信息技術(shù)手段與生物教學(xué)深度融合的實(shí)踐

【摘要】本文以《果酒和果醋的制作》實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，闡述在高中生物教學(xué)中運(yùn)用信息技術(shù)手段的途徑，以實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合，幫助學(xué)生通過(guò)多種渠道獲得新知，提高課堂教學(xué)效率。

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù) 生物教學(xué) 《果酒和果醋的制作》

【中圖分類(lèi)號(hào)】G63 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2022）05-0090-04

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)課程標(biāo)準(zhǔn)）中指出，學(xué)校和教師應(yīng)積極創(chuàng)造條件將信息技術(shù)手段融入生物課堂教學(xué)中，從而提高課堂教學(xué)效率和培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)。教師將多種優(yōu)質(zhì)的資源，如文本、圖片和微課等，融入課前、課中和課后的生物教學(xué)中，可以優(yōu)化傳統(tǒng)的生物課堂教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)向“翻轉(zhuǎn)課堂”的轉(zhuǎn)型，使教學(xué)更有針對(duì)性，提升教學(xué)效果。

本文筆者結(jié)合人教版選修1專(zhuān)題1的課題1《果酒與果醋的制作》教學(xué)，分享借助信息技術(shù)手段開(kāi)展生物教學(xué)的途徑。

一、“智學(xué)網(wǎng)”與“希沃授課助手”簡(jiǎn)介

筆者在授課過(guò)程中主要運(yùn)用智學(xué)網(wǎng)和希沃授課助手，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)手段與生物教學(xué)的深度融合。

智學(xué)網(wǎng)是科大訊飛為了滿足學(xué)校教學(xué)需求研發(fā)的一款大數(shù)據(jù)個(gè)性化教學(xué)軟件，涵蓋學(xué)生在學(xué)校的常規(guī)作業(yè)、考試及師生、生生之間的教與學(xué)評(píng)價(jià)等。智學(xué)網(wǎng)可以與手機(jī)、平板、電腦、閱卷掃描機(jī)等各種智能設(shè)備連接，將家校、師生緊密聯(lián)系起來(lái)。它集課堂教學(xué)、微課中心、教學(xué)監(jiān)管、學(xué)情分析、閱卷和練習(xí)等多種功能于一體。教師可以利用智學(xué)網(wǎng)在課前向?qū)W生發(fā)布微課及其他學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生完成任務(wù)后智學(xué)網(wǎng)自動(dòng)生成學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行及時(shí)點(diǎn)評(píng)和教學(xué)監(jiān)管并進(jìn)行二次備課，從而在課堂上有針對(duì)性地解決共性問(wèn)題。

希沃授課助手可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)和電腦實(shí)時(shí)同屏，且具有上傳功能。教師可以當(dāng)場(chǎng)用手機(jī)把學(xué)生的作業(yè)拍下來(lái)，并運(yùn)用希沃授課助手將其實(shí)時(shí)上傳至班級(jí)大屏幕，達(dá)到共享點(diǎn)評(píng)的目的;教師還可以利用手機(jī)攝像頭將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程拍下來(lái)，投影到白板屏幕上，直播實(shí)驗(yàn)過(guò)程，讓其他學(xué)生更好地觀察典型操作實(shí)例。

二、教材分析與學(xué)情分析

《果酒與果醋的制作》是高中人教版選修1專(zhuān)題1的課題1，共2課時(shí)。它涉及理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作，旨在培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)思維和能力、實(shí)驗(yàn)操作及合作探究能力，將理論與實(shí)踐聯(lián)系起來(lái)?！豆婆c果醋的制作》與日常生活聯(lián)系緊密，酒和醋是我們生活中常見(jiàn)的飲品，學(xué)生對(duì)其制作的過(guò)程有所體會(huì)了解。本節(jié)課的目的是讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室條件下制作傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品，學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識(shí)和操作步驟，并深入理解其中的科學(xué)原理。

在學(xué)習(xí)《ATP的主要來(lái)源——細(xì)胞呼吸》之后，學(xué)生已經(jīng)掌握有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的相關(guān)知識(shí)，清楚酵母菌的發(fā)酵原理。有了這些知識(shí)作為基礎(chǔ)，學(xué)生由酵母菌的發(fā)酵原理延伸到果酒和果醋的制作原理并進(jìn)行相關(guān)操作便不是難事。學(xué)生可以通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，特別是設(shè)計(jì)發(fā)酵裝置，體驗(yàn)科學(xué)探索過(guò)程，發(fā)展合作探究精神和增強(qiáng)民族自豪感。

