《探究酒精或煙草浸出液對(duì)水蚤心率的影響》工具制作綜述

董軍

● 特色與亮點(diǎn)

《探究酒精或煙草浸出液對(duì)水蚤心率的影響》工具基于Flash平臺(tái)制作，生動(dòng)地模擬了實(shí)驗(yàn)的操作過程，達(dá)到了鍛煉學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力的目的，在結(jié)構(gòu)層次上則遵循科學(xué)探究的一般過程，突出了探究式學(xué)習(xí)。它還能全程監(jiān)控和記錄學(xué)生的操作過程并及時(shí)反饋和糾正學(xué)生的錯(cuò)誤操作，同時(shí)根據(jù)記錄數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生的探究效果和學(xué)科素養(yǎng)做出客觀評(píng)價(jià)，極大發(fā)揮出評(píng)價(jià)的激勵(lì)作用。

● 設(shè)計(jì)意圖

“探究酒精或煙草浸出液對(duì)水蚤心率的影響”是人教版八年級(jí)《生物》下冊(cè)《選擇健康的生活方式》中的科學(xué)探究內(nèi)容。雖然教材中用大量的事實(shí)和數(shù)據(jù)來闡述不良生活方式對(duì)人體健康造成的影響，并引導(dǎo)學(xué)生選擇健康的生活方式，遠(yuǎn)離吸煙飲酒等不良生活習(xí)慣，但是從教學(xué)實(shí)踐來看，如果學(xué)生缺乏親身體驗(yàn)，就不能徹底地扭轉(zhuǎn)他們的錯(cuò)誤觀念。

該工具所展現(xiàn)的科學(xué)探究活動(dòng)就是從具體的實(shí)踐出發(fā)，通過學(xué)生親自動(dòng)手、親身體驗(yàn)，讓學(xué)生加深理解，充分認(rèn)識(shí)到酒精或煙草等物質(zhì)對(duì)生物體的有害影響，認(rèn)識(shí)到選擇健康生活方式的重要性，從而提升增進(jìn)人體健康的緊迫感，為選擇健康的生活方式打下良好的基礎(chǔ)。同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，使學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖鍪聭B(tài)度。

● 內(nèi)容結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)思路

《探究酒精或煙草浸出液對(duì)水蚤心率的影響》工具整合了資料與說明、問題與假設(shè)、制定計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、結(jié)果分析、得出結(jié)論和評(píng)價(jià)八個(gè)模塊，每個(gè)模塊又包含若干個(gè)子模塊，這些模塊的設(shè)計(jì)與生物科學(xué)探究的一般過程一致，它們環(huán)環(huán)相扣、相互支持和配合，共同完成模擬探究活動(dòng)。

1.資料與說明

該模塊闡述了生活方式病、水蚤等背景資料并配有操作說明，學(xué)生通過此模塊加深了對(duì)課程內(nèi)容的理解，熟悉了類似多媒體教學(xué)工具的操作。

2.問題與假設(shè)

該模塊中預(yù)設(shè)了十幾個(gè)關(guān)于酒精或煙草浸出液對(duì)水蚤心率影響的問題，它能引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn)和興趣選擇要探究的問題并做出假設(shè)。當(dāng)學(xué)生選擇不同的問題后，此教學(xué)工具根據(jù)探究問題的不同，能夠靈活地設(shè)置運(yùn)行參數(shù)，創(chuàng)設(shè)不同的情境，滿足學(xué)生的多種需求。

3.制定計(jì)劃

該模塊的作用是引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的想法設(shè)計(jì)探究方案。它包含“設(shè)計(jì)探究方法和步驟”、“ 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)收集表”兩個(gè)子模塊。即引導(dǎo)學(xué)生選擇出正確的探究方法，排列出正確的實(shí)驗(yàn)操作順序，同時(shí)設(shè)置實(shí)驗(yàn)的對(duì)照組和重復(fù)組，設(shè)計(jì)出數(shù)據(jù)收集表（如上頁圖1）。

