翻轉(zhuǎn)課堂在高中生物學(xué)教學(xué)設(shè)計中的應(yīng)用

廖金花 孫遠東

摘 要：翻轉(zhuǎn)課堂是一種以學(xué)生課前學(xué)習(xí)和課堂強化為主要學(xué)習(xí)形式的混合式學(xué)習(xí)模式。本文嘗試將微課和翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合，并借助無線數(shù)位板、希沃白板3等多媒體技術(shù)實現(xiàn)課堂內(nèi)外的移動教學(xué)，對高中生物學(xué)必修二中“DNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制”的教學(xué)做出了完整的教學(xué)設(shè)計，希望能夠?qū)Ω咧猩飳W(xué)教學(xué)設(shè)計及實踐提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：微課;移動教學(xué);翻轉(zhuǎn)課堂;高中生物學(xué);教學(xué)設(shè)計

中圖分類號：G633 文獻標(biāo)識碼：A???? 文章編號：1992-7711（2019）03-125-2

一、教材分析

人教版高中生物學(xué)必修二第三章中，“DNA分子的結(jié)構(gòu)”這一節(jié)內(nèi)容難度不大，包括DNA分子的組成，DNA的結(jié)構(gòu)與其特點，DNA分子中堿基數(shù)量的計算方法。DNA分子結(jié)構(gòu)特點和堿基計算規(guī)律是這一節(jié)的重點。在“DNA的復(fù)制”一節(jié)中，DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)雖然是選學(xué)內(nèi)容，但是對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究、理性思維等生物學(xué)核心素養(yǎng)有很大的幫助，有助于學(xué)生分析問題，解決問題能力的提高。DNA復(fù)制過程完成了遺傳信息的傳遞功能，對DNA復(fù)制過程的研究，蘊含著科學(xué)研究的過程和方法教育。DNA復(fù)制的過程具有微觀、動態(tài)、連續(xù)、抽象的特點，因此，對DNA復(fù)制的過程的探討是教學(xué)重點。

本節(jié)課內(nèi)容將第2節(jié)和第3節(jié)結(jié)合起來，雖然是兩課時的內(nèi)容，但兩者邏輯聯(lián)系密切，課時分配可根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況靈活處理。教材中這兩節(jié)的知識性內(nèi)容多，其中蘊含的計算問題的難度更大，如何克服這一難點值得探討。

二、學(xué)情分析

本教學(xué)設(shè)計實施對象已經(jīng)具備了有絲分裂、減數(shù)分裂的知識基礎(chǔ)，掌握了基本的思維方法，特別是抽象邏輯思維、辯證思維、創(chuàng)造思維，同時還要具有較好的合作能力，對結(jié)合微課和移動教學(xué)的個性化學(xué)習(xí)具有一定的興趣和接受能力。

學(xué)生在課前完成微課學(xué)習(xí)，課上和老師共同解決問題，將會大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，真正做到把課堂還給學(xué)生，體現(xiàn)學(xué)生是學(xué)習(xí)主導(dǎo)者的理念。

學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)課時往往覺得難以理解，提不起學(xué)習(xí)的興趣，本節(jié)課在課堂上利用交互式白板，在繪制DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制過程時，能夠生動有趣，較形象地表現(xiàn)出來，在解題時也方便易懂，學(xué)生比較感興趣，注意力集中，幫助學(xué)生鞏固知識。

三、教學(xué)重難點

重點：DNA的結(jié)構(gòu)及其特點、堿基數(shù)量的計算方法;DNA復(fù)制的方式、過程，復(fù)制過程中相關(guān)數(shù)量的計算。

難點：堿基數(shù)量的計算方法;DNA復(fù)制的方式、過程，復(fù)制過程中相關(guān)數(shù)量的計算。

四、教學(xué)目標(biāo)

1.通過對微課的學(xué)習(xí)，能概述DNA的結(jié)構(gòu)及特點、DNA分子復(fù)制的過程及特點，理解DNA復(fù)制的條件和半保留復(fù)制的生物學(xué)意義。

