基于微課程資源的混合式學習模式在生物學教學中的運用

陶明鳳+謝虎成

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代是一個“微”時代，網(wǎng)絡(luò)逐步成為學生學習必不可少的條件，數(shù)字化環(huán)境下的在線學習、移動學習和泛在學習所流轉(zhuǎn)的主要是碎片化的“微信息”，這種學習方式大有取代傳統(tǒng)學習方式而成為主流的趨勢。數(shù)字化學習資源給學習者帶來便捷的同時，也深埋著隱患，圖文并茂的海量信息可能使學生在知識的海洋中“溺亡”，而碎片化閱讀則容易造成淺表性理解。如何消除這些隱患，利用數(shù)字化環(huán)境來促進學生深度學習，是新形勢下教師必須面對的難題。教師合理利用微課程資源，將線上學習與線下學習、個人學習與合作學習等多種學習方式優(yōu)化整合，建構(gòu)混合式學習模式，是解決上述矛盾的有效方法。下面以“蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者”一節(jié)為例加以說明。

1 優(yōu)化整合微資源

微課程資源指以微課、微視頻、微文本、微練習等形式存在的課程資源，它們以短小精悍和靈活為特征，在現(xiàn)代學習領(lǐng)域中有著獨特的地位。不同的資源其價值和作用各不相同，如果不加區(qū)別、不加選擇，會泛濫成災。

1.1 微課

微課是指微課件加教師的講解錄制成的微型教學視頻，是一種半結(jié)構(gòu)化的數(shù)字化學習資源。微課主題突出，特別適合于基本概念或單個知識點的學習。

在“蛋白質(zhì)”這一節(jié)里，氨基酸是一個基礎(chǔ)性概念。這個概念的理解對于蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性有著重要的作用。但是學生在此前幾乎沒有學過有機物的知識，對于化學鍵、共價鍵的知識也是一片空白，理解氨基酸有較大的困難。將氨基酸的知識制作成微課，可以幫助學生有效地克服這一難題。

在“氨基酸”的微課，筆者設(shè)計了三條主線：① 有機物和基團，沿著無機酸→有機酸（-COOH）、氨氣（NH3）→氨基（-NH2）的順序揭開有機物的面紗，為理解氨基酸奠定基礎(chǔ)；② 從原子結(jié)構(gòu)和離子健、共價鍵講起，將甲烷中的氫一個一個地取代，步步引申，得到甘氨酸：C原子結(jié)構(gòu)→CH4→CH3-COOH→NH2-CH2-COOH，再進一步講其他的氨基酸，這樣循序漸進，便于學生掌握氨基酸的結(jié)構(gòu)特點；③ 著重講解空間結(jié)構(gòu)，從甲烷的正四面體空間結(jié)構(gòu)開始類推，展示甘氨酸的空間結(jié)構(gòu)圖，再擴展到其他氨基酸的空間結(jié)構(gòu)，為下一步學習蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)埋下伏筆。

1.2 微動畫

微動畫的特點是可以把靜態(tài)的知識表征形式轉(zhuǎn)變成為動態(tài)，對于促進學生對生物學的反應機理和生理過程的理解更為明顯。對于氨基酸脫水縮合的反應（圖1），學生常常無法理解化學健是如何斷裂的，新的化學鍵是如何生成的。教師將這個過程做成動畫，再配以相應的解說，讓學生直觀地“看到”鍵的斷裂與生成，使“微觀”過程“宏觀”化，這一反應的過程和機理就一清二楚了。

1.3 微視頻

微視頻的特點是利用可視化技術(shù)，生動有趣地表達生物學的事實、概念和原理，符合學生的認知特點，可以調(diào)動學生的情感參與，使其理解空間結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學生想象力。

對于蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，學生理解起來存在較大的困難。教師用視頻，從不同的角度來展示蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，立體感強，大大增強了直觀效果，降低了理解的難度。

1.4 微練習

每個學習任務(wù)后面，配1～3道練習題。這些練習與常規(guī)意義上以訓練應試能力為目的的練習不同，旨在讓學生自我診斷學習內(nèi)容的掌握程度。如在“氨基酸”微課中的微練習：

