“翻轉課堂”下的生物學概念教學

谷輝

在新課程改革深入推進的當下，一種新的教學模式——“翻轉課堂”悄然興起。簡單地說，“翻轉課堂”就是學生課前觀看教學視頻、課上進行問題解決。該模式的思想源自美國的西點軍校，2007年初步成型于美國“林地公園”高中。如今，美國薩爾曼·汗創立的可汗學院微課程風靡網絡，讓“翻轉課堂”迅速成為全球教育界的熱點。

高中生物“染色體變異”一節中，概念多、難度大，如“染色體組”、“單倍體育種”、“多倍體育種”等，即使采用多媒體教學，效果也不甚理想。筆者所在的教育行政部門架構了“網絡生態學習系統”，為實踐“翻轉課堂”提供了很好的平臺。嘗試“翻轉課堂”下的生物學概念教學，尋求課堂教學時間和空間的突破，達成最佳的教學效果，不妨從“云教育”理念下的網絡教學入手。

一、基于“云教育”理念下的網絡教學

信息時代教育的邊界被進一步打破，學習的地點和方式都可以發生改變，教師將教學資源推送到“網絡生態學習系統”上，學生可以用便攜的電子設備隨時隨地登陸、學習，當這個平臺融入了教學、管理、交流等更多功能時，基于“云教育”理念下的課前網絡教學便得以實現。

1.“微視頻”點播，啟動課前學習

這里的課前學習并不是傳統的預先閱讀文本，它的載體是網絡共享的“微視頻”。在這一節中，筆者就錄制了“染色體結構會出現怎樣的變異？”“染色體數目會出現怎樣的變異？”“有趣的多倍體和單倍體”，“三倍體西瓜是怎么來的”等多個微視頻供學生點播。這些視頻時長不超過5分鐘，短小精悍、有一定的邏輯性，與課堂教學的主題密切相關，學習系統中的“動態演示區”除了有教師的視頻講解，還能實時同步播放課件、板書和標注。

這種“微視頻”點播的方式實現了學習的選擇性。人本主義心理學家羅杰斯強調：人的本質特征就在于自覺的選擇意識，學習活動也是一連串選擇的集合，在選擇中體現了學習者的主體性和能動性。每一個學生都有其獨特的智力背景和情感背景，正是這種差異，帶來了不同的情感傾向和認知基礎。學生點播“微視頻”，可以選擇學習內容，播放自己感興趣的微視頻；可以選擇學習進程，視頻的暫停、回放功能為不同層次的學生留下了學習空間，縮小了認知水平的差異。

2.提出“真問題”，了解認知障礙

傳統教學中，能當堂提出問題的學生只是少數，教師更多地是根據預設推進教學。“翻轉課堂”則不同，課前學習視頻后，學生有充足的時間思考并提出自己的問題，“在線互動區”就是師生之間、學生之間的網絡交流平臺。

在這節中多數學生就提出以下問題：“染色體變異中的缺失、重復和基因突變中的缺失、增添一樣嗎？”“易位和交叉互換為什么很像呢？”“到底什么是一個染色體組呢？”“單倍體育種的過程是怎樣的呢？”一些羞于提問的學生則匿名留言：“染色體丟失片段能觀察到嗎？”“XY染色體是不是同源染色體？”“無籽西瓜怎么繁殖后代呢？”這些問題不管復雜或是簡單，都是學生經過思考后提出的“真問題”。真實的問題，才能反映出個體學習過程中的認知障礙，幫助老師充分掌握學情。簡單的問題，可以及時在線解決，減輕學生課堂認知負荷；復雜的共性問題，恰恰就是教學難點，老師可以針對性地選擇教學策略，組織有效的課堂教學活動。

3.繪制“概念圖”，搭建認知圖式

“翻轉課堂”的課前學習不能止步于看視頻、提問題。在“網絡生態學習系統”平臺中還有一個“作業區”，教師可以讓學生嘗試完成“染色體變異”的概念圖（圖1）。

奧蘇貝爾認為，有意義學習的心理機制是同化，同化又有三種方式：下位學習、上位學習、并列結合學習[1]。根據其“逐漸分化”理論，學生如果有良好的認知結構，那么課堂學習就可以從包攝性最高的整體性知識開始，逐漸掌握細節和內涵。概念圖能幫助學生在深入學習時聯系到“固著點”上去，這種下位學習的方式最有效。

