi)容感到困惑。教師可以通過智慧課堂的數(shù)據(jù)系統(tǒng)迅速識別學生的學習狀態(tài)。例如發(fā)現(xiàn)學生對孟德爾豌豆實驗有深入了解，但對基因與染色體的具體關系還存在疑惑。在確定了學生的學習難點后，智慧課堂的數(shù)據(jù)系統(tǒng)可以立即為學生推薦相關的學習資源?？赡苁且粋€詳細動畫，展示基因如何在染色體上排列，或是一張圖解，清晰地描述基因與染色體結構關系。這不僅是為了解決學生疑惑，更為了確保學生能夠獲得更全面深入的學習體驗。此外，為進一步加強學生學習效果，系統(tǒng)還可以為學生提供模擬個性化練習測試，針對他們的弱點進行設計。這種練習可以幫助學生鞏固知識，加深對基因和染色體關系的理解。由此可見，智慧課堂不僅為學生提供了量身定制的學習路徑，更確保了學生能在生物學科學習過程中獲得最大收益，真正實現(xiàn)深入的學習。（四）借助終端設備提升課堂教學效果隨著移動多媒體等信息設施的普及，越來越多的學生開始使用手機和平板電腦等移動終端設備開展學習活動。以“人體與健康”為例，學生在課堂上學習了消化系統(tǒng)的基本知識后，可以通過手機上的學習App進行進一步拓展。例如，通過AR技術觀察消化道工作過程，或者使用移動設備完成“人體消化系統(tǒng)的功能與結構”這樣的互動測試。這種跨平臺的學習，使學生可以隨時隨地深化和鞏固知識，也為教師提供了更多的教學手段和教學工具。三、生物學科智慧課堂構建的挑戰(zhàn)與困惑（一）生物學科智慧課堂的技術問題生物學科智慧課堂應用發(fā)展最大瓶頸應為技術問題，如設備的兼容性問題。不同設備操作系統(tǒng)可能會導致軟件或應用出現(xiàn)不兼容情況，使生物學科教學過程受到干擾。此外網(wǎng)絡穩(wěn)定性也是開展智慧課堂的一大考驗，如課堂直播、在線互動等活動都高度依賴網(wǎng)絡。一旦網(wǎng)絡出現(xiàn)延遲或中斷，將直接影響教學質(zhì)量。學校應注重投資高質(zhì)量教育設備，并選擇穩(wěn)定、可靠的網(wǎng)絡。（二）學生學科知識學習的評價體系智慧課堂旨在提供個性化學習體驗，但學生接受度并不高。甚至有些學生覺得新學習方式與傳統(tǒng)方式相比更為困難。因此教師需要努力引導學生，注重培養(yǎng)他們的自主學習能力，讓他們漸漸接受這種新的學習模式，并在生物學科學習中獲得成功，學生逐步形成自覺主動學習意識，從而不斷提高了知識學習接受度。（三）課堂教學安全保護隨著信息技術的進步，學校需要給教師提供定期的技術培訓，還需要給予教師足夠的時間支持，讓他們逐步熟悉并掌握這些工具，并能廣泛應用在具體的教學環(huán)境中。而這之中，數(shù)據(jù)安全保護成為一大關注點，學校需要確保所有系統(tǒng)和應用都達到了安全標準，同時教育學生如何保護自己的信息。四、結語隨著