源头活水—"双新"背景下,矩道生物虚拟实验室助推高中生物课堂改革

2022/4/29 9:43:52 矩道科技 市场动态

当前我国普通高中课程改革已经进入全面推进阶段,自2020年教育部启动“普通高中新课程新教材实施国家级示范区和示范校建设”(简称“双新”),之后,高中课堂教学成了“双新”的重要阵地。

“双新”要求聚焦于育人模式改革,涉及三大问题:高中课程改革、高考评价改革和课堂教学改革。实施新课程、新教材、新高考,均需要需建设与之匹配的创新课堂。

在“双新”背景下,课堂如何推陈出新,落实减负增效?如何提升学生外显与内隐的生物学科核心素养?如何高效能达成育人目标?这些都是高中生物课堂开展中亟待解决的核心议题。


今天,小编就给大家奉上“双新”背景下极大赋予课堂改革新力量的“源头活水”—— 高中生物VR/3D虚拟仿真实验室的融合创新与应用。

矩道高中生物VR/3D虚拟仿真实验室


矩道高中生物VR/3D虚拟仿真实验室,在新课改之后的高中生物教研与教学实践中已经取非常显著的推进成效,引起广泛关注,并获得一致好评。

高中生物新课程融合研究教学研讨


“信息技术与教学深度融合”-高中生物虚拟仿真互动平台实训


南京外国语学校高中生物新课程融合展示课堂


那么,“双新”背景下极大赋予课堂改革新力量的“源头活水”—— 高中生物VR/3D虚拟仿真实验室,是如何滋养高中新课堂的融合创新与应用呢?

《关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》指出,“应积极探索基于情境、问题导向的互动式、启发式、探究式、体验式等课堂教学”

高中新课改以建构主义和多元智力理论为依据,矩道高中生物VR/3D实验室15版即将发布,开发团队充分结合新课改理念,围绕高中生物教学自身的特点,同步考虑高中生物学习的“情境”、“协作”、“交流”和“意义建构”精心设计内容,为新课标新教材实施下的教学改革提供新力量、新方向、新助力


01 通过建模创设情境,引领互动、启发与体验

新课标中的选择性必修1稳态与调节模块,“内环境如何与外界环境进行物质交换”这部分内容比较复杂且抽象。新人教版教材和新北师大版教材分别安排了“思考讨论”“实践应用建模”引导学生结合初中学过的人体消化、呼吸、循环、泌尿等知识展开讨论,并建模表示内环境与外界环境之间的物质交换关系。

抽象概念模型的构建是生物教学中的难点。矩道高中生物VR/3D实验室通过构建动态模型,打破常规教学视域限制,以虚补实,创设人体生理代谢动态场景,兼具“互动”“体验”“启发”等育人模式改革的要点,实现内环境与外界环境之间的物质交换关系高效能的“教与学”,更好地贯彻生命观念,助推生物学科核心素养的养成。

细胞与内环境物质交换动态场景VS教材图片展示

稳态调节机制动态场景VS教材图片展示


02 创设问题情境,启发探究

高中生物新课标强调学生尝试应用科学探究的方法,研究高中生物问题,验证高中生物规律,解决日常生活中的问题。因此,高中生物问题引导式教学是一个很重要的课题。

创设问题情境是为问题解决服务的,所创设的问题情境必须有理论依据、有主题、有目标、有策略、有程序,问题的表现形式可以是一个“疑问句”,也可以是一项任务或目标的陈述,更可以是一种情境的创设。

以新教材选择性必修1稳态与调节,“抗原-抗体特异性结合”为例,设计贴近实际生活的可探究、可交互的“安全输血”和“血液凝集”情境,由易到难,由简到繁,逐步探究。根据学生已有的知识水平,由浅入深,由表及里,由输血(已知现象)到血液凝集(未知原理),层层推进,在沉浸式的感知中,给学生充分思考的时间和空间使学生在每一个互动情境中都能“跳一跳摘到不同的果实”,体会到智力活动的愉快,既给学生以成功的满足,又调动了学生的思维。学生一时回答不出的问题,教师要从不同角度去启发,去引导。

①发现并肯定学生相关的生活经验——去医院输血时医生会先确认病人的血型再输血。

②创设日常课堂不能实现的多血型输血情境,模拟去医院输血的情境——输血要遵循安全输血原则。通过实验探究不同血型输血的结果“可大量输血”“可少量输血”“不可输血”不同的输血结果作为问题情境,引导学生讨论为什么同血型可以输血,而像A型血和B型血之间不可以输血?

③用生物学原理解释生活经验——例如,A型血和B型血之间输血,会出现血细胞凝集现象,通过观察血液凝集现象,继而引导学生讨论是什么引发凝集?

血液凝集原理演示(示意)

④课堂小结生活经验并指导个人健康实践,提升生命观念。


03 创设整体性课程资源,助力单元教学开展

在生物新教材实施中开展单元教学显得尤为重要。生物是一门注重逻辑思维的学科,生物概念、生物规律、科学探究方法、科学思维等内容之间有着紧密地联系,现有的按课时进行的教学将这些联系不断削弱,逐渐形成一个个碎片化的知识,学生很难通过学习建构起完整的知识结构,更不能奢望其发展进行科学推理、参与科学探究、对科学问题进行论证等能力。

因此,高中生物VR/3D虚拟仿真实验室的设计过程中用“整合”的眼光和整体的构思来挖掘生物教学内容内在的体系和结构。

光反应能量的合成知识单元示范


创新改革新课堂中,通过基于VR/3D技术的虚拟仿真实验可以更好、更便捷地探究教材中描述不确切的、没有表达出来的科学探究环节和知识要点,引领学生探究实验的过程和本质,培养学生的科学思维,契合新课标实践教学的理念,同时培养学生新课标中水平三和水平四要求的能够解决实际问题的能力。

旧式传统课堂往往止步于让学生“学进去”——听进去、看进去、想进去,殊不知,这样的学习过程是不完整的,后面的“讲出来”“写出来”“做出来”更加重要。

高中生物VR/3D虚拟仿真实验室设计理念

矩道科技坚持融合创新的理念,将继续携手各方力量,共同推进优质生物虚拟实验等教学资源的共建、共享和共用,为“双新”背景下高中生物的课堂改革持续贡献“矩道力量”。未来,矩道科技继续携手教育部门与学校,服务教育信息化建设与创新应用的教师队伍建设,推动教师充分利用现代信息技术,立足课堂创新教学模式,不断提升教育教学水平,真正实现技术赋能教育,技术为教学服务。

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