数字素养视阈下的高中生物学教学实践与探索

一、引言：数字素养与生物学教学的必然融合

《普通高中生物学课程标准（2017 年版 2020 年修订）》明确提出要重视现代信息技术的应用，着力发展学生核心素养。数字素养作为 21 世纪公民的关键能力，不仅包含技术操作能力，更涵盖信息甄别、数字化学习与创新、信息社会责任等多维度内涵。人教版高中生物学教材内容博大精深，涵盖从微观分子到宏观生态系统的复杂知识体系，许多概念（如细胞分裂、DNA 复制、神经冲动传导、生态系统能量流动）抽象且动态，传统教学手段往往难以充分呈现。数字技术的沉浸式、可视化、交互性特性，为破解这些教学难点提供了全新路径，二者的融合已成为必然趋势。

（二）教学方式的变革：从单向传授到交互探究

1. 创设数字化学习情境：利用平台资源创设真实问题情境。例如，在《选择性必修 2・生物与环境》中，利用平台 “专题教育” 中有关 “生态文明” 的资源，展示某湿地生态系统的遥感图像和物种数据，创设 “我为湿地保护献一策” 的项目式学习任务，驱动学生开展探究。

2. 开展协同探究学习：引导学生利用在线协作工具（如腾讯文档、思维导图软件）进行小组合作。在复习 “人体内环境稳态调节” 时，可分组绘制动态概念图，整合激素调节、神经调节、免疫调节的关系，并共享链接进行跨组互评，培养数字化协作与表达能力。

3. 赋能个性化学习路径：依托平台 “作业活动” 功能，根据学生课前测评情况，推送分层学习资源包。对 “光合作用” 原理理解困难的学生，推送基础动画与微课；对学有余力的学生，推送 “影响光合作用速率因素” 的虚拟探究实验，实现个性化进阶。

（三）教学评价的革新：从结果分数到过程数据

1. 嵌入式数字评价：在课堂互动中，利用智慧课堂系统的随机点名、弹幕投稿、实时投票等功能，即时评估学生参与度与思维状态。例如，在讲解 “伴性遗传” 时，即时发布一道选择题，通过数据反馈快速了解全班掌握情况，调整教学节奏。

2. 数据驱动的学情诊断：通过分析平台作业系统的正确率、提交时长、错题集等数据，精准定位班级共性薄弱点和个体知识漏洞，从而进行有针对性的讲评与辅导，实现精准教学。

3. 数字作品评价：将学生小组制作的数字化成果（如生态调查报告 PPT、遗传病科普短视频、虚拟实验报告）纳入评价体系，从科学性、创新性、数字表达等多维度进行综合评定。

二、实践案例：人教版《必修 1・细胞器之间的分工合作》教学设计与实施

教学目标：

1. 通过观看 3D 动画，准确说出各细胞器的结构与功能（科学探究）。

2. 通过操作虚拟细胞模型，阐明细胞器之间的分工与合作关系（生命观念）。

3. 小组合作制作一份介绍 “分泌蛋白合成与运输” 过程的数字海报，并完成互评（数字化学习与创新）。

教学过程：

1. 课前・自主预习：通过班级学习群推送国家智慧教育平台上的细胞 3D 结构模型资源，学生自主浏览，完成前置学习任务单。

2. 课中・探究互动：

o情境导入：播放 “胰岛 β 细胞合成并分泌胰岛素” 的微观动画，提出问题：“胰岛素是如何在细胞内‘生产’并‘运送’出去的？”

o合作探究：学生分组在平板电脑上操作虚拟细胞软件，沿着 “核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜” 的路径，动态追踪一条分泌蛋白的 “旅程”。

o 难点突破：教师利用希沃白板的投屏功能，展示某小组的操作路径，并针对关键环节（如囊泡运输）进行放大标注和讲解。

o 成果生成：小组合作，利用思维导图软件或 Canva 等工具，共同绘制并美化 “分泌蛋白合成与运输” 的流程图海报。

3. 课后・拓展延伸：各小组将数字海报上传至平台 “班级圈”，开展线上互评与点赞。教师推送 “细胞器疾病” 相关拓展阅读资料，供学有余力的学生探究。

教学反思：

本节课将数字资源作为学生探究的支架，而非教师的演示工具，有效提升了学生的参与度和空间想象能力。数字海报的制作与评价，综合考查了学生的知识整合能力与数字表达能力。

四、挑战与反思

1. 数字鸿沟问题：需关注学生家庭数字设备与网络环境的差异，在校内提供统一的学习终端与时间，确保教育公平。

2. 技术应用与教学本质的平衡：切忌为用而用，所有技术手段应服务于教学目标，避免喧宾夺主。虚拟实验不能完全替代必要的动手实操实验。

3. 教师数字素养的提升：教师需不断学习新技术、新理念，从 “技术使用者” 转变为 “学习设计者”，这是成功实施数字化教学的关键。

五、结语

在数字素养视阈下，高中生物学教学正经历一场深刻变革。教师应以人教版教材为基石，以国家智慧教育平台等资源为羽翼，积极构建一个资源丰富、交互性强、评价科学的数字化教学新生态。通过将数字素养的培养有机融入生物学知识传授与能力培养的全过程，我们不仅能让学生更高效地理解生命奥秘，更能赋能他们成为具备批判性思维、创新能力与高度社会责任感的未来公民。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部。普通高中生物学课程标准（2017年版 2020 年修订）[S]. 北京：人民教育出版社，2020.

[2] 人民教育出版社。普通高中教科书・生物学 [M]. 北京：人民教育出版社，2019.

[3] 教育部教育技术与资源发展中心。国家中小学智慧教育平台建设与应用指南（试行）[Z]. 2023.

[4] 刘恩山，曹保义。高中生物学核心素养的教学与评价 [M].北京：北京师范大学出版社，2022.