信息技術(shù)支撐下的高中生物智慧課堂
——以新人教版必修1“細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用”為例

（山東省青島第一中學(xué) 山東青島 266000）

隨著平板和互聯(lián)網(wǎng)的普及，學(xué)生獲取知識的途徑更加多元，學(xué)習(xí)的方式更加靈活，自主學(xué)習(xí)需求更加旺盛。若教師在教學(xué)中能充分將信息技術(shù)和教育教學(xué)深度融合創(chuàng)新，搭建人工智能學(xué)習(xí)平臺，創(chuàng)新教與學(xué)方式。筆者所任教的學(xué)校設(shè)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(xué)融合創(chuàng)新能力，促進(jìn)教師開展信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合創(chuàng)新，優(yōu)化教與學(xué)，解決教與學(xué)的瓶頸問題，提高課堂教學(xué)效益。

“細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用”為2019人教版高中生物教科書《必修1·分子與細(xì)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(xué)，幫助學(xué)生加深理解，通過學(xué)案導(dǎo)學(xué)、觀看微視頻、實(shí)驗(yàn)分析、任務(wù)驅(qū)動、模型建構(gòu)、思維導(dǎo)圖構(gòu)建等來提高學(xué)習(xí)效率，并有效地達(dá)成本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，通過課堂探究有針對性地突破重難點(diǎn)。

1 教學(xué)目標(biāo)

①能夠畫出線粒體結(jié)構(gòu)模式圖，通過對有氧呼吸反應(yīng)過程三階段的分析討論以及模型建構(gòu)，認(rèn)識到線粒體是有氧呼吸的主要場所，培養(yǎng)生命觀念、科學(xué)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(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。

③能夠運(yùn)用細(xì)胞呼吸的原理，探討其在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，解決現(xiàn)實(shí)生活中相關(guān)問題，培養(yǎng)社會責(zé)任。

2 課前準(zhǔn)備

教師利用移動授課助手軟件向?qū)W生推送自主學(xué)習(xí)任務(wù)單、PPT和微視頻等課前輔助學(xué)習(xí)材料，學(xué)生結(jié)合課本課前進(jìn)行自主有效預(yù)習(xí)。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(xué)生一起上過的面點(diǎn)課照片，利用VUE視頻軟件制作微視頻，準(zhǔn)備線粒體教學(xué)模型、制作教具等。

教學(xué)方法：多媒體演示法、情境創(chuàng)設(shè)法、任務(wù)驅(qū)動法、模型建構(gòu)法、問題探究法和實(shí)驗(yàn)分析法等。

3 教學(xué)設(shè)計及流程

教學(xué)環(huán)節(jié)如圖1所示。

圖1 教學(xué)環(huán)節(jié)示意圖

3.1 創(chuàng)設(shè)情境，視頻導(dǎo)課

在學(xué)本節(jié)課前，教師和全體學(xué)生一起完成了花卷的制作并且進(jìn)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(diǎn)課》導(dǎo)入新課，和學(xué)生重溫花卷的制作，提出問題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動學(xué)習(xí)的欲望。學(xué)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(xué)知識進(jìn)行相關(guān)問題的回答。

3.2 模型建構(gòu)，貫穿課堂

學(xué)生先觀察線粒體模型，再自主構(gòu)建線粒體結(jié)構(gòu)模式圖，再通過實(shí)驗(yàn)分析、觀看微視頻，自主構(gòu)建有氧呼吸和無氧呼吸模型，加深對線粒體的認(rèn)識，充分認(rèn)識到有氧呼吸和無氧呼吸過程、場所等。學(xué)生在閱讀教材過程中，整合文字，轉(zhuǎn)換形式，強(qiáng)化認(rèn)知，鍛煉了分析綜合的能力和語言表達(dá)能力。學(xué)生通過模型建構(gòu)，直觀形象了解線粒體結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)了結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。

3.3 任務(wù)驅(qū)動，實(shí)驗(yàn)分析

教師出示實(shí)驗(yàn)：將酵母菌細(xì)胞破碎并進(jìn)行差速離心處理后，獲得上清液（細(xì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表

教師引導(dǎo)學(xué)生思考：熒光素和熒光素酶有什么作用？學(xué)習(xí)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(shí)驗(yàn)分析，學(xué)生分析、討論、總結(jié)、歸納、得出：有氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。這個過程提高了學(xué)生的合作探究能力、總結(jié)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(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深了學(xué)生的記憶，利于學(xué)生理解和掌握。

3.5 模型建構(gòu)體現(xiàn)生物學(xué)科素養(yǎng)

學(xué)生通過觀看微視頻和閱讀課本，利用給出的白紙板（相當(dāng)于細(xì)胞）、紙條（代表各反應(yīng)生成物，反面已經(jīng)貼好雙面膠）以及筆等構(gòu)建有氧呼吸的概念模型。各小組展示本組的概念模型，進(jìn)行全班評價和教師評價。在此基礎(chǔ)上，各小組繼續(xù)構(gòu)建無氧呼吸的模型。學(xué)生在閱讀教材過程中，整合文字，轉(zhuǎn)換形式，強(qiáng)化認(rèn)知，鍛煉了分析綜合的能力和語言表達(dá)能力。通過模型建構(gòu)，學(xué)生直觀形象地了解了線粒體結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)了結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念；并通過模型構(gòu)建加深記憶，使抽象問題具體化，培養(yǎng)了生命觀念、科學(xué)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(dá)知識，是一種極富表現(xiàn)力的工具，可以極大地強(qiáng)調(diào)新出現(xiàn)的元素，增強(qiáng)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(xué)生的科學(xué)思維和社會責(zé)任。“視覺化”案例更好地呈現(xiàn)給學(xué)生。學(xué)生通過理論聯(lián)系實(shí)際，將所學(xué)知識很好地應(yīng)用到生活中去，很好地培養(yǎng)社會責(zé)任。

3.7 利用思維導(dǎo)圖進(jìn)行課堂總結(jié)

個性化的思維導(dǎo)圖模板滿足教師個性化的教學(xué)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(dǎo)圖；同時，可以隨時分享到學(xué)生端、或者微信小程序家長端，實(shí)現(xiàn)共享和評價。學(xué)生利用Xmind軟件進(jìn)行思維導(dǎo)圖的制作，展示、評價完后進(jìn)行匯總。

信息技術(shù)能夠呈現(xiàn)簡單的傳統(tǒng)教學(xué)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(shù)，可以更有效地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，解決常規(guī)教學(xué)手段支撐比較困難的方面。信息技術(shù)與教育教學(xué)的融合可以創(chuàng)設(shè)出一種理想的學(xué)習(xí)環(huán)境，創(chuàng)設(shè)出不受時間、空間限制的交互式學(xué)習(xí)方式，是現(xiàn)代教育發(fā)展的必然趨勢，是實(shí)現(xiàn)終身教育、通向未來的必經(jīng)之路。