三、教學(xué)目標(biāo)

（一）知道制作果酒和果醋需要的菌種、果酒和果醋的制作原理及其反應(yīng)式;能說(shuō)出制作果酒和果醋的實(shí)驗(yàn)流程，正確理解影響發(fā)酵的因素。

（二）根據(jù)果酒和果醋的實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)果酒和果醋制作過(guò)程，體驗(yàn)實(shí)際操作，對(duì)果酒制作結(jié)果進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)分析能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S能力。

（三）積極主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，在積極探究和實(shí)際操作過(guò)程中收獲相關(guān)知識(shí)，體驗(yàn)成功的樂(lè)趣，增強(qiáng)對(duì)學(xué)習(xí)的興趣;通過(guò)追溯釀制果酒的歷史，培養(yǎng)民族自豪感。

四、教學(xué)設(shè)計(jì)思路

《果酒和果醋的制作》的教學(xué)重點(diǎn)是說(shuō)明果酒和果醋的制作原理及設(shè)計(jì)制作裝置，難點(diǎn)是制作過(guò)程中發(fā)酵條件的控制。根據(jù)重難點(diǎn)以及課程標(biāo)準(zhǔn)的合作探究要求，筆者設(shè)計(jì)了如圖1所示的教學(xué)思路。

五、教學(xué)主要環(huán)節(jié)及設(shè)計(jì)意圖

（一）發(fā)布微課，明確學(xué)情

教師在課前通過(guò)智學(xué)網(wǎng)向?qū)W生發(fā)布微課“《果酒和果醋的制作》理論”視頻和“《果酒和果醋的制作》的實(shí)驗(yàn)操作”視頻，并布置相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)。學(xué)生觀看老師發(fā)布的微課，自主學(xué)習(xí)，把不懂的內(nèi)容記錄下來(lái)并利用智學(xué)網(wǎng)進(jìn)行反饋。智學(xué)網(wǎng)直接統(tǒng)計(jì)出學(xué)生作答的相關(guān)數(shù)據(jù)，教師根據(jù)學(xué)情反饋進(jìn)行二次備課。

設(shè)計(jì)意圖：“《果酒和果醋的制作》理論”視頻囊括了整節(jié)課的基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)生通過(guò)觀看此視頻，對(duì)整節(jié)課內(nèi)容就有了基本的了解，可以根據(jù)視頻中的知識(shí)做些基礎(chǔ)練習(xí)進(jìn)一步鞏固印象。而“《果酒和果醋的制作》的實(shí)驗(yàn)操作”視頻則包括了基本實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作步驟和過(guò)程，學(xué)生觀看此視頻，對(duì)果酒和果醋的制作及注意事項(xiàng)就有了更直觀形象的感受，這樣學(xué)生在課堂上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作就會(huì)更快速準(zhǔn)確，減少實(shí)驗(yàn)誤差。

（二）問(wèn)題導(dǎo)學(xué)

教師在課前通過(guò)智學(xué)網(wǎng)發(fā)布本節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)，包括展示本節(jié)課的基礎(chǔ)知識(shí)，提出與本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)、課堂流程等相關(guān)的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)設(shè)計(jì)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考本節(jié)課的主要內(nèi)容，讓學(xué)生了解課堂的主要環(huán)節(jié)，將被動(dòng)吸收知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)。教師利用智學(xué)網(wǎng)的數(shù)據(jù)收集功能，了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況和學(xué)習(xí)難點(diǎn)，進(jìn)行二次備課，從而更有針對(duì)性地突破重難點(diǎn)。

（三）課堂合作釋疑

學(xué)生分小組進(jìn)行合作探究，學(xué)習(xí)重要知識(shí)點(diǎn)，探究實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

1.果酒的制作原理

教師提出以下問(wèn)題，并利用希沃授課助手將部分學(xué)生的答案拍照上傳到屏幕。

（1）制作果酒所需要的微生物是什么？它的繁殖方式和代謝類(lèi)型是什么？它的適宜溫度范圍是多少？

（2）制作果酒的實(shí)驗(yàn)原理是什么？

學(xué)生分小組討論思考，各小組成員做好分工，安排記錄人員、匯報(bào)員等，最終將小組答案呈遞給老師拍照上傳共享，隨后就屏幕上各組的答案進(jìn)行相互點(diǎn)評(píng)。

