信息技术促进深度学习的初中生物教学设计浅析——以《节肢动物》为例

何夏森

信息技术促进深度学习的初中生物教学设计浅析——以《节肢动物》为例

何夏森

（泉州第五中学，福建泉州362000）

本文基于以福建教育资源平台为支撑的“天喻教育智慧课堂”系列软件，整合电子白板、移动讲台、学生平板等智能设备，通过北师大版八年级生物学的教学实践，探讨运用信息技术互动模式促进学生在初中生物课堂中深度学习的有效做法。

信息技术；深度学习；初中生物

《初中生物新课程标准（2011版）》明确提出“提高每个学生的生物科学素养”的课程基本理念，这要求教师借助一定的信息技术手段，设计探究学习活动，引导学生深度学习，培养学生的生物科学素养。

本研究出现的深度学习是指教育领域中的深度学习。在教师引领下，学生围绕具有挑战性的学习主题，全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程。在这个过程中，学生掌握学科的核心知识，理解学习的过程，把握学科的本质及思想方法，形成积极的内在学习动机、形成积极的情感、态度、正确的价值观，成为既具独立性、批判性、创造性又有合作精神、基础扎实的优秀的学习者。

本研究借助我国学者吴秀娟等人构建的深度学习一般过程模型（如图1），基于以福建教育资源平台为支撑的“天喻教育智慧课堂”系列软件，整合电子白板、移动讲台、学生平板等设备，通过教学实践探讨信息技术促进初中生物课堂深度学习的有效做法。

图1　深度学习一般过程模型

一、例析初中生物深度学习教学设计——《节肢动物》

本课内容是北师大版《生物学》八年级下册第二十二章第4节第3课时。本设计注重让学生通过多手段的观察、对比，引导学生将观察到的形态结构列表比较，既求异更求同，归纳节肢动物和昆虫的主要特征，并尝试将动物进行归类，侧重促进学生通过深度学习提升认识、思维水平，并达成多维的教学目标。

知识与技能方面，学生要达成能够概述节肢动物和昆虫的主要特征，识别节肢动物和昆虫，举例说明节肢动物与人类的关系。过程与方法方面，学生通过对比不同类群的动物，区分它们的异同，思考这些结构与功能的关系，学习归纳总结的方法，达到提升科学思维的目标。参与“观察动物模型”和“将动物进行分类”等学习活动，学生可以增强观察能力、分析问题能力、语言表达能力等。情感态度与价值观方面，学生应体会动物的多样性，认识到不同类群的生物与人类的关系，强化热爱动物、保护动物的情感。

本设计利用模型、图片、视频等素材，通过教师的引导，让学生不断受到启发，通过推理、分析，归纳出动物的共同特征，降低学生的理解难度，从而促进学生对知识的理解和掌握，使学生积极参与到教学活动中去。

（一）预备与激活原有知识

课前先让学生票选“蝗虫、蜻蜓、螃蟹、蜘蛛、蜈蚣”五种动物中的昆虫。课堂上教师开篇通过PPT展示票选结果，学生对票选结果抱有浓厚的兴趣。创设由学生亲身参与的情境引入新课，可激发出学生原有的知识和经验，便于在后续学习活动中通过观察和思考构建新概念，为深度学习做好铺垫。

（二）获取知识

学生获取知识的过程需要经历选择性知觉、知识分解、具体分析三个步骤。了解学生原有的认知水平和激活原有知识，为接受和加工信息奠定了基础。随后，教师围绕教学目标向学生呈现大量的事实证据，引导学生在理解的基础上获取新知识，再将这些新旧知识信息整合纳入原有的认知结构中。

1.认知昆虫的主要特征

教师事先准备可拼装的蝗虫塑料模型和学生平板上的蝗虫结构标签题。学生打开装有蝗虫模型零件的1号袋，先观察蝗虫模型各部分的主要结构，再参照图片动手拼装模型，之后在平板上完成蝗虫主要结构的标签题。每位学生完成标签题后提交，都可以立即查看正误。请个别学生依照标签题的结果，说出蝗虫各部分各有什么结构，总结蝗虫的主要特征。学生接着打开装有蜻蜓模型的2号袋，观察蜻蜓模型，说出与蝗虫的共同点。学生可观察到蜻蜓模型多方面的特征，此时他们需要进行选择性处理，再对照蝗虫的主要特征，得出两者的共同特征。教师及时通过问题引导，学生便不难归纳出“昆虫具有头、胸、腹三部分，胸部有三对足，多有两对翅”的主要特征。

