初中生物智慧課堂教學模式的探索與實踐

孫思 林闖 鐘永江

隨著信息技術的飛速發展以及新教學理念的不斷普及，學者們對智慧課堂結合具體學科的教學模式的研究不斷深入。對智慧課堂的定義，國內學者評述不一。華東師范大學祝智庭教授主張借助信息技術的力量，將課堂由課內延伸到課外，由物理環境延伸到網絡虛擬環境，創建具有一定智慧（如感知、推理、輔助決策）、多元評價、個性服務的學習時空環境。[1]東北師范大學鐘紹春教授提出，智慧課堂應以主動、輕松愉快、高質高效和提升學生智慧為根本目標。智慧的培養應貫穿于整個智慧課堂中，通過經歷過程、積累相應的思維經驗來提升智慧，從而達到用創新思維發現問題、用智慧方式解決問題的最終目標。[2]綜合各位學者的觀點，我們認為智慧課堂是集合了多種教學媒體以及豐富教學資源等智能軟硬件設施，能夠支撐學生個性化學習、探究式學習、合作式學習等學習活動，盡可能地滿足學生學習需求，幫助其解決問題。智慧課堂應以培養學生智慧能力為目標，學生在“發現、構想、抉擇、歸納、評價”的過程中，通過有效的情境創設實現批判性思維、創新思維等高級思維能力培養。

生物是研究生命現象和生命活動規律的一門科學。隨著物理、化學、信息技術等各個學科之間不斷交叉、滲透和融合，生物學科的地位正日益提升。生物學的研究經歷了從現象到本質、從定性到定量的發展過程。如今，它在微觀與宏觀兩方面的發展都非常迅速，并且與信息技術和工程技術的結合日益緊密，對社會、經濟和人類生活產生越來越大的影響。[3]而初中生物旨在讓學生獲得基礎的生物學知識，領悟生物學家在科學研究過程中解決問題的方法與思路，養成理性思考的習慣，形成積極的科學態度，發展終身學習的能力。但在實際教學中還存在不少問題。因此，我們探索與實踐初中生物智慧課堂教學模式，力求解決教學中出現的問題。

下面我們以人教版七年級下冊中的《輸送血液的泵——心臟》一課為例，進行智慧課堂和初中生物教學結合的探討。

● 課例教學中存在的普遍問題

1.心臟結構復雜，圖片難以清晰講解

本節教學的重難點，一是清楚心臟結構，觀察心臟各腔室的厚薄；二是了解心臟的工作過程，即瓣膜的開閉、血液循環途徑，以及在血液循環過程中血液成分的變化。平面心臟解剖圖無法立體再現心臟結構，而且有很多內部重要結構需要學生運用空間想象能力構建心臟結構圖像，但這對大多數學生來說是比較困難的。

2.學生“主體地位”不明顯，不能個性化發展

在學習科學的過程中，學生需要描述物體和作用過程，提出問題，獲取知識，對自然現象作出解釋，以多種不同方式對所作解釋進行檢驗。這才是主動經歷發現、構想、抉擇、歸納、評價等智慧學習過程。但在現實教學中，往往是教師準備好相關實驗方案，討論問題或合作項目，并非學生這一“主體”自己經歷。在整齊劃一的教學中，教師既忽略了學生間因為年齡及生活經驗的不同而存在的差異，也忽略了作為不同個體的學生之間所存在的差異。

3.缺乏相應資源與技術支撐

教師在課本的基礎上搜集了大量與生活實際相關的圖片給學生講解生物知識，在實驗中仍然以教材為主，按著教材中的實驗步驟進行探究，但這只是對探究資源進行了簡單的開發。教師重復著一些可以由軟件代替完成的機械低效工作，沒有相關技術支撐。

● 智慧課堂解決思路

1.智慧課堂提供立體虛擬生物實驗室

在智慧課堂中，每位學生都配備智能移動終端。在終端上的立體心臟結構解剖圖中，學生通過點擊每個部分的示意圖，看到具體的位置。例如，學生點擊左心室時，左心室透明化，體現位置（如圖1）。隱蔽在內部的結構也可以一目了然，如房室瓣的結構（如圖2），這樣學生就能夠充分了解心臟結構。

2.“動態”學習路徑，滿足學生個性化學習

建構主義學習理論提倡以學習者為中心，強調學習者的認知主體作用，教師應給學生創造一個有利于建構知識的問題情境，激發學生學習的動機，保持學習興趣，引導學生通過小組合作探究完成對血液循環理論的認識。因此本節課主要采取了直觀演示法、合作探究法、自主學習等多種教學方法。

智慧課堂能夠為學生學習提供“動態”學習路徑。“動態”學習路徑是指對問題或現象分析、方案構想、抉擇、歸納、評價等智慧學習過程所包含的學習活動的設計和對活動序列的組織。[4]學生們根據自身的差異性以及學習目標、學習環境、學習資源等方面的特點，選擇適合自己的學習活動，從而形成不同的學習活動序列，也就產生了動態學習路徑。在問題分析階段為學生提供解決某一問題或解釋某一現象的多種可能方法或原因，輔助學生對方案進行比較、選擇和整合，最后引導學生歸納知識體系和方法體系。在解決問題的過程中，學生利用不同方法，如觀察分析法、實驗法、類比法等進行問題分析、設計方案及操作實施。智慧課堂根據學生選擇的不同學習路徑，提供針對性的知識與技術支持。