設(shè)計(jì)意圖：設(shè)計(jì)問(wèn)題的目的是激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在興趣和學(xué)習(xí)激情;通過(guò)小組合作，解決學(xué)習(xí)基本理論知識(shí)時(shí)存在的困難。教師利用希沃授課助手將學(xué)生答案共享到屏幕，讓學(xué)生圍繞他們的答案思考、討論、點(diǎn)評(píng)，隨后參照自身，加深印象，進(jìn)一步鞏固基礎(chǔ)知識(shí)。

2.果醋的制作原理

（1）制作果醋所需要的微生物是什么？它的繁殖方式和代謝類(lèi)型是什么？它的適宜溫度范圍是多少？

（2）制作果醋的實(shí)驗(yàn)原理是什么？

學(xué)生思考、討論上述兩個(gè)問(wèn)題，教師利用希沃授課助手拍照上傳答案共享。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)問(wèn)題循循誘導(dǎo)、層層推進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生由思考簡(jiǎn)單問(wèn)題到思考根本問(wèn)題，由個(gè)別思考到全體互動(dòng)討論，集思廣益，為后面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)打下良好的理論基礎(chǔ)。

（四）果酒和果醋制作的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及操作

1.果酒和果醋實(shí)驗(yàn)流程示意圖

學(xué)生閱讀課本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，分小組畫(huà)出果酒和果醋實(shí)驗(yàn)流程示意圖，明確果酒和果醋的制作流程。教師利用希沃授課助手拍照共享（如圖2所示）。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)合作探究，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神，使其享受探索的樂(lè)趣，為后面的實(shí)驗(yàn)操作理清思路。

2.果酒和果醋的實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)

學(xué)生閱讀資料，小組合作設(shè)計(jì)發(fā)酵裝置，思考以下問(wèn)題。

（1）為什么要設(shè)置充氣口、排氣口和出料口？它們分別有什么作用？

（2）排氣口膠管為什么要設(shè)計(jì)成彎而長(zhǎng)？

學(xué)生通過(guò)閱讀討論，得出答案。

設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和核心素養(yǎng)，讓學(xué)生懂得科研的成功需要技術(shù)手段的支持。

3.果酒和果醋的實(shí)驗(yàn)操作

教師播放制作果酒和果醋的實(shí)驗(yàn)操作視頻，學(xué)生觀看視頻后分小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，并思考以下問(wèn)題。

（1）你認(rèn)為葡萄應(yīng)先沖洗還是先去梗？為什么？

（2）發(fā)酵液裝瓶后要保留剩余空間的原因是什么？

教師利用手機(jī)攝像頭將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程投屏到屏幕。學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)互動(dòng)和根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作提出新問(wèn)題，師生一起解決問(wèn)題。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生親自參與實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)動(dòng)手的過(guò)程，由實(shí)踐得出真知，感受成功的喜悅，獲得學(xué)習(xí)和探索的樂(lè)趣。

4.成果展示與評(píng)價(jià)分析

教師將各組發(fā)酵成品拍照上傳，并布置各小組進(jìn)行成果展示與評(píng)價(jià)。

（1）觀察各小組制作成品的顏色、氣味等。

（2）每人品嘗成品，談?wù)勛约旱母惺堋?/p>

（3）各小組對(duì)成品進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。

學(xué)生對(duì)發(fā)酵成品進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，掌握評(píng)價(jià)方法。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)分析與評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)成果，激發(fā)學(xué)生的成就感和自豪感，激發(fā)學(xué)生更強(qiáng)的探索欲望，使其進(jìn)一步探求新知。

（五）課題延伸：果酒和果醋的鑒定方法

教師出示兩個(gè)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考。

1.怎樣檢測(cè)果酒的存在？

2.怎樣快速檢測(cè)果醋的存在？

學(xué)生重溫以前學(xué)過(guò)的知識(shí)，根據(jù)在酸性條件下，重鉻酸鉀與酒精反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色這個(gè)原理，快速得出可以用重鉻酸鉀檢測(cè)果酒這個(gè)結(jié)論。要證明是否有果醋，則可直接品嘗或者用pH試紙進(jìn)行檢測(cè)。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生將已掌握的知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際生活，開(kāi)拓學(xué)生的視野。

（六）知識(shí)檢測(cè)與評(píng)價(jià)