4.實(shí)施計(jì)劃

該模塊包含“選擇實(shí)驗(yàn)材料用具”和“開始實(shí)驗(yàn)”兩個(gè)子模塊。學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)材料用具的選擇，然后開始實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟遵循“設(shè)計(jì)探究方法和步驟”模塊中的實(shí)驗(yàn)操作順序，包括制作不同溶液濃度下的水蚤臨時(shí)裝片（如圖2），在顯微鏡下觀察水蚤心臟的跳動(dòng)情況，計(jì)算10秒內(nèi)水蚤心臟跳動(dòng)的次數(shù)（如圖3），將觀察數(shù)據(jù)填入數(shù)據(jù)收集表（如圖4）。

5.結(jié)果分析

該模塊包括“查看數(shù)據(jù)表”、“計(jì)算平均數(shù)”、“繪制曲線圖”和“繪制柱形圖”等子模塊（如下頁圖5）。用來幫助學(xué)生對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，協(xié)助學(xué)生分析數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生思考酒精或煙草浸出液溶液濃度變化與水蚤心率變化的關(guān)系。

6.得出結(jié)論

在該模塊中，學(xué)生可以處理數(shù)據(jù)、繪制曲線圖和直方圖，分析心率和溶液濃度的關(guān)系，并得出如下結(jié)論：酒精對(duì)水蚤心臟有麻醉作用，濃度越高心率越低，當(dāng)酒精的體積比率達(dá)到20%可導(dǎo)致水蚤死亡；煙草浸出液對(duì)水蚤心率有促進(jìn)作用，濃度越高心率越高。無論學(xué)生采用什么樣的探究情境，最終的結(jié)論總是一致。

7.評(píng)價(jià)

該模塊可以計(jì)算其他模塊提供的數(shù)據(jù)信息，也可對(duì)學(xué)生各項(xiàng)表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。一是對(duì)探究過程、數(shù)據(jù)和結(jié)論的準(zhǔn)確性打分，得出探究活動(dòng)分，并根據(jù)分?jǐn)?shù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)和激勵(lì)。二是在探究活動(dòng)得分的基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)程度和操作的熟練程度進(jìn)行打分，得出綜合素質(zhì)分，并根據(jù)分?jǐn)?shù)獎(jiǎng)勵(lì)小紅花。

8.小助手

該模塊主要監(jiān)控學(xué)生的操作過程并在屏幕的右下角彈出對(duì)話框與學(xué)生進(jìn)行交流。目的是糾正學(xué)生的操作錯(cuò)誤，指導(dǎo)學(xué)生正確學(xué)習(xí)，保證學(xué)生操作的順利進(jìn)行，同時(shí)記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況并向“評(píng)價(jià)”模塊提供數(shù)據(jù)。

● 藝術(shù)布局

《探究酒精或煙草浸出液對(duì)水蚤心率的影響》工具在封面上放置了顯微鏡等實(shí)驗(yàn)用具，突出了實(shí)驗(yàn)探究的主題。內(nèi)容版面的上方放置導(dǎo)航欄，下方放置信息提示、退出和重置按鈕，同時(shí)右下角配合小助手提示，做到操作簡單、層次鮮明，保證使用者頭腦清楚、目的明確，利于形成整體概念。

該工具整體標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)統(tǒng)一，前臺(tái)界面與其他主流程序風(fēng)格一致，做到色調(diào)素雅，顏色統(tǒng)一，簡潔大方，突出簡約美感，符合人的視覺心理。另外，每個(gè)畫面中文字、圖形等元素布局合理，顏色對(duì)比強(qiáng)烈，保證主要內(nèi)容清晰和醒目，避免不必要的干擾，便于閱讀與觀察。

● 關(guān)鍵技術(shù)處理

《探究酒精或煙草浸出液對(duì)水蚤心率的影響》工具大量應(yīng)用了ActionScript腳本語言。由源文件生成EXE和SWF兩種格式的文件，其中EXE程序文件自帶播放器，可自主運(yùn)行，具有很強(qiáng)的可移植性，而SWF格式的文件十分小巧，易于整合到網(wǎng)頁中，利于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。