二、以“問題解決”為核心的課堂教學

“翻轉課堂”的創新在課前，但關鍵仍在課堂。學生作好了認知的準備、提出值得探究的問題，那么在課堂中就應該以問題解決為核心，通過有效的活動，在“體驗”、“解構”和“合作”中深入學習生物學概念。

1.在“體驗”中形成概念

抽象概念之間如果發生混淆，可能是因為符號表征時出現了相似。同樣是“缺失”“增添”，如果分別發生在DNA中和染色體中有什么差別呢？同樣是“片段的轉移”，易位和交叉互換又有什么區別呢？絕大多數學生在課前學習中對此疑惑不解。

筆者設計了關于染色體和DNA的模型活動：動手“去掉”紙質模型DNA中的數個堿基和染色體上的片段，對比觀察這兩種情況的差別；通過“移接”磁性貼模型中同源染色體之間的片段和非同源染色體之間的片段，比較“易位”和“交叉互換”的區別。學生在活動中感受到了相似概念之間的差別，從傳統課堂的“旁觀者”到翻轉課堂的“體驗者”，獲得了感性材料的真切體驗，才能有效地形成概念。

2.在“解構”中建構概念

“雄果蠅精子中的一組染色體就組成了一個染色體組”，這是課本給出的原型。究竟什么是一個“染色體組”？學生很難理解，這個概念也很難用“定義”的形式直接傳遞。認知心理學中的概念學習理論認為：學習者習得的概念內容包括原型、樣例和核心成分。在概念教學中既要充分發揮原型和樣例的作用，又要使之上升到準確的核心成分，才能對概念進行雙層表征。

“翻轉課堂”的課堂教學中應該引導學生對“染色體組”的概念原型進一步解構：果蠅的精子中有哪幾條染色體？（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Y）；這些染色體在形態、大小和功能上有什么特點？（各不相同）；這些染色體之間是什么關系？（是非同源染色體）；它們是否攜帶著控制生物生長發育的全部遺傳信息？（是）[2]。只有提煉出這些核心成分，學生才能真正準確地建構起“染色體組”的概念。

3.在“合作”中探究概念

“翻轉課堂”還實現了學生的人際交往發展，課堂教學不僅是一種認知活動、情感活動和實踐活動，同時也是一種人際交往活動，對于有較大難度的概念，可以組織學生進行小組合作探究。譬如“單倍體育種”和“多倍體育種”，探究可以圍繞以下問題進行：單倍體（多倍體）育種的原理是什么？常用方法有哪些？優點和缺點各是什么？小組成員各自發表觀點、討論交流、思維碰撞、彼此啟發、經驗共享。之后，小組安排代表向全班同學匯報發言，要條理清晰地講出小組的觀點。結束后，其他小組可以補充發言，并展開小組間的評價。對于普遍性的問題，教師可以進行必要的全班指導。

正是在合作探究、生生對話和師生互動中，“翻轉課堂”讓學生真正成為了學習的主人，每個學生既是知識的傳播者，又是知識的接受者。這種“人人教我，我教人人”的學習方式推動著學生：要把別人教會，必須對知識進行精細加工，才能提出自己的觀點。“翻轉課堂”下的小組合作探究，不僅培養了學生與人合作共事的能力、人際交往技能，還增強了學生的集體責任感和榮譽感。

“翻轉課堂”是伴隨網絡技術發展出現的新的教學模式，其本質是先“學”后“教”。“學”是在多維開放、網絡共享的環境下開始的，“教”是在互動合作、體驗探究的課堂中進行的。

信息時代下，課堂不再是獲取知識的唯一場所，課本也不再是知識的唯一載體，學生樂于親近電子終端，隨時登錄平臺進行微視頻學習，可謂是“學得積極”。“翻轉課堂”的關鍵更在于“教得有效”，圍繞問題解決，在活動體驗、合作探究中讓學生有效地完成認知內化和知識建構。這種教學模式下，教學內容沒有減少，教學標準沒有降低，學生學得主動、愉快，完全契合素質教育“減負”的精神。在教育信息化發展的過程中，“翻轉課堂”必將對現有的教學模式產生影響，這種變革也許才剛剛開始，筆者將繼續實踐和探索下去。

參考文獻

[1] 陳琦，劉儒德主編.教育心理學.高等教育出版社，2005.

[2] 中華人民共和國教育部，普通高中生物課程標準（實驗）.北京：人民教育出版社，2003.

【責任編輯 付一靜】