广东省茂名市第十六中学的教师在办公室为学生答疑。（学校供图）
对高中学习来说，概念是组成各学科知识体系的重要基石。学科概念教学是提升学科核心素养、建构完整知识体系、培养创新精神的基础。信息化时代的课堂，互联网、大数据、云计算、人工智能等信息技术的渗透率越来越高，为学科概念教学带来挑战与机遇。如何借助信息技术工具营造新型教学环境，创设学科概念自主性学习的多元情境，将学科概念教学与信息技术融合，让教学内容变得更加直观、立体，进而调动学生多维感官，培养学生的学科素养及自主探究、解决问题的能力，成为学科概念教学在信息技术融合背景下需要思考与解决的重要命题。
高中学科概念教学模式亟待转型
高中学科概念数量众多、抽象晦涩，不易理解。拿生物学科来说，既包括宏观的生态系统与生态平衡概念，也包括微观的细胞膜、细胞核、细胞器等概念，理解起来需要学生具有一定的宏观、微观、动态甚至跨学科的视野与认知能力。在传统教学模式下，不论是教、学还是考的环节，多重视记忆和背诵，少关注概念的理解与应用。由于学生的背景知识与生活经验有限，对概念内涵与外延的理解不到位，难以领悟概念的本质，更难运用概念知识解决问题，学科素养得不到有效的提升。
概念的学习与掌握分感知性、分析性和操作性三个层面，分别对应高中概念教学的三个层次，即感性认识、理性认识和实际应用。概念教学亟须借助一定的工具实现生动化的表达，将抽象转化为直观，实现可视化，降低学生理解与应用概念的阈值门槛，让概念教学逐步走向深入，更好实现学科素养与未来能力的培养。
由于概念抽象难懂，加之在各类考试中，学科概念多以名词解释等形式出现，导致部分教师仍坚持“灌输教学”“背诵定义”的做法。新课改要求教师转变角色，成为学生学习的引导者和合作者。教师在概念教学中要适应信息化时代共享、开放、多样的特点。信息化时代知识更新速度加快，各学科新的研究成果和概念不断涌现。这就需要教师及时了解和掌握最新的研究成果和教学资源，并将其融入概念教学中，否则就可能导致概念教学内容陈旧，缺乏时代性和实用性。信息化时代的学习方式发生了很大的变化，互联网和移动设备等是学生获取信息和学习知识的重要渠道。这就要求教师创新教学方法，有效激发学生的学习兴趣和积极性。如果教师缺乏创新意识和相关信息技术应用能力，就可能导致概念教学方法单一、缺乏趣味性和互动性。
技术赋权使得课堂的话语权被重新分配。学生获取信息的渠道和方式更加多样化，对传统概念教学的方式和内容提出了更高的要求。其一，学生信息素养的提升要求概念教学更加注重培养学生的信息意识和信息能力。在传统概念教学中，教师往往只关注学生对概念的理解和记忆，而忽视了信息素养的培养。在技术赋权下，学生需要具备获取、整理、分析和利用信息的能力，以便更好地进行自主学习和问题解决。因此，教师在进行概念教学时要更加注重培养学生的信息素养，帮助他们掌握信息技术的运用能力。其二，学生信息素养的提升要求更新和拓展概念教学内容。教师需要将最新的科学成果和技术应用融入教学，以激发学生的学习兴趣和积极性。其三，学生信息素养的提升要求概念教学方法更加多样化和现代化。在传统概念教学中，教师往往采用单一的教学方法如讲授、演示等，忽视了学生的主体地位和个性差异。在技术赋权背景下，学生可以通过互联网、移动设备等渠道主动获取知识，教师需要采用多种教学方法推动开展项目式学习、探究式学习等。
与此对应，针对学科概念的学习评价和反馈机制也需进行相应的调整和完善，需要改革传统的纸笔测试和分数评价方式，采用更加多元和科学的评价方式，如作品展示、项目报告、在线测试等。教师如果缺乏先进的评价理念和技能，无法有效地进行评价和反馈，就可能导致学生的学习效果和积极性受到影响。
构建四位一体的学科概念教学结构
针对上述问题，广东省茂名市第十六中学结合多年的学科概念教学实践探索，在技术生态位理论与建构主义教学理论指导下，基本构建起信息技术融合背景下的“素养—技术—情境—协作”四位一体的学科概念教学结构。
