智慧課堂場景下的“探索生長素類似物促進扦插枝條生根的最適濃度”實驗教學

劉皓　王子武

摘要 嘗試將智慧課堂與生物實驗教學深度融合，實現了“人一機一人”多元互動。同時，通過人機關系的優化，提高了課堂教學效率，有效打通課上課下的時空阻隔，促進了人際關系的發展。

關鍵詞 智慧課堂 人機互動 人際互動 生物實驗教學

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 C

在當今信息技術廣泛應用的時代，智慧課堂的建設和使用，急需與各學科教學進行深度融合，力求達到教學決策數據化、評價反饋即時化、交流互動立體化、資源推送智能化。長期以來，傳統的高中生物實驗教學，由于課時、器材等條件的限制，難以有效開展。筆者借助學校先進的智慧課堂樣板教室，以“探索生長素類似物促進扦插枝條生根的最適濃度”實驗教學為例，對智慧課堂場景下高中生物實驗教學“人一機一人”多元互動教學模式進行了初步嘗試。力求借助智慧課堂，克服當前高中生物實驗教學的不足，同時發揮傳統課堂人際互動教學的優勢，處理好人機教學與人際教學的關系。

1 課前準備

1.1 分配課前任務

課前準備階段，教師按照“組間同質，組內異質”的原則將學生分成6組，使先進生帶動后進生，各組組長選入生物課外興趣小組。借助智慧課堂平板終端，學生可以充分利用網絡資源優勢，先行查閱大量相關資料，為實驗課教學做充分的準備，同組同學也可以跨越時空限制，最大限度的保證了信息共享。但是課前準備什么，需要查閱哪些資料，僅僅依靠先進的硬件條件，學生將沉沒在信息的汪洋大海中，無所適從。此時，教師應當充分發揮傳統課堂中人際互動的優勢，充分體現教師的主導作用，分組設置任務，使各小組有明確的任務目標，本節課各小組的任務見表1。

1.2 完成預實驗

教師帶領興趣小組按照“初步實驗一探索性實驗一修改或完善原實驗設計”的程序進行預實驗，建立完整的預實驗記錄檔案。預實驗的過程中，教師還要對實驗的關鍵步驟進行拍照，將獲取的實驗數據轉化為曲線圖，預實驗完成后制作課堂匯報課件。

2 教學過程

2.1 導入設計

各小組選派發言人，發言人就各組任務進行匯報發言，同時通過平板終端提交發言材料至大屏幕實時展示。通過圖文并茂的展示，全班學生對屠喲喲以及其研發的青篙素有了全方面的了解，深刻認識到中華傳統文化對科學研究的促進作用。

教師在大屏展示討論問題串，并向平板終端推送。各組學生思考、討論，并快速在平板上書寫答案，提交到教師端。教師即時瀏覽挑選，選擇具有代表性的答案，按由淺入深的邏輯關系先后呈現大屏并逐一由學生解讀，教師適時點評。

①東晉葛洪著述的《肘后備急方·治寒熱諸瘧方》中記載道：“青篙一握，以水二升漬，絞取汁，盡賦之”。這給了屠喲喲很大的啟發，那么這句話告訴我們青篙的作用是什么？生1：抗瘧。

②屠喲喲一開始通過高溫水煮從青篙中提取有效成分，為什么失敗了呢？生2：可能是這種有效成分不耐高溫。

③宋代吳懌撰所著《種藝必用》中，記載了一種促進壓條生根的方法：“凡嫁接矮果及花，用好黃泥曬干，篩過，以小便浸之。又曬干，篩過，再浸之。又曬又浸，凡十余次。以泥封樹枝……則根生。”如果一種物質可以促進生根，那么這種物質可能存在于哪里？生3：小便中。

④深入的想一想，為什么要“又曬又浸，凡十余次”？生4：說明促進生根的物質在小便中含量很少。

⑤古人怎么知道十余次最佳，不是一兩次，也不是百余次呢？請同學們各抒己見。生5：通過實驗探究出十余次效果最好，過多或者過少效果均會減弱。

教師總結：從吳懌撰書中的這段話中，能得出，小便中含有促進生根的物質，并且又曬又浸十余次效果最佳，說明這種物質在作用時具有適宜的濃度。當然前人得出“十余次”的結論，不一定是基于科學嚴謹的實驗。接下來，循著前人的足跡，我們嘗試通過科學嚴謹的實驗來探索生長素類似物促進扦插枝條生根的最適濃度。

