信息技術支撐下的高中生物智慧課堂
——以新人教版必修1“細胞呼吸的原理和應用”為例

（山東省青島第一中學 山東青島 266000）

隨著平板和互聯(lián)網(wǎng)的普及，學生獲取知識的途徑更加多元，學習的方式更加靈活，自主學習需求更加旺盛。若教師在教學中能充分將信息技術和教育教學深度融合創(chuàng)新，搭建人工智能學習平臺，創(chuàng)新教與學方式。筆者所任教的學校設立了智能錄播教室、同步教室、多媒體教室等，建立了云端一體化系統(tǒng)，系統(tǒng)提升教師教與學融合創(chuàng)新能力，促進教師開展信息技術與教育教學深度融合創(chuàng)新，優(yōu)化教與學，解決教與學的瓶頸問題，提高課堂教學效益。

“細胞呼吸的原理和應用”為2019人教版高中生物教科書《必修1·分子與細胞》第五章第三節(jié)內(nèi)容，共2課時。本節(jié)課為第二課時，采用動畫演示、多媒體輔助教學，幫助學生加深理解，通過學案導學、觀看微視頻、實驗分析、任務驅(qū)動、模型建構、思維導圖構建等來提高學習效率，并有效地達成本節(jié)課的教學目標，通過課堂探究有針對性地突破重難點。

1 教學目標

①能夠畫出線粒體結構模式圖，通過對有氧呼吸反應過程三階段的分析討論以及模型建構，認識到線粒體是有氧呼吸的主要場所，培養(yǎng)生命觀念、科學思維。

②能夠說明有氧呼吸和無氧呼吸的異同，形成物質(zhì)和能量觀、結構與功能相適應的生命觀念。

③能夠運用細胞呼吸的原理，探討其在生產(chǎn)和生活中的應用，解決現(xiàn)實生活中相關問題，培養(yǎng)社會責任。

2 課前準備

教師利用移動授課助手軟件向?qū)W生推送自主學習任務單、PPT和微視頻等課前輔助學習材料，學生結合課本課前進行自主有效預習。教師制作多媒體課件、利用camtasia錄屏軟件和智能備課助手里面的動畫錄制微視頻、廣泛收集教師和學生一起上過的面點課照片，利用VUE視頻軟件制作微視頻，準備線粒體教學模型、制作教具等。

教學方法：多媒體演示法、情境創(chuàng)設法、任務驅(qū)動法、模型建構法、問題探究法和實驗分析法等。

3 教學設計及流程

教學環(huán)節(jié)如圖1所示。

圖1 教學環(huán)節(jié)示意圖

3.1 創(chuàng)設情境，視頻導課

在學本節(jié)課前，教師和全體學生一起完成了花卷的制作并且進行了品嘗。課始，教師播放課前錄制的微視頻《那一天，我們一起上過的面點課》導入新課，和學生重溫花卷的制作，提出問題，激發(fā)學生學習的興趣和主動學習的欲望。學生帶著問題思考花卷蒸熟后體積變大的原因，并且聯(lián)系化學知識進行相關問題的回答。

3.2 模型建構，貫穿課堂

學生先觀察線粒體模型，再自主構建線粒體結構模式圖，再通過實驗分析、觀看微視頻，自主構建有氧呼吸和無氧呼吸模型，加深對線粒體的認識，充分認識到有氧呼吸和無氧呼吸過程、場所等。學生在閱讀教材過程中，整合文字，轉(zhuǎn)換形式，強化認知，鍛煉了分析綜合的能力和語言表達能力。學生通過模型建構，直觀形象了解線粒體結構，培養(yǎng)了結構與功能相適應的生命觀念。

3.3 任務驅(qū)動，實驗分析

教師出示實驗：將酵母菌細胞破碎并進行差速離心處理后，獲得上清液（細胞質(zhì)基質(zhì)）和沉淀物（線粒體），與未離心、處理過的酵母菌培養(yǎng)液分別加入等量的氧氣、葡萄糖、熒光素和熒光素酶。一段時間后，檢測各試管的變化情況（表1）。

表1 實驗結果記錄表

教師引導學生思考：熒光素和熒光素酶有什么作用？學習小組開展合作探究：上述過程中物質(zhì)發(fā)生了什么變化？這些變化發(fā)生在哪些位置？能量有什么變化？通過實驗分析，學生分析、討論、總結、歸納、得出：有氧呼吸的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。這個過程提高了學生的合作探究能力、總結歸納能力，培養(yǎng)了物質(zhì)與能量觀的生命觀念，還培養(yǎng)了學生學習生物的興趣。

3.4 通過錄屏軟件錄制微視頻，動畫演示并講解

利用智能備課助手里面提供的動畫資源，教師通過camtasia錄屏軟件配音錄制“有氧呼吸過程”微視頻，并在課上播放。微視頻包括有氧呼吸的3個階段，通過動畫和教師專業(yè)的講解，把抽象的問題形象具體化、直觀化，提高學生的學習興趣，加深了學生的記憶，利于學生理解和掌握。

3.5 模型建構體現(xiàn)生物學科素養(yǎng)

學生通過觀看微視頻和閱讀課本，利用給出的白紙板（相當于細胞）、紙條（代表各反應生成物，反面已經(jīng)貼好雙面膠）以及筆等構建有氧呼吸的概念模型。各小組展示本組的概念模型，進行全班評價和教師評價。在此基礎上，各小組繼續(xù)構建無氧呼吸的模型。學生在閱讀教材過程中，整合文字，轉(zhuǎn)換形式，強化認知，鍛煉了分析綜合的能力和語言表達能力。通過模型建構，學生直觀形象地了解了線粒體結構，培養(yǎng)了結構與功能相適應的生命觀念；并通過模型構建加深記憶，使抽象問題具體化，培養(yǎng)了生命觀念、科學思維。

3.6 利用EVC2.109手繪動畫案例

EVC2.109采用“視覺化”“情景化”手段表達知識，是一種極富表現(xiàn)力的工具，可以極大地強調(diào)新出現(xiàn)的元素，增強畫面的動感。教師利用案例“幫助媽媽解決蘋果儲藏的問題”，培養(yǎng)學生的科學思維和社會責任。“視覺化”案例更好地呈現(xiàn)給學生。學生通過理論聯(lián)系實際，將所學知識很好地應用到生活中去，很好地培養(yǎng)社會責任。

3.7 利用思維導圖進行課堂總結

個性化的思維導圖模板滿足教師個性化的教學需求。教師可利用智能備課助手中提供的模板完成，生成后直接插入PPT中使用；并根據(jù)需要，放大或者縮小思維導圖；同時，可以隨時分享到學生端、或者微信小程序家長端，實現(xiàn)共享和評價。學生利用Xmind軟件進行思維導圖的制作，展示、評價完后進行匯總。

信息技術能夠呈現(xiàn)簡單的傳統(tǒng)教學工具或媒體無法呈現(xiàn)的動態(tài)的內(nèi)容。教師引入信息技術，可以更有效地實現(xiàn)教學目標，解決常規(guī)教學手段支撐比較困難的方面。信息技術與教育教學的融合可以創(chuàng)設出一種理想的學習環(huán)境，創(chuàng)設出不受時間、空間限制的交互式學習方式，是現(xiàn)代教育發(fā)展的必然趨勢，是實現(xiàn)終身教育、通向未來的必經(jīng)之路。