我在程序編寫過程中充分應(yīng)用了各種組件。例如，用MenuBar組件打造導(dǎo)航條；用TextArea組件顯示和處理文本，用于信息的反饋與交流；用List組件、CheckBox組件和RadioButton組件創(chuàng)造一個(gè)可選擇的任務(wù)情境，便于學(xué)生選擇不同的探究途徑，得出符合自己探究的結(jié)論；用Menu組件打造模擬實(shí)驗(yàn)的“材料用具箱”，用來管理和調(diào)用模擬實(shí)驗(yàn)的材料用具；用NumericStepper組件提供“數(shù)據(jù)記錄表”的設(shè)計(jì)條件和“倒計(jì)時(shí)器”的計(jì)時(shí)方式；用Button組件打造模擬實(shí)驗(yàn)中的“物品回收處”和整個(gè)程序?qū)Ш桨粹o。組件的使用不但簡化了程序，而且有利于打造風(fēng)格一致的程序界面。同時(shí)，我還大量使用原件構(gòu)建模塊化程序；使用數(shù)組收集和存儲(chǔ)模擬實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)；使用MovieClip類中的繪圖的方法編寫繪圖程序，繪制數(shù)據(jù)收集表，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成曲線圖和柱形圖并保證圖形隨實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和參數(shù)的不同而自動(dòng)發(fā)生變化；在評(píng)價(jià)模塊通過對(duì)數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算，與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)，得出評(píng)價(jià)結(jié)果并由動(dòng)態(tài)文本框輸出。

● 評(píng)價(jià)與反思

《探究酒精或煙草浸出液對(duì)水蚤心率的影響》工具交互性強(qiáng)，是真正的學(xué)件。它尊重學(xué)生的主體地位，鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手、親身體驗(yàn)，充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。

該工具具有鮮活的生命。它能像真人一樣監(jiān)控記錄學(xué)生的一舉一動(dòng)，如操作的規(guī)范性、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、結(jié)論的正確性等，同時(shí)還能糾正學(xué)生在模擬探究過程中的失誤。另外，它還具有完善的評(píng)價(jià)機(jī)制，不但能夠?qū)δM探究的過程進(jìn)行評(píng)價(jià)，還能夠?qū)W(xué)生的綜合素質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力，這十分有利于學(xué)生的發(fā)展。

當(dāng)然，該工具還有許多需要改進(jìn)的方面。例如，創(chuàng)設(shè)更多的問題情境，使學(xué)生有更多的選擇，建立數(shù)據(jù)庫便于數(shù)據(jù)記錄和查詢，與遠(yuǎn)端服務(wù)器連接，增加遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，增加音效和語音提示功能，對(duì)程序代碼進(jìn)一步優(yōu)化，使程序運(yùn)行更流暢等。另外，它的教學(xué)效果還受硬件條件、學(xué)生信息技術(shù)水平的限制。

● 幕前幕后

炎熱的夏季驕陽似火，第九屆NOC活動(dòng)決賽如火如荼地展開了，我懷著無比激動(dòng)的心情一路走來，揮灑著辛酸的汗水，經(jīng)歷著艱苦的磨煉，享受著成功的喜悅。

相約石家莊，初次感觸NOC活動(dòng)風(fēng)采便讓我肅然起敬。它規(guī)模宏大，組織嚴(yán)密，有條不紊，一片生機(jī)勃勃、催人奮進(jìn)的景象。我榮幸地參加了“多媒體教學(xué)工具評(píng)優(yōu)”賽項(xiàng)，這個(gè)賽項(xiàng)本屆才更名于此，可見大賽的與時(shí)俱進(jìn)，其包容和豁達(dá)的胸懷令人欽佩。然而，比賽是殘酷的，選手們個(gè)個(gè)摩拳擦掌、互不相讓，又是幾經(jīng)磨難。我的身心早已疲憊，只有登上領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)的那一刻，才如釋重負(fù)，所有的辛勞煙消云散，任由喜悅的淚水流淌。

再回首，NOC活動(dòng)是一場高水平的學(xué)術(shù)交流盛會(huì)，它為教師搭建了一個(gè)相互交流、相互學(xué)習(xí)的平臺(tái)，沒有親身經(jīng)歷，你是無法感受到那里的學(xué)術(shù)氛圍。賽場上，我驚嘆選手的精湛技藝，聆聽專家評(píng)委的精彩點(diǎn)評(píng)，時(shí)而興奮、時(shí)而緊張，真是前所未有的精神享受。賽后交流會(huì)更是亮點(diǎn)多多，各路高手競相發(fā)言、各抒己見，言語交鋒、思想碰撞，激烈程度溢于言表，精彩之處更是讓人茅塞頓開，思想境界不斷升華。

