在“未來教室”環境下開展生物學教學的變革

周小建

(江蘇省蘇州市第三中學 215001)

目前中小學正在建設、使用及推廣的“未來教室”，是依托于Star C云端一體化學習平臺，利用網絡、通過電腦主機連接實物投影儀、數字化攝影、溫度或pH傳感器、Clicker答題器和Pad學習機等設備，用電子雙屏代替投影幕布、電子白板替代原始黑板和觸控筆取代最初粉筆來完成整個教學活動，甚至還可實施遠程控制教學的蘊含豐富教學資源的信息化、智能化教學環境[1]。

1 “未來教室”環境下的教學模式更新穎，學習方式更自主

多功能的Star C軟件系統平臺和電子雙屏顯示，圍繞多邊形課桌的學生分組，人手一臺Pad學習機，教師將課堂教學資源打包成電子書包發送到學生終端移動設備Pad平板電腦上。在有限的教室空間，“未來教室”可優化學生學習環境和課堂教學，學生的自主性更大，參與度更高。

例如，人教版教材“細胞的癌變”一節教學目標中的知識目標是癌細胞的主要特征和癌細胞的形成機理，教師可將“正常肝細胞與海拉宮頸癌細胞分裂情況對比表資料”“肺細胞等幾種細胞癌變前后的圖片素材”“患者癌細胞的擴散轉移模式圖”“細胞癌變事例的Word文檔資料”“細胞癌變內因的相關視頻”“癌癥預防的生活資料”等教學資源，以電子書包形式，通過Star C平臺發送到學生端Pad學習機上，學生根據具體學習目標對素材資源進行自學，分析歸納癌細胞的三個主要特征。各小組在學習過程中，還可對癌變資料進行交流，歸納引起細胞癌變的三種致癌因子，并通過觀看視頻、提取有關信息總結細胞癌變的內在機理，進而結合Pad上預防癌癥的資料展開討論或辯論，探尋預防癌癥的措施。

在上述學生自主探索知識的過程中，學生的歸納總結、信息處理以及理性思維能力得到充分培養和提升。整個教學過程中，扮演組織者和引導者角色的教師需適時參與和小結，并有效落實“確立積極的生活態度和健康的生活方式，預防癌癥，關心關愛人類自身健康”的情感態度與價值觀目標。

2 “未來教室”環境下的資源整合更強大，學科融合更深入

“未來教室”Star C教學平臺具有強大的資源整合功能，其平臺應用商店中的云端資料庫集成了不同學段、不同學科的海量優質教育教學資源。還可在PPT課件的基礎上，將Word或Excel文檔、文本資料、圖片、歌曲、視頻和網頁等多種外部資源有機整合到一起，教師在課堂上可以根據教學需要調取不同形式的資源，解決教學中的重點或突破難點。此外，“未來教室”環境以某個學科為主線，其他學科介入進行教學的方式，打破了學科間壁壘，促進學科間相互滲透，為未來的生物學教學提供新的發展方向。

例如，人教版教材“群落的演替”一節中，可以通過附加文檔并實施多學科融合教學來更好地完成教學過程。在情境導入環節，首先，由地理教師利用Star C平臺的電子雙屏展示并介紹英國海外領土蒙特塞拉特島圖；之后通過附加文檔功能播放1997年6月25日蒙特塞拉特島發生的火山爆發視頻，引導學生簡要分析火山爆發的原因，了解火山爆發的強大破壞力。由此，學生產生疑問：火山爆發產生的裸地上是否還會再出現生物？此時生物學教師，運用雙屏功能展現火山爆發后二十年期間生物恢復的文本資料，并描述裸地地面上逐漸長出了小草，還出現了不同種類的動物，植物逐漸繁茂起來，形成小樹林。接著提出問題：這一地區有可能恢復到原來的生物群落結構嗎？引導學生思考進而引出演替的概念和課題。然后進一步提問：光裸的巖地上是怎樣長出森林的呢？應用附加功能播放發生在裸巖上的演替的微課視頻，學生概括其過程階段；教師再通過附加功能展示棄耕農田上演替的流程圖，再由學生概述其過程并與裸巖上的演替作比較，隨后引導學生總結得出初生演替和次生演替兩種類型。接著政治教師，從政治角度解釋群落的演替，反映了事物是不斷發展變化的，量變到一定程度必然會引起質變，使學生深切感悟到生命的動態變化規律。最后，生物學教師通過雙屏顯示人類活動對群落演替的影響情況系列圖片，讓學生深刻體會到退耕還林、還草和還湖改善生態環境的重要性。

