互聯網思維下的生物學“在線課堂”科學探究活動策略研究

姚菲 沈瑜

關鍵詞：在線課堂 科學探究活動 互聯網思維 中學生物學

“00 后”是伴隨著數字和通信技術發展而成長起來的一代，這代人的特征是思維和學習方式都普遍基于互聯網思維。基于互聯網環境下的在線課堂就是以“學習者為中心”的，區別于傳統課堂的一種新型課堂。生物學在線課堂科學探究活動設計要以互聯網思維進行思考，教師在進行教學設計時要充分考慮學習者的需求。互聯網環境下的學生是以自主學習作為主要學習方式的。因此，研究如何應用互聯網思維設計出實現學生自主學習和個性化學習的在線課堂是具有重要意義的。

一、以用戶思維設計主線任務情境

用戶思維是互聯網思維的第一思維，即以用戶為中心去考慮問題進行決策。對于在線課堂，我們的用戶就是學習者。如何使網絡前看不到的學習者主動跟著網課動手操作起來呢？教師要以學習者的需求作為在線科學探究活動的設計宗旨，可以根據章節中科學探究活動之間的聯系設計主線任務情境，吸引學習者線上步步深入，線下主動參與。教師可以將真實生活任務情境、故事任務情境、角色任務情境等貫穿整個科學探究活動系列。學習者可以通過一個個任務推進完成科學探究活動，使在線保持率上升。

例如，蘇科版生物學八年級下冊“生物的遺傳”一節，筆者就以“小明的煩惱”創設了一組角色任務情境的科學探究活動。小明尋找自己與爸爸媽媽“哪里像——為何像——更像誰”的主線任務，網絡前的學生需要對應完成的科學探究活動有“親子間性狀的調查”“染色體—DNA—基因關系模型制作”“撲克牌大、小司令模擬顯、隱性基因控制性狀的在線模擬游戲”。在尋找自己和父母“哪里像”的性狀調查環節中，筆者在學生QQ 群發布“問卷星”在線統計二維碼，學生和父母可以同時在線選填問卷，隨后“問卷星”會在線生成全班學生和家長的性狀數據。學生可以根據數據自主得出結論——自己和父母是性狀相似，并能得出遺傳現象是普遍存在的結論。教師和學生雖然隔著網絡，但運用“問卷星”等在線調查程序高效地完成了調查。在尋找自己和父母“為何像”探究活動中，對“染色體、DNA、基因三者間的關系”的理解，學生可以通過在互聯網檢索多款3D 視頻進行直觀的學習，還可以在線下用身邊現成的材料制作模型進行充分理解，使思考可視化。在尋找自己和父母“更像誰”的科學探究活動中，筆者為了讓學生理解控制生物性狀的一對基因有顯性和隱性之分，就讓學生在家里找出兩副撲克牌，把其中的大司令和小司令挑選出來，兩兩自由配對，大司令代表顯性基因，小司令代表隱性基因，再配合筆者制作的模擬動畫，一起探究配對后的大小司令分別決定了顯性性狀還是隱性性狀，讓學生深入理解一對基因決定性狀的規律。以上設計，筆者充分考慮了教師和學生隔空見不了面、手邊材料有限的情況，通過有趣的主線任務推進，引導學生線上線下共同完成科學探究活動。

運用用戶（學習者）思維進行在線課堂科學探究活動任務情境的設計很好地提高了在線學習的保持率，增加了每一個孩子主動參與科學探究活動的興趣。

二、以簡約思維設計多元話題內容

“網絡一代”每天都習慣在互聯網中獲取各種碎片化、話題式信息，在線課堂的科學探究活動要吸引他們學習投入，就要用簡約思維進行話題式多元化設計。一般人的集中注意時間不超過18分鐘，那么在線課堂的有效授課時間最好不要超過20 分鐘。這就需要我們重新整合章節，將探究的內容多元化設計，涵蓋更廣泛的知識，更具發散性，與現在流行話題結合也是不錯的選擇。

例如，蘇科版生物學八年級下冊“傳染病的預防”一節，可以用當下話題串聯科學探究活動：“一個戴著皇冠的新病毒”“新冠肺炎病毒發現人傳人”“重大突發公共衛生事件Ⅰ級響應”等。學生需要對應完成的科學探究活動是“傳染病病原體種類的調查”“傳染病的傳播模擬實驗”“ 傳染病流行的三個環節探究討論”。在“傳染病病原體種類的調查”科學探究活動中，筆者首先在騰訊直播間發布了此項調查的騰訊“在線收集表”二維碼，然后建議電腦前的學生在家里找出小時候的疫苗接種本，初步了解自己接種過哪些疫苗，并通過網絡去檢索這些疫苗都是預防哪些病原體的，并把找到的內容填寫在“在線收集表”問卷中。筆者再把后臺生成的統計表內容發給學生，集全班之力完成在線調查，并共享調查內容。

