基于移動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境的初中生物實(shí)驗(yàn)課教學(xué)

馬巍

摘 ?要 在移動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境下，初中生物實(shí)驗(yàn)課可以借助更多的工具來開展，從而化解一些實(shí)驗(yàn)課開展中的痛點(diǎn)和矛盾。結(jié)合案例闡述線上教學(xué)模式下初中生物實(shí)驗(yàn)中的一些應(yīng)用方式，以進(jìn)一步豐富生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容和形式。

關(guān)鍵詞 移動(dòng)學(xué)習(xí);初中生物;實(shí)驗(yàn)教學(xué);移動(dòng)交互平臺(tái);微課;虛擬仿真實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G633.91 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2021）05-0117-03

0 前言

生物是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是生物學(xué)教學(xué)的基本形式之一，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展對(duì)于學(xué)生探究能力、實(shí)踐能力、思維能力的培養(yǎng)有著至關(guān)重要的作用。但限于現(xiàn)實(shí)條件的制約，部分實(shí)驗(yàn)開展較少或者開展不透徹。整體來看，初中生物實(shí)驗(yàn)課教學(xué)主要有以下問題：

1）實(shí)驗(yàn)過程長(zhǎng)而課時(shí)緊張;

2）學(xué)生不熟悉實(shí)驗(yàn)器材或流程;

3）沒有科學(xué)的記錄統(tǒng)計(jì)量表進(jìn)行觀察記錄;

4）活體實(shí)驗(yàn)材料難以獲取及易受其他因素影響。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，移動(dòng)交互平臺(tái)（平板電腦）越來越多地被應(yīng)用到初中課堂教學(xué)中，創(chuàng)造的學(xué)習(xí)環(huán)境在過程性記錄、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)分析、虛擬現(xiàn)實(shí)等多方面具有優(yōu)勢(shì)，這些特點(diǎn)也為一些生物實(shí)驗(yàn)課教學(xué)提供了更多的工具和方法。筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，總結(jié)一些基于移動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境的初中生物實(shí)驗(yàn)課教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

1 “課前微課—課中評(píng)價(jià)”模式

初中生物實(shí)驗(yàn)中有部分操作性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，在開展這類實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生往往會(huì)花費(fèi)較多的時(shí)間熟悉器材或?qū)嶒?yàn)流程，這類實(shí)驗(yàn)的課堂評(píng)價(jià)往往也以紙筆測(cè)試為主。而在移動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)生的預(yù)習(xí)微課可以作為一個(gè)重要的學(xué)習(xí)資源，同時(shí)借助移動(dòng)交互平臺(tái)將學(xué)生實(shí)驗(yàn)的成果以圖片或視頻的方式呈現(xiàn)出來，從而可以更好地量化評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)驗(yàn)效果，如圖1所示。

例如，在七年級(jí)生物“練習(xí)使用顯微鏡”一節(jié)中，筆者嘗試采用以下模式開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

1）教師在課前給學(xué)生平板電腦推送預(yù)習(xí)微課《顯微鏡的操作規(guī)范》，結(jié)合學(xué)生在小學(xué)科學(xué)課程中顯微鏡的操作基礎(chǔ)，讓他們預(yù)先熟悉實(shí)驗(yàn)器材和操作要領(lǐng)。

2）教師在正式上課時(shí)只進(jìn)行簡(jiǎn)要講解，讓學(xué)生對(duì)照微課自主摸索操作程序，以看到清晰物像為標(biāo)準(zhǔn)，并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告中填圖顯微鏡結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。

3）學(xué)生采用兩兩分組，組員A操作顯微鏡，組員B用平板錄操作流程，拍攝操作微課作業(yè)提交，學(xué)生根據(jù)提交的微課進(jìn)行組間互評(píng)。在此過程中，學(xué)生對(duì)于“比較—糾錯(cuò)”的過程都比較上心，容易發(fā)現(xiàn)自己或他人的一些錯(cuò)誤操作，較教師糾錯(cuò)而言更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。最后，師生交流使用顯微鏡過程中的易錯(cuò)點(diǎn)和心得，初步學(xué)會(huì)正確使用顯微鏡。

4）運(yùn)用課中互動(dòng)軟件，在實(shí)驗(yàn)課末尾發(fā)放5～10個(gè)典型例題進(jìn)行知識(shí)檢測(cè)和評(píng)估，學(xué)生即時(shí)在課中用平板電腦作答、提交，教師結(jié)合統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋、錯(cuò)題分析和教學(xué)補(bǔ)救。

此種模式的主要優(yōu)勢(shì)在于學(xué)生通過對(duì)微課的學(xué)習(xí)對(duì)實(shí)驗(yàn)器材和原理有了深入的認(rèn)識(shí)，提高了預(yù)習(xí)效率;同時(shí)讓課堂時(shí)間的重新分配成為可能，節(jié)省教師課堂講授時(shí)間，將課堂主要時(shí)間留給學(xué)生，以小組為單位開展實(shí)驗(yàn)操作，而教師只需巡堂指導(dǎo)，觀察學(xué)生的操作過程，及時(shí)糾正學(xué)生的錯(cuò)誤和洞察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上的思維局限性[1]。

此種模式適用于人教版初中生物教材中一些操作性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，如表1所示。

2 開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)