3 “未來教室”環境下的教學呈現更豐富，信息獲取更多樣

3.1 雙屏式呈現教學內容 “未來教室”Star C平臺具有兩塊液晶觸摸顯示屏，可以根據教學需要選擇克隆、擴展或拼貼三種不同模式呈現教學內容，克隆模式下兩塊屏幕呈現內容相同，擴展或拼貼模式下可以通過Star C系統的“N-1”功能實現左右屏具有先后、主次和因果等關系內容的同步呈現，解決平時教學模式下單幕布前后依次呈現內容，會造成學習割裂的缺點，利于學生更連貫地、更有針對性地觀察、思考、比較和分析相關內容，進而總結得出結論。

例如，在人教版教材“基因突變一節的概念和特點”的教學中，可一塊屏(設定為主屏)顯示問題：①什么是基因突變？②基因突變具有哪些方面的特點？并鎖定主屏，另一塊屏(副屏)分別顯示鐮刀型細胞貧血癥的病因圖解、有關基因突變特點的文本資料。學生帶著主屏問題，在教師引導下，分析副屏圖解或資料，總結出堿基對的替換或缺失或增添會引起基因結構序列改變進而導致基因突變，基因突變具有普遍性、隨機性、有害性、低頻性和不定向性等特點。同時，在主屏上呈現出上述總結，加深學生對相關知識點的印象，更有利于掌握所學內容。

3.2 隨手寫功能“錦上添花” “隨手寫”功能實現了教學過程中“隨處可寫、隨時可寫”的效果，教師可在電子屏或課件內容上自如地寫、劃、圈和連等，使教學呈現變得更加形象、生動、靈活、豐富和立體。

例如，在引導學生分析基因突變的特點時，通過對屏幕資料中重要語句的圈劃、核心字詞的書寫、關鍵信息的提煉，將思維可視化，促進學生更快、更有效地歸納出結論。此外，還可將主屏顯示為PPT頁面，副屏設置為電子白板功能，利用隨手寫功能進行教學板書，板書內容還可保存在電腦中以方便學生隨時調取查看。還可根據教學需要，借助實物展臺、調用Star C系統的放大鏡、聚光燈等小功能來更加清楚、直觀地完善課堂教學。

3.3 多樣化信息獲取渠道 依托Star C系統搭建的多功能平臺還提供了教學信息的多樣化來源，除了雙屏本身信息的呈現，還可從平臺軟件中整合的云端資源庫獲取有關信息，或通過Pad學習機獲取網絡信息，以更好地拓展延伸教學內容。

例如，在學習“染色體變異”一課中的“單倍體”問題時，教師拋出問題：自然界中單倍體比較少見，但也存在典型的單倍體生物，你知道嗎？學生利用平板電腦快速上網搜索資源，了解到雄蜂、雄蟻等單倍體動物都是由未受精的卵細胞直接發育而來；再次搜索網絡信息，進一步了解蜜蜂與螞蟻的性別由染色體組數決定，卵細胞直接發育成的單倍體只含一個染色體組，為雄蜂或雄蟻；繼續搜索信息資源，學生會深入理解雄蜂或雄蟻可通過假減數分裂產生正常的精子與雌蜂或雌蟻減數分裂產生的卵細胞完成受精，繁殖后代，受精卵發育成雌性個體。

4 “未來教室”環境下的交互活動更深入，反饋評價更即時

“未來教室”環境下的交互方式選擇面更廣，交互活動推進更加深入。運用網絡，通過Star C平臺連接相應的媒體工具，能夠在教學中更好地實現互動，包括師生互動、生生互動甚至人機互動；能夠有效吸引學生的注意力，做到全員參與互動；能夠在不同觀點碰撞交融互動的同時，快速實現資源共享；能夠及時準確全面地將學生的學習效果反饋傳送給教師，教師作出即時評價，根據評價結果準確掌握學情，為教師及時把握和調控課堂教學節奏、教學進度和改進教學方法等提供有力依據，可彌補因反饋評價的滯后性而造成的影響課堂教學效果和教師對教學把控的不足。

例如，教師在課堂練習環節，可以借助Star C云端平臺和學生端Clicker答題器的結合，完成投票、選擇、數據傳輸和結果統計分析，將學生知識點掌握情況和學習狀況，以柱形圖的形式展現在屏幕上，并通過后臺操作準確了解每個學生的答題情況，以便及時跟進提供幫助。教師還可以通過平臺將包含有判斷題、選擇題、作圖題和解答題等題型的課堂練習發送到學生端Pad學習機上，學生完成后及時上傳到平臺，選擇題會即時生成相應統計圖表，教師還可直接點擊各組學生其他題目作答情況，并進行批量批閱和分析評價，即時反饋，利于教師更加全面了解學生，進而更好地掌控教學。