根據話題來設計科學探究活動，每節課可以只出現一個話題、一個科學探究活動，不需要完整的一節傳統課堂的課，甚至還可以打破章節的壁壘，使科學探究活動根據探究專題、主題調整前后順序。學生可以通過“分—總”的方式構建自己的知識體系，這更體現了學習者可以按興趣來學，自主且高效。

三、以平臺思維設計在線學習環境

平臺思維就是開放、共享、共贏的思維，在線課堂可以為學習者、教師的科學探究活動提供這樣的平臺，營造良好的在線學習共享環境。學生的科學探究能力中，交流與表達是重要的一個能力，在線課堂可以實現這個能力的養成。傳統課堂的單一小組討論、分享是很局限的，特別是分享環節。傳統課堂由于時間、教學計劃等限制，每個小組不可能都上臺進行科學探究活動方案、成果、困惑的分享。以騰訊QQ課堂為例，雖然學生不能夠面對面，但可以通過直播間的“自由模式”“排序模式”進行語音討論，或通過留言區文字輸入發表意見。學生可以聽到、看到大家的發言，即時提供橫向參考，組織小組討論和思考。教師也可以在直播間進行線上解答、指導。

例如，筆者在騰訊QQ 課堂開設了一節學生制作“DNA 雙螺旋結構模型”的專題研討。首先在“直播模式”下，筆者分享各個學生前一天下課后在家制作的“DNA 雙螺旋結構模型”的照片、視頻，再打開“自由模式”，學生就可以自由通過語音發言參與討論了。有的學生在留言區用文字留言，分析同伴制作模型的優缺點，其中用橡皮泥（黏土）捏成的平面DNA雙螺旋照片引起了大家的討論，很多人認為沒有制作出DNA立體雙螺旋結構，對雙螺旋結構產生了誤解。如果教師覺得“自由模式”過于雜亂，還可以打開“排麥模式”，給學生排序，指定學生依次用語音發表觀點。有的學生特別想發言，學生端可以點擊“連麥”向教師端申請要發言，教師看到申請后可以點擊同意，該生就能語音發言了。這節研討課的第二天，就有學生用家里的3D 打印筆制作出了立體的“DNA 雙螺旋結構模型”，共享了制作過程小視頻，幫助大家進一步理解該知識。

比起傳統課堂，在線課堂使每個學生的思考可視化程度進一步提高，討論的效率也大大提高，不見面的網絡討論，讓更多的學生參與進來，特別是平時不善于口頭表達的學生，更愿意用文字進行表達，這是在線課堂為培養學生科學探究能力做出的最大貢獻之一

四、以大數據思維設計科學評價

大數據思維是指運用數據給我們提出解決問題的方法，數據之間的相關性在某種程度上可以體現因果關系，從而進一步指導我們做出優質決策。在線課堂科學探究活動利用平臺后臺的優勢，會生成相關數據，如在線課堂科學探究活動的到課率、保持率等數據，這些都是最原始的數據，可以讓教師第一時間了解學生的網課學習情況，還可以運用這些數據對學習者和教師進行科學評價。

例如，通過在線課堂的后臺，我們除了可以獲得到課率、保持率、參與在線調查人數原始數據外，還可以統計參與科學探究活動討論的發言人數、每個人的發言條數。這些數據都可以相對準確地評估每一個學習者參與在線課堂科學探究活動的活躍度、參與度。另外，教師還可以利用一些軟件導入學生參與科學探究的相關反饋，如參與探究方案的討論次數、實驗成果的展示打分、獲得小伙伴的點贊數等，生成每一個學生的科學探究能力“雷達圖”，學生便能夠非常直觀地看到自己探究能力的數據分析，進而調整努力方向。教師還能夠全面了解本班學生科學探究的參與情況，并對生物學科學探究活動的開發決策進行科學的指導和調整，以達到讓學生更愿意投入的目標。

未來已來，網絡時代的教育將無法阻擋地進入基礎教育生物教學一線。生物學在線課堂科學探究活動課程的研發還在起步階段，一線生物教師對在線課堂的認識還有待進一步提高，研究科學探究活動的在線課堂實踐將是未來不可回避的發展趨勢。