学生继续观看蝗虫在田野、沙漠等相对干燥的环境中取食、跳跃、飞行等活动的视频，思考昆虫身体和附肢分节的作用。教师及时引导学生从蝗虫活动的灵活性、灵敏度、活动范围等角度思考，学生很快就能发现分节的身体和附肢使昆虫能适应在广阔的干燥陆地上生活。

2.认知节肢动物的主要特征

教师事先准备好课前票选的五种动物中余下三种的模型。学生打开装有螃蟹、蜘蛛、蜈蚣的3号袋，一起观察比较五种动物模型，将“身体是否分节、有几对足、足是否分节、有无触角、有无翅、是否有外骨骼”等特征填写在纸质表格中，找出异同点。通过教师引导，学生不难发现，蝗虫和蜻蜓在这六个方面的特征都相同，同属于昆虫；螃蟹、蜘蛛、蜈蚣不符合刚才总结出的昆虫的主要特征，因此不属于昆虫，但它们和昆虫仍存在“身体分节、足分节、有外骨骼”等共同特征，因此这五种动物都属于节肢动物。对照比较表的记录，学生便能总结出节肢动物的主要特征为“身体和附肢均分节，体表被有坚韧的外骨骼”。至此，学生已经通过获取新知识，找到课前票选活动的正确答案，实现将新旧知识信息整合纳入原有的认知结构中。

（三）深度加工知识

经过上述过程，一般意义的学习已经发生，但容易停留在浅层学习的阶段。深度学习是复杂的信息处理过程，学生要对已激活的原有知识和刚获取的新知识进行精细、有效地处理，就需要经历构建关联、知识整合、批判性分析三个步骤。

图2

1.将五种节肢动物归类

教师事先设计好将五种节肢动物归类的平板标签题（如图2），发送给学生的平板。学生在已经明确五种动物都属于节肢动物，且只有蝗虫、蜻蜓属于昆虫的基础上，依据动物的名称、特征和题目的图形设计等已知信息，很快能做出准确的判断。至此，学生已经构建出节肢动物门的主要分类，得出五种动物之间的关联。知识不再是孤立的碎片凌乱地堆砌在学生的脑中，而是已经于无形中渐渐整合成知识体系。

2.依据主要特征找出节肢动物和昆虫

教师提供含有“蜗牛、龙虾、蚊子、蚯蚓、乌贼、牡蛎、蟑螂、马陆、蝎子”九幅图片的归类题，发给学生的平板。学生依据刚才总结出的节肢动物的两个主要特征，观察图片，找出符合“身体和附肢分节”和“被有外骨骼”特征的动物，即可准确找出“龙虾、蚊子、蟑螂、马陆、蝎子”属于节肢动物。

教师再提供包含“A.蝴蝶和蚯蚓；B.蜜蜂和龙虾；C.蚂蚁和蝎子；D.蚊子和苍蝇”四个选项的单选题，学生需找出都属于昆虫的一项。学生在平板上点击单选题的选项，图片可以放大，能清晰地观察图片上动物的结构特征。学生依据昆虫“具有三对足，多有两对翅”的特征，很快就能找出蚯蚓、龙虾、蝎子不属于昆虫，正确答案为D。

这两道互动试题的设计，让学生尝试从初步形成的知识体系中提取有用的信息解决新的问题。这一过程需要经过反复训练，才能熟练掌握。

3.讨论节肢动物与人类的关系

教师发送弹幕评论功能，每一位学生都可以在平板上打字发言，讨论节肢动物与人类的关系，发言全部在电子白板上展示。教师对学生的讨论过程及时评价，再一起总结出节肢动物对人类有益和有害的方面。学生结合已有的生活经验，以批判或怀疑的态度看待新知识和新问题，在新的知识体系中形成自己的判断，达成批判性分析这一步骤。

（四）迁移应用

教师出示兰花螳螂的图片及兰花螳螂被宠物爱好者争相购买的有关资料。学生阅读资料，依据图片判断出兰花螳螂属于节肢动物，再思考、发表对买卖兰花螳螂这一行为的看法。教师评价学生的发言。学生从中体会动物的多样性，强化热爱动物、保护动物的情感。深度学习的最终目的是解决真实情景中的复杂问题。学生能运用学习到的生物学知识解释、解决真实生活、考试情境等中的现象和问题，才可称为实现深度学习。