（1） 下列分子中，與構(gòu)成生物體的蛋白質(zhì)的氨基酸分子式不相符的是（ ）

學生能回答這一道題，就基本掌握了氨基酸的結(jié)構(gòu)特點的要點。

1.5 微資料

微資料主要是以文本信息儲存與學習內(nèi)容有關(guān)的拓展性知識，以超鏈接的方式連接。它的作用是拓展學生的知識視野，幫助學生把零碎的知識整理聯(lián)系在一起，形成良好的認知結(jié)構(gòu)。本節(jié)課提供的微資料有：① 氨基酸的結(jié)構(gòu)式、分類；② 必需氨基酸；③ 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與分類；④ 蛋白質(zhì)的變性。微資料不屬于必學性內(nèi)容，不要求所有學生都要掌握，適合于學有余力的學生課后使用。

2 混合式學習模式建構(gòu)

微課程資源表征知識的方式契合了當代學生多元化的學習方式，顛覆了傳統(tǒng)的線性學習方式。從學習時間來看，有課前、課中、課后學習；從學習方式來看，有個人獨立學習和合作學習；從學習類型來看，有線上學習、線下學習。混合型學習模式成為數(shù)字化環(huán)境下學習方式的必然選擇。但是各種學習方式必須與學習資源配套，加以優(yōu)化組合，不然就會無序而嚴重影響學習效率。“蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者”一節(jié)的教學流程和組合式見表1。

2.1 課前學習、課中學習、課后學習

傳統(tǒng)課堂要求學生學習每個知識點時都齊步走，理論上說不通，實踐中也行不通。學生的基礎(chǔ)不同，學習習慣不同，對不同的知識敏感性不同，理解和領(lǐng)悟知識的效率有很大的區(qū)別，學習的進度自然不同。如前所述，氨基酸的知識是這節(jié)課的難點之一，也是學生學習進度差異最大的知識點。有的學生很快就理解了，而有的學生要花較長的時間才能弄明白。教師將關(guān)于氨基酸的內(nèi)容錄制成微課，讓學生課前自學，能夠較好地解決學習進度不一致的矛盾。

課堂仍然是學習的主戰(zhàn)場，重點內(nèi)容仍然應該在課堂上學習完成，如本節(jié)中蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)的多樣性等知識。課后學習主要是對知識的梳理和運用，以使學生形成完整的認知結(jié)構(gòu)。本節(jié)課安排的課后學習是微練習——畫概念圖，把本節(jié)課中出現(xiàn)的概念：氨基酸、多肽、肽鏈、蛋白質(zhì)、脫水縮合、肽鍵等用概念圖表示出來。

2.2 個人學習和合作學習

有些學習內(nèi)容適合于學生自學。學生只有靜以閱讀、思考，冥思苦索才能理解，如氨基酸的知識。所以教師安排學生在課前自學。課堂的多數(shù)時間也主要以個人學習為主，學習方式和學習資源學生自主選擇，學習進度可以隨個人的學習能力進行調(diào)整。網(wǎng)絡(luò)平臺給個人學習帶來了更多的自由，合作學習形式多樣，可以是線上合作，也可以是線下合作，不懂的問題可以問老師、可以問同學，還可以在網(wǎng)絡(luò)上搜索。討論的方式也多樣化了，可以線上討論，也可以線下討論，網(wǎng)絡(luò)平臺給個人更多發(fā)言的機會、更平等的交流空間，學生表達時更容易大膽地說出自己的想法。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性就適合進行小組合作學習。哪些可能性使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)具有多樣性？這些多樣性的原因中間哪一種是最主要的原因？學生分享彼此的觀點，并從別人的發(fā)言中得到啟發(fā)，調(diào)整自己的視角。endprint

2.3 線上學習與線下學習

線上集中閱讀和思考，積累知識和問題，線下更多的時間用于討論和交流，有利于促成學生對知識的深度理解和意義建構(gòu)。教師要善于在學生線上學習所提出的問題中篩選出有價值的問題，組織學生討論，把學習引向深入。本節(jié)課中關(guān)于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的問題，就是從學生提問中篩選出來的。