2.通過學(xué)習(xí)Meselson、stehl的實驗，能解釋其實驗原理、方法并對結(jié)果做出正確分析和總結(jié)。

3.能夠利用UMU平臺高效學(xué)習(xí)，使用堿基數(shù)量計算規(guī)律和DNA復(fù)制過程中的相關(guān)計算規(guī)律解決問題，加強邏輯思維能力和計算能力。

五、教具準備

硬件：投影儀、計算機、無線數(shù)位板、手機，軟件：希沃白板3、希沃授課助手。

六、教學(xué)思路與方法

1.課前準備：基于翻轉(zhuǎn)課堂理念[1]，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生的知識背景和本節(jié)的知識結(jié)構(gòu)，將知識分為小而精的知識組塊，制作系列微課和相關(guān)資料，包括PPT錄課、視頻、圖文資料、習(xí)題鞏固，上傳至移動教學(xué)平臺UMU（微信和網(wǎng)頁均可登錄），并借助UMU平臺制作微課和相關(guān)視頻等資料，將知識碎片化，供學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)。

“先學(xué)后教”[2]是翻轉(zhuǎn)課堂的特點，學(xué)生在課前通過反復(fù)觀看微課和資料，理解和鞏固知識。學(xué)生還可通過UMU平臺和老師在線互動，提交問題和評價，老師可為學(xué)生及時答疑解惑，教與學(xué)不受地點、時間的限制。

微課的特點以少而精為典型，一般作為一種教學(xué)手段呈現(xiàn)于課堂的某一環(huán)節(jié)[3]。教師不僅可以自己制作微課，其來源也相當(dāng)廣，國內(nèi)已有眾多微課平臺，如：中國微課網(wǎng)、全國高校微課教學(xué)比賽官網(wǎng)、鳳凰微課等，一些微課平臺還開發(fā)了相應(yīng)的APP，如：學(xué)習(xí)通（超星）、UMU互動等，這些平臺和軟件雖有待提高，但應(yīng)用于中學(xué)生物學(xué)教學(xué)已具有很大的實踐意義。國外也有眾多平臺如：edx、Coursera、Udacity等。慕課平臺或一些視頻播放軟件里也含有大量微課資源，教師只要篩選制作出適用于日常教學(xué)的微課即可。

2.課堂實施：課堂實施的重點在于師生共同解決學(xué)習(xí)過程中存在的問題，“DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制”一節(jié)涉及到很多計算題，這也是大部分學(xué)生的困惑所在，除了考驗計算能力，學(xué)生還需對DNA的各結(jié)構(gòu)組成、堿基互補配對原則有深刻地理解，解決問題時要有靈活的邏輯思維。小組合作，集思廣益，能培養(yǎng)學(xué)生的合作和領(lǐng)導(dǎo)能力，增進學(xué)生之間的友誼。教師要在課堂上拋磚引玉，點撥學(xué)生，給學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主檢測的機會，生生互助為主，教師引導(dǎo)為輔。

應(yīng)用計算機、手機、無線數(shù)位板、交互白板軟件作為一種輔助教學(xué)的技術(shù)手段，實現(xiàn)以多媒體平臺為依托的移動教學(xué)[4]。計算機和投影儀是高中教室里的普通配置，再結(jié)合無線數(shù)位板和希沃白板3，相當(dāng)于給教室配備了可移動的交互一體機，展示與編輯功能齊全，成本非常低。利用無線數(shù)位板控制計算機，教師可以走下講臺，和學(xué)生親密互動，學(xué)生不用上講臺就可以在希沃白板上進行書寫答題。手機進課堂不僅是作為學(xué)生的學(xué)習(xí)工具，教師也可使用手機拍照功能將學(xué)生的書寫結(jié)果同步展示在屏幕上，這樣能極大地提高教學(xué)效率。

