数字技术在初中生物学教学中的应用及分析

    付阳海

    随着教育数字化转型推进，数字技术与学科教学融合成为教学改革关键。初中生物学教学内容抽象性与学生具象思维的矛盾，可通过数字技术化解。本文基于贵州省凤冈县“数字技术支持下的初中生物学大单元教学设计研究”（课题批准号：C00030） 中期实践数据，运用多种研究方法，分析数字技术在初中生物学教学中的应用现状与问题，结合相关政策预判应用趋势，为同类研究提供借鉴。

    一、数字技术在初中生物学教学中的应用现状

    课题组于2024年9月至2025年7月，对凤冈县5所初中200余名师生问卷调研，访谈4所代表性学校，结合8个章节大单元教学实践数据，从三方面梳理现状。

    （一） 应用场景：覆盖“教-学-评”全环节，但深度不足。

    1.授课环节。89%教师用多媒体课件辅助教学，如“人体的物质运输”单元用Flash动画展示血液流动，“绿色开花植物的生活史”单元用延时视频展示生长过程。但仅12%教师开展互动教学，学生多被动接受。

    2.备课环节。76%教师在线搜索资源，却多直接套用或简单修改，仅15%教师会结合学情二次开发。如“人体的能量供应”单元备课，多数教师未补充农村学生熟悉的案例。

    3.作业与评价环节。58%教师用在线平台布置电子作业并自动批改，但对探究性、实践性作业支持不足，仅8%教师要求学生数字化完成“生态系统”单元作业。92%教师以传统笔试评价，缺乏对核心素养的系统评价工具。

    （二） 技术类型：基础技术普及，智能技术应用滞后。

    1.基础数字化技术。91%教师常用多媒体技术，78%常用在线教育平台。如“认识生物和生物学”单元用平台视频结合本地资源教学，“人体的营养”单元共享交互式课件。

    2.智能技术。仅23%教师尝试虚拟实验，且集中于特殊实验项目；仅5%教师接触AI工具。农村学校因设备限制无法开展虚拟实验，部分城区教师用AI分析作业却未调整教学策略。

    （三） 应用效果：学生兴趣与教师素养双提升，但城乡差异显著。

    1.学生层面。85%学生认为数字技术让生物学更有趣，79%学生表示能更好理解知识。“人体的能量供应”单元测试，用数字技术班级知识点正确率高18%；“生态系统”单元课后，学生环保意识增强。但农村学校因设备问题，仅62%学生认可其作用，远低于城区的91%。

    2.教师层面。参研教师通过培训、观摩等，数字素养与教学设计能力提升。如冯杉设计“心脏结构交互式模型”突破教学难点，2名教师教学设计获省级三等奖。

    二、数字技术在初中生物学教学应用中存在的问题

    （一） 设备配备不均衡。城乡差异显著，农村学校“硬件不足”。

    1.城区学校。基本实现“班班通”，部分班级有学生平板，但设备更新慢，部分多媒体一体机使用超8年，运行卡顿，学生平板数量不足。

    2.农村学校。78%班级多媒体设备使用超10年，画面模糊、音响失真；实验室无数字化仪器，无法开展需实时数据采集的实验；部分学校无网络，教师难获在线资源，数字技术应用仅停留在播放PPT。

    （二） 师资能力有短板：技术整合能力弱，理念更新滞后。

    1.技术操作能力。90%教师熟练基础办公软件，75%教师会搜索资源，但仅18%教师会制作个性化实验视频，9%教师会设计虚拟实验，3%教师接触AI作业分析工具。教师反映没时间学习高阶技术。

    2.教学整合能力。部分教师误解技术融合，如“人体的能量供应”单元播放无关动画，大单元设计碎片化，未整合技术与教学目标，也未理解大单元设计理念。

    （三） 教学资源待优化：质量参差不齐，系统适配性差。

    1.资源质量。在线资源质量不一，存在内容错误、形式大于内容、超纲等问题，且无统一筛选标准，教师甄别耗时，部分直接用低质量资源。

    2.适配性。资源多通用，与地方教材、学情脱节。如凤冈县用人教版教材，部分资源却基于其他版本；农村资源少城市场景案例，且缺乏分层设计。

    3.资源管理。资源分散存储，无统一平台，复用率低，优质资源仅校内共享，辐射范围小。

    （四） 评价体系不健全：过程性评价缺失，素养导向不足。

    1.评价方式。92%教师以笔试为主，侧重知识记忆，忽视对科学思维、探究能力等核心素养的评价，课堂观察记录模糊，无系统工具。

    2.评价技术。教师未充分利用数字工具开展过程性评价，如“生态系统”单元未数字化存档学生实践资料，在线答题仅关注正确率，未分析薄弱点。

    三、数字技术在初中生物学教学中的应用趋势

    结合政策与课题实践，未来数字技术应用将呈现四大趋势。

    （一） 技术应用：从“基础可视化”向“智能交互化”进阶。

    1.虚拟实验常态化。针对农村学校设备不足，依托平台资源库开展特殊实验，课题将开发基础版与进阶版虚拟实验资源，满足不同学校需求。

    2.AI工具场景化。AI工具将渗透教学全环节，备课阶段推荐适配资源与方案，授课阶段反馈课堂数据，评价阶段生成个性化学习建议，解决评价问题。

    （二） 资源建设：从“零散复用”向“系统适配化”完善。

    1.建立资源筛选标准。联合凤冈县教育科研所，从内容准确性、形式适配性、教学实用性制定标准，确保资源可用。

    2.开发本地化资源。结合凤冈县农村特点，补充农村场景资源，鼓励农村教师参与创作，形成城乡互补体系。

    3.构建分层资源体系。按设备与学生能力，将资源分基础层、提升层、创新层，实现因材施教。

    （三） 教学设计：从“技术叠加”向“大单元系统融合”深化。

    1.强化大单元设计培训。通过培训与案例示范，如“人体的物质运输”单元教学，让教师掌握技术服务教学目标的设计方法。

    2.形成融合模板。提炼优秀案例，形成模板，明确设计流程，帮助教师快速融合技术与内容。

    （四） 应用推进：从“城乡失衡”向“均衡协同化”发展。

    1.统筹设备资源。为农村薄弱校补充设备，探索设备共享模式，满足教学需求。

    2.建立“城乡结对”机制。城区骨干教师帮扶农村教师，共享经验，将数字技术应用能力纳入考核。

    3.搭建区域共享平台。建立资源共享库，实现资源互通，开设专栏解决农村教师难题，形成协同格局。

    四、结语

    数字技术为初中生物学教学突破困境提供重要路径。课题中期实践显示，数字技术已发挥作用，但仍面临多方面挑战。未来，随着技术、资源、设计、推进等方面的发展，数字技术将更深度融入教学，提升学生素养，推动城乡教育质量提升，为基础教育数字化转型提供县域样本。

    课题后续将深化研究，完善资源库与模板，形成可推广模式，为政策落地提供实践支撑。

    （作者单位：凤冈县教育科研所）