在智慧課堂中，教師可以自行組織相關多媒體素材，這樣可以豐富學生學習資料，激發學生興趣。智慧導學根據對學生的過程性評價反饋，推送講解學習資料，幫助學生鞏固新知或糾正錯誤理解；同時引導學生進入下一步學習活動，提供情境創設，進行協作式探究學習。在解決問題的過程中，不僅能提高學生溝通與交際的能力和思維能力，而且還可提高學生的合作意識。學生在本節課中，可以自行探究心臟結構，查詢各部分的功能，在教師問題的引導下，自主開展學習活動。

3.學生合作學習或自主探究，培養創新能力

智慧課堂在引導學生學習的過程中，還為學生提供豐富的數字化學習資源。根據建構主義觀點，幫助學生把外部環境中的知識整合到自己原有認知結構內；適時準確地向學生推送學習資源，幫助學生修改或創造新的認知結構。在這兩個過程中，促進學生自身的不斷豐富、提高和發展。智慧課堂除了立體虛擬生物實驗室，還推送其他學習材料、課外拓展材料等。

案例設計

《輸送血液的泵——心臟》教學設計

◇教學內容分析

心臟是人體的重要器官之一，是輸送血液的“泵”。其特殊性在于它能夠自動、有節律地收縮和舒張，推動血液按照一定的方向流動。

人體需要的氧氣和養料必須及時運來，產生的二氧化碳等廢物必須運走，只有這樣人體才能進行正常的生命活動，這些物質的運輸靠血液循環來實現。

這一課的知識點和難點較多，如何在短時間內使學生對心臟的結構和功能有充分的認識并理解血液循環的途徑和意義，需要教師課前精心準備。

◇教學對象分析

初一學生的生理和智力等都處于發展的黃金時期，他們對外界事物有著非常濃厚的興趣，但尚處于一種懵懂階段，對人體結構和生理功能都不甚了解，所以對現實生活中的一些現象無法解釋。我們應該充分利用每一個時機，在引導學生分析具體問題的同時，幫助其樹立正確的人生觀以及遠大的理想抱負。

◇教學目標及分析

知識與技能目標：掌握心臟的結構和功能；概述血液循環的途徑，區別動脈血與靜脈血。

過程與方法目標：通過對血液循環的學習，培養觀察、分析、歸納、總結和語言表達能力。

情感態度與價值觀目標：通過小組學習活動，培養合作精神和集體主義觀念。

◇教學重點、難點

重點：能夠通過觀察心臟各腔室的厚薄以及有關瓣膜的結構特點，來推測它們各自的功能。了解血液循環的途徑和意義。

突破：利用立體虛擬生物實驗室，將教材中靜態的圖片變成動態的、連續的畫面，給學生深刻的印象，然后利用立體虛擬生物實驗室和電子白板展示血液循環的路徑簡圖，幫助其發現體循環和肺循環的規律，自主地構建知識網絡。

難點：能夠通過觀察各腔室的厚薄以及瓣膜的結構特點，來推測它們各自的功能。了解血液循環途徑，以及在血液循環過程中血液成分的變化。

突破：本課通過播放視頻和Flash動畫，將人體中發生在微觀世界的過程詳細、直觀地呈現在學生面前。在立體虛擬生物實驗室讓學生清晰地“看”到在人體血液循環過程中發生的物質交換，進而理解血液成分的變化，達到理想的教學效果。

◇教學流程圖

具體教學流程如下頁圖3所示。

1.復習提問

復習血管的有關知識，采用競答的方式。

2.血液循環史的發現

指導學生閱讀教材第74頁“血液循環的發現”，通過科學發展史的教學理解科學。

3.體循環和肺循環

觀看心臟結構體循環和肺循環的視頻，同時思考：心臟的具體結構是什么？假設有個紅細胞，隨著血流在人體內周游，如果以左心室為出發點，那么它旅行的路線是怎樣的？學生討論，然后通過立體虛擬生物實驗室自主探究，加深印象。

為了幫助學生理解血液循環過程中血液成分的變化，可借助組織處的氣體交換和肺泡處的氣體交換動畫，讓學生直觀地觀察到氣體交換的過程，很好地突破難點。

4.血液循環的意義

學生討論，概括總結。

5.小結

學生繪制血液循環途徑的概念圖，然后觀察全身血液循環動畫進行再認識。為檢驗學生的學習效果，加深其對知識的理解，可將抽象的知識，以游戲的形式呈現出來，這樣也有利于學生參與學習活動。

6.鞏固提高

通過練習題，對本節所學知識進行反饋。借助血液循環途徑聯系動畫鞏固本節課的難點。

◇板書設計

如圖4所示。

參考文獻：

[1]趙琳，解月光，楊鑫，等.智慧課堂的“動態”學習路徑設計研究[J].中國電化教育，2017（11）：1-6.

[2]祝智庭.智慧教育新發展：從翻轉課堂到智慧課堂及智慧學習空間[J].開放教育研究，2016，22（1）：18-26+49.

[3]初中生物新課程標準[EB/OL]https：//wenku.baidu.com/view/aab453bb5901020206409c15.html.

[4]唐燁偉，龐敬文，鐘紹春，等.信息技術環境下智慧課堂構建方法及案例研究[J].中國電化教育，2014（11）：23-29+34.