数字化环境下高中生物课堂教与学的转型研究

教育数字化转型已成为推动新课程改革的重要方向，高中生物课堂作为学科教学的重要组成部分，受到数字技术的深刻影响。人教版高中生物教材注重知识的系统性与实验的探究性，而数字化环境为其内容的呈现与实践提供了新的支撑。通过交互平台、多媒体资源、虚拟实验和大数据分析，教学活动不再局限于课本与课堂，学生学习的时空被极大拓展，教师也从单一的讲授者逐渐转型为学习引导者与资源整合者。

一、数字化环境下高中生物课堂教学的转型路径

（一）信息化资源推动教材内容的再现与拓展

数字化技术是指以计算机科学为核心，通过信息编码、存储、处理和传输等技术手段，将各类模拟信号转换为二进制数字信号的技术集合体。在教育领域，数字化教学作为教育信息化的核心实践，本质上是依托信息技术手段和网络教育平台对传统教育模式进行革新与升级的新型教学形态。数字化技术能为高中生物教学提供更具互动性和沉浸感的学习体验。如在实际教学中，高中生物教师可利用虚拟实验室，模拟基因编辑与基因突变过程，让学生更加深入地理解遗传学原理。还可通过数字图谱、动画视频等资源，将教材中抽象的细胞代谢、生态系统物质循环等内容动态化呈现，同时链接前沿生物研究成果，帮助学生突破教材局限，拓宽生物学科认知视野。

（二）课堂教学方式因数字平台而实现多样化

在数字化平台的支持下，高中生物课堂不再局限于单向讲解和被动聆听，教师可以通过翻转课堂、混合学习和小组合作等多种形式组织教学。例如，在讲解“遗传的基本规律”时，教师可以利用在线互动平台布置探究任务，学生通过查阅数据库或模拟实验平台完成推理，再将结果在课堂上展示与讨论。这种方式增强了课堂的互动性与生成性，改变了传统以教师讲授为核心的教学格局。

（三）教师角色转变促进课堂结构的重塑

随着数字化技术广泛应用于高中生物教学，教师角色发生了深刻变化。教师不再只是知识的传授者，而是学习活动的组织者、信息资源的筛选者和学习过程的引导者。在学习“生态系统的能量流动”时，教师不仅提供教材中的核心知识，还会指导学生利用仿真平台进行能量转化的模拟实验，引导学生观察实验结果并进行分析。这种方式使学生在学习过程中由被动接受转向主动探究，教师更多承担促进者和指导者的职责。课堂结构也随之改变，教学流程从单向灌输逐渐转向以问题为驱动、以探究为核心的模式。教师通过任务驱动与情境创设，将数字化资源与教学目标相结合，营造开放性与探索性的课堂氛围，实现了教学结构与角色关系的深度重塑。

二、数字化环境下高中生物学习方式的革新

（一）自主学习能力在个性化学习路径中得到强化

高中生物学习内容覆盖面广，知识点复杂，学生在学习过程中常因个体差异而表现出不同的理解水平。数字化环境为学生提供了自主选择学习内容与路径的可能。通过学习平台，学生能够根据自身的兴趣和学习节奏安排学习任务，在掌握教材基本知识的基础上，延伸阅读相关资料或观看实验视频，加深对知识的理解。例如，在学习“基因表达与调控”时，部分学生可以选择补充学习分子生物学的研究进展，而学习基础薄弱的学生则可以反复观看知识点讲解视频，进行针对性练习。这种个性化的学习路径让学生的自主学习能力得到显著提升，学生在主动选择和反复探索中逐渐形成自我监控与自我调节的学习习惯，有助于建

立终身学习的意识与能力。

（二）合作探究能力在数字化协作平台中不断增强

生物学科的许多知识点需要通过合作探究来深入理解，数字化协作平台为学生提供了便捷的交流渠道。在学习“进化的基本原理”时，学生可以借助在线论坛或共享文档分组开展课题研究，每个成员承担不同任务，如资料收集、实验设计、结果分析等，最后在平台上整合成果。这种合作探究不仅突破了时间和空间的限制，还强化了学生在真实情境中解决问题的能力。教师在过程中发挥指导作用，引导学生合理分工、科学探讨，避免单一成员的负担过重。数字化协作使学生在群体讨论中学会倾听、表达与反思，促进了团队合作意识和科学探究精神的养成。

（三）实验探究方式在虚拟实验环境中不断创新

实验教学是高中生物的重要组成部分，但受限于实验条件和安全因素，部分实验难以在现实中开展。虚拟实验环境的建设为这一问题提供了突破路径。学生在虚拟实验室中能够模拟进行如“光合作用速率影响因素”的实验，通过参数设定和数据记录了解不同条件下实验结果。虚拟实验不仅消除了安全风险和资源消耗，还能重复操作、对比多种变量，帮助学生深入理解实验原理。与现实实验结合使用，虚拟实验成为课堂教学的重要补充，激发了学生的实验兴趣和探究欲望。教师可以根据教材实验内容设计数字化探究任务，鼓励学生在虚拟环境中尝试不同方案并进行结果分析。这种创新的实验探究方式拓展了传统实验教学的边界，为学生构建系统的科学探究能力提供了有力支持。

（四）思维方式转型促进学生科学素养的全面发展

在数字化环境中，学生的学习不再局限于记忆和理解层面，而是逐渐向批判性思维与创新思维转型。人教版高中生物教材中包含大量需要逻辑推理与综合分析的知识点，如遗传规律和生态系统的平衡问题。通过数字化学习平台，学生能够获取多维度的信息资源，并在分析和对比中形成独立见解。在完成“群落演替”学习任务时，学生不仅依赖教材知识，还可以结合平台数据进行案例分析，从而形成对生态变化的系统理解。这一过程要求学生不断提出问题、验证假设并优化思路，培养了其批判性与创造性思维。数字化环境强调学习过程的开放性和多样性，使学生在解决问题中提升科学思维品质，促进生物学科核心素养的全面落实，也推动其整体科学素养与综合能力的发展。

三、结束语

数字化环境为高中生物课堂的教与学带来了前所未有的机遇与挑战。教师的教学方式因信息化而转型，课堂结构逐渐走向开放与多元，学生的学习方式也在自主化、合作化与探究化的路径中不断革新。人教版高中生物教材与数字化资源的深度融合，使课堂从知识传授迈向能力培养，为培养符合新时代需求的科学素养人才奠定基础。

参考文献

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