数字化工具支持下初中生物问题解决教学促进核心素养提升的策略研究

摘要：在教育信息化背景下，数字化工具在初中生物教学中的应用日益广泛。本文基于鲁科版五四制初中生物教材，探讨数字化工具支持下的问题解决教学对学生生物核心素养提升的作用，分析当前教学中存在的问题，提出通过数字化工具创设问题情境、构建知识体系、开展探究活动、加强协作交流等策略，以促进学生生命观念、科学思维、探究实践、态度责任等核心素养的发展，为初中生物教学提供理论参考和实践指导。

关键词：数字化工具；初中生物；问题解决教学；核心素养

一、引言​

随着信息技术发展，数字化工具在教育中应用日益深入。初中生物作为基础学科，对培养学生科学素养与创新能力至关重要。问题解决教学以学生为中心，通过解决实际问题促进学习与发展，而数字化工具可激发学习兴趣、提升问题解决能力，进而推动生物核心素养培养。鲁科版五四制教材注重探究与实践能力，与问题解决教学理念契合，因此，研究数字化工具支持下的初中生物问题解决教学策略，对核心素养提升具有重要现实意义。

二、初中生物核心素养与问题解决教学的关系​

初中生物核心素养包括生命观念、科学思维、探究实践、态度责任四个方面。生命观念是指对生命现象和生命规律的认识和理解，是生物学科的核心概念；科学思维是指运用科学方法进行推理、判断和创新的能力；科学探究与实践是指通过实验、观察、调查等方式获取科学知识和解决实际问题的能力；态度责任是指基于对生物学科的认识，形成关注社会问题、参与社会决策的意识和能力。​

问题解决教学是一种以问题为导向，引导学生通过自主探究、合作交流等方式解决问题的教学方法。在问题解决过程中，学生需要运用所学的知识和技能，分析问题、提出问题解决方案，并通过实践验证方案的有效性。这种教学方法能够培养学生的自主学习能力、创新思维能力和合作交流能力，与初中生物核心素养的培养目标高度一致。数字化工具能够为问题解决教学提供丰富的资源和便捷的工具，如在线实验平台、虚拟仿真软件、数据分析工具等，使问题解决教学更加生动、直观、高效。

三、数字化工具在初中生物问题解决教学中的应用现状​

目前，数字化工具在初中生物教学中的应用已经取得了一定的成效，但在问题解决教学中还存在一些问题。一方面，部分教师对数字化工具的认识和应用能力不足，不能充分发挥数字化工具在问题解决教学中的作用。有些教师只是将数字化工具作为一种演示工具，用来展示教学内容，而没有将其与问题解决教学有机结合起来。另一方面，学生在使用数字化工具解决问题时，缺乏有效的指导和引导，容易出现盲目操作、效率低下等问题。此外，数字化工具的资源建设还不够完善，缺乏针对性和系统性，不能满足不同学生的学习需求。

四、数字化工具支持下初中生物问题解决教学促进核心素养提升的策略​

在初中生物教学中，问题解决是串联核心素养培养的关键纽带。教师需以真实问题为载体，将数字化工具融入问题解决的各个环节，使学生在分析、探究、协作与实践中自然发展生命观念、科学思维、探究能力与责任意识。

（一）、情境化问题驱动生命观念建构

生命观念培养需依托真实问题情境，教师可设计“红细胞形态如何适应氧气运输？”等驱动性问题，避免单纯工具演示。学生通过观察细胞动态视频、操作虚拟模型，在“现象提问—原理关联—模型验证”循环中，自主归纳“结构与功能相统一”等观念。数字化工具作为现象复现载体，核心是让学生通过解决具体问题，深层理解生命规律，实现从知识接受到概念建构的转化。

（二）、结构化问题拆解促进科学思维发展

科学思维培养需借助复杂问题拆解，将碎片化知识整合成逻辑体系。教师可设计跨章节问题，如“分析人类活动对碳循环的影响”，引导学生用“问题拆解法”分解为“呼吸作用如何释放CO₂”“植被破坏怎样影响碳固定”等子问题。学生借助思维导图梳理概念因果（如“酶活性→呼吸速率→碳排放”），通过数据平台分析案例（如不同土地碳储量变化），在修正知识关联、验证推理中，逐步形成归纳、演绎等科学思维能力。工具用于外显思维与数据支撑，核心是学生在问题解决中暴露逻辑漏洞，自主构建结构化思维框架。

（三）、阶梯式探究任务提升科学实践能力

科学探究能力提升需通过分层任务构建完整探究周期。基础任务如“探究光照对蒸腾作用的影响”，学生自主设计对照实验，用数据工具记录叶片重量变化并分析变量关联；进阶任务如“设计水培植物养护方案”，需综合多因素并通过虚拟平台预演效果，记录失败原因并调整设计。数字化工具为安全试错与高效数据处理提供支撑，核心是学生在“问题转化为假设—评估方案可行性—依据证据修正”的循环中，发展实证意识、方案设计及问题转化能力，掌握科学探究的本质方法。

（四）、社会性议题协作强化社会责任意识

社社会责任培养需链接真实社会问题，通过协作决策践行生物学科实践价值。教师可组织“河流富营养化治理”“校园入侵物种防治”等项目，学生分组承担数据收集、政策研究、方案设计等任务，借助地理信息工具、法规查阅与学科原理分析问题，通过在线平台共享资料并辩论（如“外来物种防治利弊”）。最终形成兼具科学性与可行性的方案，如制作科普视频、提交生态建议。数字化工具作为信息整合与协作渠道，核心是让学生在“识别问题—证据支持—推动行动”中，建立关注生态、参与决策的责任意识，实现从知识学习者到社会参与者的转变。

五、结论​

数字化工具支持下的问题解决教学是初中生物教学改革的重要方向，对于促进学生核心素养的提升具有重要意义。在教学实践中，教师应充分认识数字化工具的优势，将其与问题解决教学有机结合起来，创设生动有趣的问题情境，构建系统完整的知识体系，开展丰富多彩的探究活动，加强学生之间的协作交流，从而提高学生的学习兴趣和学习效果，促进学生生物核心素养的全面发展。同时，学校和教育部门应加强数字化工具的资源建设和教师培训，为数字化工具在初中生物教学中的应用提供有力保障。

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