（五）评价

为确保学生一直处于深度学习中，多元的评价形式应当贯穿整个学习过程。

本研究使用的标签题、归类题、单选题，电子白板都能实时查看全班学生完成题目的进度、正确率和错误名单，学生端提交答案后能立即查看答案；学生发表的“弹幕评论”，教师端可以同步显示，教师可以实时评价学生的发言。“蝗虫的主要结构”标签题正确率趋近95%；“将五种节肢动物归类”标签题正确率超过97%；“找出节肢动物”归类题和“找出昆虫”单选题正确率均达到100%。教师及时点开答题结果，查看错误名单，并在之后的教学环节中，着重关注这几个学生，请他们发言，促进他们深入思考。

观察比较五种动物的六方面特征时，学生将观察结果记录在纸质表格中，小组轮流汇报观察结果，其他小组及时评价或补充，教师再进一步评价，学生如发现记录不正确就及时修改。被评价的小组或学生可以知道在当下的学习环节中自身的优缺点，从而不断完善自己的学习过程。

二、信息技术促进深度学习的有效做法

（一）互动试题推进深度学习进程

教师备课时可通过“天喻教育智慧课堂”下的“教学助手”软件设计多种多样的互动试题，包括单选题、多选题、判断题、分类题、标签题等十几种常见题型，在课堂上发送给每一位学生的平板。教师根据教学环节的需要，设计易操作、互动性强、有成就感、在限定的时间内完成所学内容的检查和巩固的试题。平板适合展示高清图片，因此多使用高清图片代替文字表述，能让试题更直观、明了，便于学生快速筛选获取信息，为学生提供更多的时间和精力发展高阶思维，达成生物课堂的深度学习。

互动试题应设计为“让学生跳一跳就能达到”的难度，循序渐进地增加难度。若该环节的学习目标较简单，学生通过自学、合作探究就能完成（如上例中观察蝗虫模型的结构），互动试题就可以和探究活动合在一起，作为探究的结果呈现。若该环节的学习目标较复杂，知识点间的关联难度较大（如上例中将五种节肢动物归类），则需教师在互动试题之前做足铺垫，充分讲解之后再实施互动试题，作为展示评价环节。

（二）课堂实录反馈深度学习结果

在“天喻教育智慧课堂”下的“互动课堂”进行的全部教学活动数据，都会同步被记录下来，供教师课后查看反馈。学生进行的每一个互动试题的时间、正确率、错误名单等数据，非常有利于教师做教学反思和给学生做过程性评价。同时，开展深度学习活动的效果也有了量化的数据，这使得教师日后能够对学生个体乃至班级，做到精准帮扶，细化到深度学习过程中的每一个环节。

（三）建立教学资源信息库

该系列软件由福建省教学资源平台支撑，教师使用时可共享全网资源，每一节新建的课件、视频、试题资源也都能储存在福建省教育教学资源网中。同教研组的教师长期使用之后，就能构建适合本校本学科教学实际的校园教学资源信息库，达到资源共享。这样也能推动教师在教学中运用信息技术，改变教学方式，探索适合本学科特点的教学模式。

三、展望

深度学习体现的是高阶思维和高认知水平。信息技术融合的生物课堂，能提供更多的认知工具、学习方式分担学生的认知负荷。未来的生物课堂教学应该是传统教学与互动教学相结合，借助信息技术灵活开展多种教学组织形式，以分组教学、小组合作学习等多样化的教学组织形式，调动学生的注意力，发展学生的高阶思维。学生可以通过资料检索、调查、实验、讨论等多样化的方式获得知识，以获得更高、更好的学习质量。在信息化技术不断发展的将来，完善信息技术与初中生物教学的充分融合，将会更加凸显两者在各自领域的成就，更加高效地推动学生的深度学习及其成效。

[1] 吴秀娟.基于反思的深度学习研究[D].扬州:扬州大学,2013.

[2] 董冬.学生生物学科核心素养水平评价设计与实践[J].教师教育论坛,2017(10):27-30.

[3] 刘春玲.电子书包环境下基于问题解决的初中生物教学设计与实践研究[D].西安:陕西师范大学,2016.

R857.3

A

1002-7661(2022)11-0034-03

本文为以下课题研究成果：1、2020年泉州市基础教育教学改革专项课题“信息技术环境下促进初中生物深度学习的实践研究”（课题编号：QJYKT2020—11）；2、福建省教育科学“十三五”规划2020年度常规课题立项“大概念统整下的初中生物精准教学实践研究”（立项批准号：FJJKCG20-081）。