初中生物課程中有許多關(guān)于生物體結(jié)構(gòu)的探究活動(dòng)，這些探究活動(dòng)的開展用解剖動(dòng)物實(shí)體的方式無疑是最直接和真實(shí)的方式，不僅能幫助學(xué)生深入理解知識(shí)，而且是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)態(tài)度的重要契機(jī)[2]。然而，解剖動(dòng)物實(shí)體與愛護(hù)生命、保護(hù)自然的價(jià)值觀念相抵觸。基于移動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生可以用軟件模擬的方式來開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，既能達(dá)到探究活動(dòng)目的，又能避免活體解剖實(shí)驗(yàn)帶來的困擾。

例如，在學(xué)習(xí)動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，如何讓學(xué)生直觀地感受肌肉與骨骼的連接關(guān)系是一個(gè)難點(diǎn)，教材一般安排哺乳動(dòng)物的長(zhǎng)骨觀察或者人體骨骼圖觀察活動(dòng)。在基于移動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境的課堂中，筆者嘗試讓學(xué)生課前安裝“解剖學(xué)-3D”APP，以“尋找肱二頭肌”小游戲的方式來完成該體驗(yàn)活動(dòng)，如圖2所示。學(xué)生在3D視角下對(duì)于骨連接、肌肉與骨的連接方式等都有了更深刻的認(rèn)識(shí)，同時(shí)極大提高了探索人體奧秘的興趣。

初中生物課程中有一些探究實(shí)驗(yàn)開展效果會(huì)因?yàn)榛铙w生物材料不易控制而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如人教版八年級(jí)上冊(cè)“螞蟻的通訊”實(shí)驗(yàn)、“小白鼠走迷宮”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)螞蟻或小白鼠容易受到驚擾，經(jīng)常表現(xiàn)出隱蔽不動(dòng)或驚慌逃竄，難以達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)期，甚至出現(xiàn)相反的數(shù)據(jù)，違背開設(shè)這些實(shí)驗(yàn)的初衷。如圖3所示，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驗(yàn)榻處熀蛯W(xué)生創(chuàng)造一個(gè)完全理想化的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，因此獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是符合自然現(xiàn)象和規(guī)律的。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)突出實(shí)驗(yàn)器材的選取和探究方案的設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生正確地選擇實(shí)驗(yàn)器材和合適的實(shí)驗(yàn)步驟來完成實(shí)驗(yàn)，教師輔以真實(shí)實(shí)驗(yàn)視頻進(jìn)行結(jié)果分析，最終達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

初中生物課程中還有一些內(nèi)容雖然沒有安排實(shí)驗(yàn)，但非常適合虛擬仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)用。如人教版七年級(jí)下冊(cè)“分析人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響”，需要具體分析人類活動(dòng)影響生態(tài)環(huán)境的事例，教材是以圖文資料的形式引發(fā)學(xué)生的思考和討論。若借助移動(dòng)交互平臺(tái)，可以用AI模擬活動(dòng)來開展此類活動(dòng)，使學(xué)生更加能體驗(yàn)到影響的過程性和真實(shí)感。筆者在此課中嘗試使用世界自然基金會(huì)的APP應(yīng)用“WWW-

FreeRiver”來開展此活動(dòng)，如圖4所示。該應(yīng)用通過互動(dòng)游戲讓學(xué)生體驗(yàn)建造水壩及拆毀水壩對(duì)河流生態(tài)的影響，如建造水壩后，學(xué)生能觀察到河流下游流量的變化、地形的變化、對(duì)農(nóng)民生產(chǎn)生活的影響、對(duì)洄游魚類的影響等;還能比較水力發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電兩種能源開發(fā)方式的利弊。這樣就既可以讓學(xué)生更真實(shí)地感受人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，也可以引導(dǎo)學(xué)生多角度發(fā)現(xiàn)和思考問題，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。

3 課外實(shí)驗(yàn)的開展與記錄

初中生物課程中還有一些實(shí)驗(yàn)倡導(dǎo)在課外開展。《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》指出應(yīng)注意探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的課內(nèi)外結(jié)合，教師應(yīng)有計(jì)劃地安排好課外需要一定時(shí)間才能完成的活動(dòng)，包括必要的調(diào)查、訪問、參觀、資料收集整理以及觀察記錄等。而在這些課外實(shí)驗(yàn)的實(shí)際開展中也存在一些現(xiàn)實(shí)困難。如“調(diào)查身邊的生物”活動(dòng)，若無教師隨隊(duì)指導(dǎo)，學(xué)生難以準(zhǔn)確地掌握所見植物的名稱。借助移動(dòng)交互平臺(tái)，學(xué)生使用“形色識(shí)花”等APP或搜索引擎能夠比較好地解決這一問題。

又如“探究水分對(duì)種子萌發(fā)的影響”“制作酸奶”等課外實(shí)驗(yàn)，耗時(shí)較長(zhǎng)，傳統(tǒng)記錄往往采用表格的形式，而借助移動(dòng)交互平臺(tái)，學(xué)生能收集到更多圖片、視頻等過程性材料，實(shí)驗(yàn)報(bào)告可以以PPT或微課等形式來呈現(xiàn)，從而達(dá)到更好的展示效果。

4 結(jié)語

綜上所述，基于移動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境，能為生物實(shí)驗(yàn)課的開展提供一些新的思路，化解一些實(shí)驗(yàn)開展中的現(xiàn)實(shí)困難，對(duì)創(chuàng)設(shè)高效的實(shí)驗(yàn)課堂起到積極的作用，值得繼續(xù)研究其應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]林婉純.探究微課在初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J]中學(xué)生物教學(xué)，2017（12）：29-31.

[2]姚海霞.驗(yàn)證性虛擬實(shí)驗(yàn)在初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用[J]中學(xué)生物學(xué)，201（8）：9-10.