本節(jié)課開(kāi)展了師生交流和當(dāng)堂習(xí)題檢測(cè)等多方面的評(píng)價(jià)。在每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)后，都設(shè)計(jì)有課堂練習(xí)等活動(dòng)檢測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，師生、生生之間進(jìn)行相互評(píng)價(jià)，查漏補(bǔ)缺。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)當(dāng)堂練習(xí)，學(xué)生可以檢測(cè)出自己是否掌握該教學(xué)環(huán)節(jié)的知識(shí)，進(jìn)而聽(tīng)取老師和其他同學(xué)的評(píng)價(jià)鞏固知識(shí);學(xué)生通過(guò)對(duì)其他同學(xué)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，感受到當(dāng)小老師的樂(lè)趣，對(duì)科學(xué)探究更有興趣，對(duì)所學(xué)知識(shí)印象更深刻。

六、教學(xué)反思

本節(jié)課主要包括課前自學(xué)檢測(cè)和課堂分小組合作探究?jī)刹糠?。學(xué)生根據(jù)老師課前發(fā)布的學(xué)習(xí)任務(wù)觀看微視頻并完成相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)整理，初步了解整節(jié)課的內(nèi)容。掌握了基礎(chǔ)理論知識(shí)和明確學(xué)習(xí)思路后，學(xué)生在課堂上進(jìn)行合作探究和實(shí)驗(yàn)操作就更簡(jiǎn)單易懂，減少實(shí)驗(yàn)誤差，節(jié)省了很多時(shí)間。這節(jié)課，利用微視頻、智學(xué)網(wǎng)及希沃授課助手等信息技術(shù)手段，很好地實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)課堂教學(xué)向翻轉(zhuǎn)課堂的轉(zhuǎn)型，有效地發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的合作探究精神和主動(dòng)學(xué)習(xí)能力，提高了課堂效率。課堂氣氛熱烈，教學(xué)效果不錯(cuò)，但還有一些不足之處。

（一）實(shí)驗(yàn)探究時(shí)間不足

一般果酒和果醋常溫下進(jìn)行發(fā)酵至少需要兩三天，但是一節(jié)課時(shí)間只有四十分鐘，所以本節(jié)課學(xué)生并沒(méi)有馬上得到實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品。在課堂合作探究過(guò)程中，有幾個(gè)探究環(huán)節(jié)，特別是實(shí)驗(yàn)操作，有些小組在時(shí)間安排上不夠緊湊，導(dǎo)致最終匆忙完成實(shí)驗(yàn)操作。教師可以引導(dǎo)學(xué)生在課前逐一確定各小組成員的分工，多次觀看微課操作視頻熟悉實(shí)驗(yàn)流程。強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的合作探究精神和團(tuán)結(jié)互助精神。在課堂上完成制作果酒和果醋的實(shí)驗(yàn)操作后，每個(gè)小組可以派代表到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行觀察記錄。

（二）沒(méi)能?chē)?yán)格控制無(wú)菌條件

果酒和果醋的制作應(yīng)該在無(wú)菌條件下進(jìn)行操作，避免其他菌類(lèi)污染而影響果酒和果醋的口味。但是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室的條件有限且學(xué)生人數(shù)多，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室擁擠、嘈雜，難免有個(gè)別小組的實(shí)驗(yàn)操作沒(méi)有達(dá)到無(wú)菌條件，最終制作出來(lái)的果酒和果醋的口味不佳。筆者認(rèn)為，教師可在課前對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行消毒，并在實(shí)驗(yàn)前向?qū)W生強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)，要求學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前對(duì)雙手進(jìn)行消毒處理;若實(shí)驗(yàn)室過(guò)于擁擠，可讓學(xué)生分批進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

本節(jié)課將信息技術(shù)有效地融入生物課堂教學(xué)，解決了因?yàn)樯飳W(xué)習(xí)內(nèi)容抽象導(dǎo)致學(xué)生理解存在困難等問(wèn)題，給生物課堂帶來(lái)了新的活力，改變了課堂教學(xué)模式，有效地實(shí)現(xiàn)了生物核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。將信息技術(shù)運(yùn)用到課堂中，給生物教學(xué)帶來(lái)了發(fā)展也帶來(lái)了挑戰(zhàn)，教師還需不斷提高教學(xué)技能，以適應(yīng)信息技術(shù)給教育教學(xué)帶來(lái)的變化。

作者簡(jiǎn)介：韋穎超（1984— ），廣西容縣人，一級(jí)教師，研究方向?yàn)橹袑W(xué)生物教學(xué)研究。

（責(zé)編 劉小瑗）