信息技术不仅是一种教学工具，更是概念教学环境构建的底层逻辑，也即概念教学流程与创新的出发点。所谓“素养—技术—情境—协作”四位一体的学科概念教学结构，就是以素养作为学科概念教学的核心目标，以技术作为教学环境构建的工具和底层架构，以情境和协作作为概念教学的主要实现方式。一方面利用信息技术作为辅助教师概念教学、学生自主概念学习的激励工具，另一方面利用信息技术创设自主探索、共享合作的学习氛围，充分激发新时代高中学生的主体性和积极性，全面提升学生核心素养，促进学生全面发展。
一个目标：
以概念提升学科素养
学科概念是学科知识的基础和核心，学生只有掌握概念才能深入理解学科知识。例如，在生物学课程学习中，学生需要理解基本概念，如遗传、变异、进化、免疫、生命的物质性等，才能深入地认识生命的本质和规律，从而形成正确的生命观。因此，概念是学科思维的关键，是学科核心素养的体现。学科核心素养是学生核心素养在学科中的具体体现，在学科概念教学中，以学科核心素养与学生发展核心素养提升为教学目标，旨在培养学生的学科能力和综合素质，以及适应未来社会发展需要的必备品格、关键能力和正确价值观。
在具体教学实践中，应基于未来人才的胜任特征，对标高中各学科的课程标准，将各学科核心素养指标融入到学科概念教学中，让学生掌握学科独特的思维方法，提升学科知识应用能力。
一种工具：
技术全面全程赋能
在“素养—技术—情境—协作”四位一体的学科概念教学结构中，技术在概念教学中的应用已经不仅仅局限于工具层面，而是逐渐成为构建新型教学环境的底层逻辑，实现全面、全程赋能。
其具体作用体现在三个方面：一是促进概念知识的建构和内化。教师一方面可以利用视频、动画等技术对学科概念化繁为简、化抽象为直观，另一方面可以利用虚拟现实等技术将无法直接感知的概念与实践情境相结合，促进知识的建构和内化。例如，利用虚拟现实技术，可以为学生呈现逼真的三维场景，比如生物进化模拟场景、人体解剖和生理过程模拟场景、微生物培养场景、细胞培养场景等，帮助他们更好地理解概念。这种教学方式可以增强学生的感知能力和理解能力，进而提高动手操作能力。二是增强概念学习的主体能动性。在线学习平台、云端数据库等信息技术，可以为学生提供更多自主学习和探索的机会，轻松实现翻转课堂，通过拓展课前、课中、课后的边界和空间，使学生在概念学习过程中更加积极主动。三是有助于实现个性化教学。借助人工智能等现代信息技术，可以依据采集信息和反馈情况，针对学生的不同需求和能力水平提供个性化的教学服务，为他们制订分层的学习计划和任务，提高其学习质量。
两种方式：
情境设计与自主协作
借助信息技术进行情境创设，分为直观感知情境、沉浸式情境、生活情境等三类。创设直观感知情境可将抽象的概念以图像、声音、动画等多媒体形式呈现出来，帮助学生更直观地理解和掌握概念。比如在生物概念教学中，在学习细胞结构时，可以立体展示细胞的多维结构、内部组成以及各部分功能，展示细胞分裂、DNA复制等过程。利用虚拟现实技术创设仿真的三维环境，可让学生在沉浸式情境中学习与体验。比如在讲解生态系统概念时，学生可以在各种生态系统的重现场景中身临其境地感受不同生态系统的结构和功能。利用实际问题创设生活情境，可让学生认识到概念与日常生活密切相关。例如在学习人体内环境稳态时，教师可以利用信息技术引导学生分析为什么长时间运动后会出现肌肉酸痛等现象。
运用信息技术手段可以建立学习协作共同体。融合信息技术的学科概念教学为学生收集学习资料、学习群体间交流共享、师生会话等提供了便利性手段，可通过构建在线学习平台、利用云存储等技术将学习资源集中存储和管理，创设交互式学习环境，运用在线协作工具让学生在平台上开展合作学习活动，共同完成概念学习任务和项目。
（作者系广东省茂名市第十六中学党委书记、校长）