多種學習方式合理組合，才能消解微課本身孤立、零碎、割裂的致命弱點，增加理解的深度，使知識系統(tǒng)化。本節(jié)課最關(guān)鍵的問題是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性原因包括組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類不同、數(shù)量不同、排列順序不同以及蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同。這4種原因中，哪一種是最主要的原因？學生通過線下討論，最后形成了一致意見“氨基酸的排列順序是最主要的原因”。蛋白質(zhì)的氨基酸種類不同、數(shù)量不同都會直接導致氨基酸的排列順序不同，而氨基酸的排列順序又直接影響著蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)。

多種學習方式不僅僅體現(xiàn)在以上幾種方式的組合，還體現(xiàn)在具體學習方法的選擇上。針對氨基酸的排列方式是如何決定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性的，分組學習時，不同組分別選擇了不同的模擬方法：

① 用20種不同的形狀模擬氨基酸進行排列。

② 用20種字母模擬氨基酸進行排列：

③ 4個學生分別代表不同的氨基酸，手牽手代表脫水縮合，變換排列的位置代表不同的多肽。

④ 用數(shù)學方法進行計算。

如果某蛋白質(zhì)由100個氨基酸組成，而氨基酸有20種，理論上這個蛋白質(zhì)中氨基酸可能的排列方式有20100種，這無疑是一個天文數(shù)字。

無論哪種方法，都能較好地幫助理解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因，而不同的方法又適合于不同思維方式和學習風格的學生。

3 混合式學習的監(jiān)控與調(diào)節(jié)

3.1 下發(fā)學習任務(wù)單，保證學習效率

基于微課程資源的網(wǎng)絡(luò)學習并不是放任自流，教師要編制學習任務(wù)單，詳細列出學習的過程性任務(wù)，明確哪一些是必學、哪一些是選學，哪一些是必做、哪一些是選做。教師及時巡視與檢查，保證學習進度，也保證優(yōu)先學習必學內(nèi)容。

3.2 運用現(xiàn)代技術(shù)驅(qū)動學習

在基于微課程資源的學習中，微課程資源本身就是推動學習的動力，在技術(shù)上也設(shè)置了驅(qū)動機制。如每一個知識點的微練習后面，都設(shè)置了關(guān)卡：通過，則進入下一學習任務(wù)；不通過，可以進行二次學習；也可以點擊解析，理解了學習內(nèi)容再進入下一個學習任務(wù)；還可以網(wǎng)上提問尋求幫助。通過后還有適當?shù)莫剟钤O(shè)置，這樣不斷地驅(qū)動學習過程的行進。

3.3 學習的選擇性和選擇權(quán)

在學習資源的選擇上，學生可以選擇網(wǎng)絡(luò)平臺學習，也可以選擇教材文本學習。在學習程序的選擇上，教師充分考慮到學習的個性化因素，針對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，制做了兩個視頻：① “分總式”：氨基酸（脫水綜合）→二肽→多肽→肽鏈→蛋白質(zhì)（空間結(jié)構(gòu)）；② “總分式”：蛋白質(zhì)（空間結(jié)構(gòu)）→肽鏈→多肽→二肽→氨基酸。學生根據(jù)自己的思維方式，可以選擇不同的視頻進行學習。在學習程序上，有學生選擇先學習蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，再學習蛋白質(zhì)的功能，沿用“結(jié)構(gòu)決定功能”的演繹式推理模式進行學習；也有學生選擇先學習蛋白質(zhì)的功能，再學習蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，沿用歸因式推理模式進行學習。在學習風格上，如上節(jié)“氨基酸的排列方式”所述，也有多種選擇。基于微課程資源的學習極大地滿足了學生學習的選擇權(quán)，包括對學習資源的選擇、對學習方式的選擇、對學習程序的選擇等，保證了學生可以按照適合于自己的方式高效率地學習。

基于微課程資源的混合式學習模式的實施，較好地解決了“時空異步”與“共時同步”的平衡問題，使個性學習得以實現(xiàn)；微資源形式多樣，交互性強，較好地解決了學習自主性的問題；學習方式的合理組合，促進了學習者認知結(jié)構(gòu)的優(yōu)化重組，消解了微課模式下知識的碎片化和認知斷層問題。

參考文獻

[1] 余宏亮.微課程意涵三重判讀[J].課程·教材·教法.2015（5）：35-42.

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