2.2 推進新課

教師闡述本實驗的實驗目的和實驗原理：生長素的作用具有兩重性，既能促進生長，也能抑制生長，適宜濃度的生長素可以促進生根，農業生產上常用的是生長素類似物。生長素類似物的生理作用與生長素類似，其作用也與濃度有很大關系，因此，在農業生產上應用時，“探索生長素類似物促進插條生根的最適濃度”就非常有意義。

生物興趣小組代表匯報課前預實驗的情況，介紹選擇的實驗材料以及材料的處理方法，并進一步借助圖表分享預實驗的研究成果（表2、圖1）。在這一過程中，教師一方面要適時引導學生思考預實驗的作用，另一方面要引導學生基于預實驗的實驗數據設計開展正式實驗。

各小組討論提出各自正式實驗方案，書寫實驗步驟，并拍照后提交大屏展示，通過生生互動和師生互動共同挑選優化實驗方案。在討論過程中，穿插講解實驗設計的方法和注意事項。最后，各組按最終確定的方案進行實驗，每組安排一位學生全程攝錄，教師也適時深入到各組實驗中去，就發現的問題引導學生及時解決，實驗結束后，各組將實驗過程錄像上傳至云空間，方便課后師生查看。

根系的生長需要幾天時間，課后教師每兩天對各組根系生長狀況進行拍照，推送至各組的終端平板，保證全體學生能及時了解記錄各組根系的生長狀況，統計各組生根情況，完成實驗報告。就個別組別根系生長不正常，教師還要調看之前的實驗錄像，與組員們一起分析，找出導致失敗的原因，并組織學生們進行更深入的探究。例如，部分小組的個別枝條不生根，回放錄像很快發現，是枝條倒插導致。枝條倒插對植物生根將造成怎樣的影響呢？教師引導學生將倒插枝條調整為正插，持續關注后期生根情況，真正將課堂從課上延伸到了課后，可操作性強。

3 作業布置、評價與課后拓展

3.1 作業布置與評價

教師基于學生的基礎狀況和學習能力，差異性布置難易有別的課后作業，布置的作業側重于對學生科學探究的思路和實驗設計的方法進行考察，鞏固學習成果。并借助自動閱卷系統，對學生作業進行批改和統計，智能終端針對易錯題個性化的推送變式題型對學生進行強化練習。

3.2 課后拓展

課堂上學習到的知識只有真正應用于實踐，將理論與實踐有機的統一起來，才能充分發揮學生的創造潛能，提高解決實際問題的能力。筆者所在學校正在如火如茶的建設新校區，大片的空地就是學生們的實驗田。既然，生長素類似物可以促進扦插枝條生根，如何在大片的空地上盡快培育出一片桂花樹林呢？新的實踐課題交給了生物興趣小組的學生，他們也利用云空間，將實踐課題的最新進展呈現給全班同學，進一步提高了學生的實踐探究能力。

4 教學反思

筆者嘗試將智慧課堂與生物實驗教學有機結合，課前利用智能平板終端引導學生利用互聯網查閱資料，課中多媒體展示形象生動，師生互動及時有效，課后能基于學生個體差異個性化的布置作業，對學生作業的完成情況進行及時的反饋與強化，實踐拓展雖然只是由興趣小組的少數學生實施，但通過云空間實時分享，實質上使全班學生參與進來。在課前、課中、課后的教學全過程中，教師通過系統的實時監測可以了解到每個學生的參與狀況。智慧課堂充分發揮了智能硬件的優勢，優化了人機關系，對學生的學習進行更及時的監測、評價與反饋，縮短了師生之間的時空距離，提高了課堂教學的效率，真正實現了“人一機一人”多要素互動，促進了人際關系的發展。

同時，在探索智慧課堂在與學科教學融合的過程中，也發現智慧課堂樣板教室在硬件和軟件方面存在著一些亟待完善的問題。例如，在錄像傳輸時，網絡穩定性不夠，經常掉線，各組同時傳輸時，網絡帶寬明顯不夠用。自動閱卷系統在批閱主觀題時準確度不夠，顯得并不“智慧”，推送的變式題針對性不夠強，需要進一步加強題庫建設等。但盡管如此，筆者仍然相信，隨著智慧課堂的建設與應用，這些問題必將逐步改善。

參考文獻：

[1]孫曙輝，劉邦奇.基于動態學習數據分析的智慧課堂模式[J].中國教育信息化·基礎教育，2015，（11）：21-24.

[2]孔愛華，劉建飛.“生長素類似物促進插條生根的最適濃度”的探究教學[J].生物學通報，2011，46（4）：27-29.

[3]王愛麗.“探索生長素類似物促進插條生根的最適濃度”的教學組織[J].生物學通報，2011，46（6）：27-30.