七、教學(xué)過程

1.制作微課并上傳UMU平臺

根據(jù)本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)、學(xué)情和本節(jié)的知識結(jié)構(gòu)，將內(nèi)容進行梳理和分段，制作系列微課，分為：DNA分子的組成、DNA分子的結(jié)構(gòu)、DNA分子中堿基數(shù)量規(guī)律、DNA半保留復(fù)制方式的證據(jù)、DNA復(fù)制的過程、DNA復(fù)制過程中相關(guān)數(shù)量的計算這六小節(jié)，微課類型主要為講授課，預(yù)先制作PPT課件，撰寫講解詞文本，再用錄屏軟件進行微課錄制，每小節(jié)微課時間不超過10分鐘，可對視頻進行剪切編輯。錄制時的畫面中只出現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，沒有教師、物品等出現(xiàn)以防分散學(xué)生注意力。

除了自己制作的六小節(jié)微課，還通過篩選查找，選取兩段從國外edx網(wǎng)上的兩段關(guān)于DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制的動畫視頻，以豐富教學(xué)內(nèi)容。最后，添加針對性習(xí)題，鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容，并為課堂上解決問題做鋪墊。

微課及相關(guān)資料等制作完畢后將其上傳至UMU平臺，向?qū)W生開放課程，供學(xué)生線上學(xué)習(xí)。學(xué)生需要在線上自主完成學(xué)習(xí)內(nèi)容，也可在線上進行生生互動、師生互動，進行討論交流，教師應(yīng)時刻關(guān)注學(xué)生的線上學(xué)習(xí)情況，為上課做準備。

2.課堂教學(xué)

教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖

數(shù)據(jù)導(dǎo)入向?qū)W生展示學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，展示數(shù)據(jù)，做出評價。思考，自由發(fā)言。對學(xué)生的學(xué)習(xí)起督促和激勵作用，并為之后課堂各環(huán)節(jié)的時間安排作參考。

教師引導(dǎo)學(xué)生一起總結(jié)知識在希沃白板3上演示DNA的結(jié)構(gòu)及其復(fù)制過程，這一過程中教師不是唱獨角戲，而是起引導(dǎo)作用，每一次提問兼顧細節(jié)，提醒學(xué)生易錯點，如：DNA的組成中為什么C和G的比例越大，DNA的結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定？必要時請學(xué)生上臺展示。在老師的帶領(lǐng)下回答問題，回顧、鞏固知識，能舉手發(fā)言、上臺展示。根據(jù)學(xué)生的課前學(xué)習(xí)情況，需要再次回顧知識，加強記憶

在希沃白板3上演示，編輯方便靈活，展示效果直觀生動，且白板具有較好的交互性，能進行師生互動，學(xué)生注意力也會集中。

教師引導(dǎo)學(xué)生解題根據(jù)UMU上學(xué)生的做題情況，挑一題講解解題思路。學(xué)生思考，回答問題。協(xié)助學(xué)生解決問題，給學(xué)生解題做一個示范。

學(xué)生小組合作，代表上臺解題教師將課堂交給學(xué)生，引導(dǎo)課堂秩序，輔助學(xué)生“教學(xué)”。小組分工合作。每組完成一題，每組時間為五分鐘。培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和團隊合作能力。

開放交流，總結(jié)不足向?qū)W生詢問意見，包括微課制作、課堂教學(xué)，強調(diào)可和學(xué)生在UMU學(xué)習(xí)平臺上在線互動。自由發(fā)言。師生間的平等交流，可以拉近彼此的距離，促進師與生的共同進步。

八、板書設(shè)計

課堂以希沃白板3板書為主，以黑板板書為輔。主要板書設(shè)計內(nèi)容如圖所示。

九、教學(xué)反思

1.學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況不可控，無法保證所有學(xué)生在課前監(jiān)督自我完成本節(jié)課的學(xué)習(xí)。翻轉(zhuǎn)課堂需要學(xué)生有很強的自制力，需要用手機或電腦學(xué)習(xí)時，學(xué)生往往容易被其他誘惑干擾。

2.教師在微課的選取和制作上需花較多功夫，要提高微課的質(zhì)量和學(xué)生對微課的學(xué)習(xí)效果，還需多加設(shè)計和實踐以總結(jié)經(jīng)驗。

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