這里蘊(yùn)藏著一種精神，那就是拼搏、創(chuàng)新精神。它能激起人奮發(fā)向上的熱情，每一位參賽者在這里都接受了一次精神洗禮。比賽期間，選手們參與的熱情、孜孜以求的態(tài)度不斷地感染著我。說來慚愧，在十幾年的教學(xué)生涯中，我的教育理想早已迷失，教育熱情已不復(fù)存在，然而此次活動(dòng)給了我展示才華的機(jī)會(huì)，正是這次不尋常的經(jīng)歷，讓我對(duì)自己有了新的認(rèn)識(shí)。

衷心感謝你，NOC活動(dòng)！

點(diǎn)評(píng)

《探究酒精或煙草浸出液對(duì)水蚤心率的影響》工具力求在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、實(shí)驗(yàn)操作能力、數(shù)據(jù)處理和分析能力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。同時(shí)本工具也能全程監(jiān)控和記錄學(xué)生的操作過程，及時(shí)反饋和糾正學(xué)生的錯(cuò)誤操作，對(duì)學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)效果和個(gè)人科學(xué)探究素養(yǎng)與能力做出客觀的評(píng)價(jià)。此多媒體教學(xué)工具強(qiáng)化了知識(shí)性、趣味性和藝術(shù)性相結(jié)合，突破了傳統(tǒng)教學(xué)模式。個(gè)人認(rèn)為本工具最大的亮點(diǎn)是數(shù)據(jù)收集表和結(jié)果分析表格。數(shù)據(jù)收集表在“制定計(jì)劃”中，本模塊的作用是引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的想法設(shè)計(jì)探究方案。它包含“設(shè)計(jì)探究方法和步驟”、“設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)收集表”兩個(gè)子模塊。即引導(dǎo)學(xué)生選擇出正確的探究方法，排列出正確的實(shí)驗(yàn)操作順序，同時(shí)設(shè)置實(shí)驗(yàn)的對(duì)照組和重復(fù)組，設(shè)計(jì)出數(shù)據(jù)收集表，數(shù)據(jù)收集表充分顯示了人性化和交互性設(shè)計(jì)。“結(jié)果分析”模塊包括“查看數(shù)據(jù)表”、“計(jì)算平均數(shù)”、“繪制曲線圖”和“繪制柱形圖”等子模塊。用來幫助學(xué)生對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，協(xié)助學(xué)生分析數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生思考酒精或煙草浸出液溶液濃度變化與水蚤心率變化的關(guān)系。這兩個(gè)模塊直接體現(xiàn)了作者以學(xué)生為主的開放性的教學(xué)思想，利于學(xué)生從多角度以多種方式進(jìn)行評(píng)價(jià)，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散創(chuàng)新思維。最后的“評(píng)價(jià)”方式也比較好，對(duì)實(shí)驗(yàn)的全程進(jìn)行評(píng)價(jià)，各階段評(píng)價(jià)分值較合理。

但此工具也略有不足。一是開始的“資料與說明”部分值得商榷，這一部分都是實(shí)驗(yàn)前的文字資料，有必要在課件中大篇幅重現(xiàn)嗎？二是“問題提出與假設(shè)”也是給學(xué)生限定了題目，事先制定幾種方法讓學(xué)生選擇，感覺不夠人性化、個(gè)性化，也許學(xué)生會(huì)有其他方法。三是交互性上還有需要改進(jìn)的地方，“設(shè)計(jì)方法和步驟”這一環(huán)節(jié)做不好，下面的幾個(gè)環(huán)節(jié)都不能做，這個(gè)課件的流程是線性的，“一夫當(dāng)關(guān)，萬夫莫開”，這種設(shè)計(jì)讓使用者不能選擇路徑，不能調(diào)整進(jìn)度，不是我們提倡的。四是“實(shí)驗(yàn)器材和用具”中個(gè)別圖片不合適（如下圖），實(shí)驗(yàn)用液體瓶上全部標(biāo)注為酒精，這應(yīng)該算是作者的疏漏。