基于問(wèn)題解決的微課程應(yīng)用的案例分析

蔣勇

1 案例背景

微課程是以微型教學(xué)視頻為主要載體，針對(duì)學(xué)科知識(shí)點(diǎn)（如重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)等）或教學(xué)環(huán)節(jié)（如學(xué)習(xí)活動(dòng)以主題、實(shí)驗(yàn)、任務(wù)等形式開展）而設(shè)計(jì)開發(fā)的一種情境化、支持多種學(xué)習(xí)方式的在線視頻課程資源。微課程追求的是滿足每一位學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求。學(xué)生可在課后根據(jù)自己的學(xué)習(xí)能力、興趣和時(shí)間來(lái)自主安排學(xué)習(xí)，集中有效時(shí)間解決學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題。

科學(xué)是一個(gè)發(fā)展的過(guò)程。學(xué)習(xí)生物科學(xué)史能使學(xué)生沿著科學(xué)家探索生物世界的道路，理解科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)的研究方法，學(xué)習(xí)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)的精神。學(xué)習(xí)生物科學(xué)史對(duì)高中生生物核心素養(yǎng)的形成至關(guān)重要。

蘇教版必修3教科書中第二章第四節(jié)“植物的生命活動(dòng)調(diào)節(jié)”中關(guān)于“生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程”，教材展示了科學(xué)史上的4個(gè)實(shí)驗(yàn)，依次推進(jìn)，層層深入地揭示了植物向光性這一生命現(xiàn)象是在生長(zhǎng)素調(diào)節(jié)作用下產(chǎn)生的個(gè)體適應(yīng)性，隱含了科學(xué)研究的方法與過(guò)程以及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)所要控制的“單因子變量”問(wèn)題。該部分內(nèi)容在整個(gè)必修課本中處于相當(dāng)重要的地位，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究能力的很好的載體。學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)是充分理解實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)目的、準(zhǔn)確分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、合理推導(dǎo)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，這也為繼續(xù)探索生長(zhǎng)素的生理作用及激素應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。本節(jié)內(nèi)容在結(jié)構(gòu)體系上體現(xiàn)了人們對(duì)科學(xué)理論的認(rèn)識(shí)過(guò)程，是進(jìn)行探究式教學(xué)的極好素材，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究能力的好素材。

與傳統(tǒng)生物學(xué)教學(xué)相比，以微課程的形式進(jìn)行科學(xué)史的教學(xué)能更直觀地展示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，也更能促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。在高中生物課堂引入微課程教學(xué)模式，能優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu)，提高課堂學(xué)習(xí)效率。

2 教學(xué)片段

2.1 教學(xué)片段一

學(xué)生課前自學(xué)達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)，理解向光性與胚芽鞘尖端的關(guān)系。

達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)起源于對(duì)植物向光生長(zhǎng)的研究，學(xué)生對(duì)向光性的認(rèn)識(shí)也僅僅停留在“知道這一現(xiàn)象”的層次；另外，學(xué)生也沒(méi)有認(rèn)真實(shí)際地觀察過(guò)胚芽鞘，對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)涉及到的材料如瓊脂、云母片等的作用不太了解。所以，對(duì)達(dá)爾文的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，采取課前自學(xué)微課程的學(xué)習(xí)模式，學(xué)生觀看微視頻自主學(xué)習(xí)達(dá)爾文研究植物向光性的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。課堂上，教師提出問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生思考，評(píng)價(jià)學(xué)生的自學(xué)結(jié)果。

師：在達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)中，所用到的實(shí)驗(yàn)材料是什么？

生：金絲雀草的胚芽鞘。

師：達(dá)爾文是如何解釋向光性這一現(xiàn)象的？

生：?jiǎn)蝹?cè)光照可以使胚芽鞘尖端產(chǎn)生某種影響，并向下運(yùn)輸?shù)缴扉L(zhǎng)區(qū)，由于這種影響在背光一側(cè)分布得多，背光一側(cè)生長(zhǎng)就快于向光一側(cè)，所以會(huì)向光彎曲。

師：從達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)中，大家看出胚芽鞘彎曲生長(zhǎng)的外因和內(nèi)因是什么？

生：外因是單側(cè)光照，內(nèi)因是尖端產(chǎn)生的某種“影響”。

師：彎曲生長(zhǎng)的部位是在哪里？你可以用什么更直觀的方法證明嗎？

生：在胚芽鞘尖端下部的伸長(zhǎng)區(qū)。

學(xué)生介紹實(shí)驗(yàn)方案：用記號(hào)筆在胚芽鞘上標(biāo)記，然后觀察胚芽鞘各部分區(qū)域生長(zhǎng)距離的變化，來(lái)判斷胚芽鞘生長(zhǎng)部位。

教師肯定該生的思考，再進(jìn)行補(bǔ)充，完善該探究實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論。

師：達(dá)爾文有沒(méi)有真正解釋向光性的原因呢？達(dá)爾文提出的“影響”是尖端本身還是某種物質(zhì)呢？如何證明？尖端產(chǎn)生的“影響”能傳到下部，但它為什么會(huì)彎曲生長(zhǎng)？

激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步思考后，教師帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)詹森和拜爾的實(shí)驗(yàn)，主要以問(wèn)題串的形式，組織學(xué)生討論教材圖2-39實(shí)驗(yàn)和圖2-40實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生理清物質(zhì)（多、少）與生長(zhǎng)（快、慢）的關(guān)系，理順“尖端放置位置→下部物質(zhì)多少→下部生長(zhǎng)快慢”的邏輯關(guān)系。師生共同總結(jié)出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在黑暗中進(jìn)行是為了消除光照對(duì)尖端產(chǎn)生的“影響”在伸長(zhǎng)區(qū)分布的干擾。結(jié)果說(shuō)明“影響”在尖端下段分布不均造成彎曲生長(zhǎng)。

2.2 教學(xué)片段二

教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，證明尖端確實(shí)產(chǎn)生了某種化學(xué)物質(zhì)并引起胚芽鞘的生長(zhǎng)。

師：詹森和拜爾的實(shí)驗(yàn)解決了達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)中的哪些假設(shè)？

生：兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了達(dá)爾文提出的“影響”是尖端產(chǎn)生的某種物質(zhì)，并且這種物質(zhì)在尖端下部分布不均勻，從而引起胚芽鞘彎曲生長(zhǎng)。

師：如何確定尖端確實(shí)產(chǎn)生了某種化學(xué)物質(zhì)，并引起胚芽鞘的生長(zhǎng)？請(qǐng)大家設(shè)計(jì)證明尖端確實(shí)可以產(chǎn)生某種影響胚芽鞘尖端下部生長(zhǎng)的物質(zhì)的方案。

教師提示：如何選擇實(shí)驗(yàn)材料？用什么做“載體”？如何得知載體上是否有這種化學(xué)物質(zhì)？畫出你的草圖與同學(xué)進(jìn)行討論。

生：小組討論設(shè)計(jì)方案，代表進(jìn)行匯報(bào)交流，解釋設(shè)計(jì)方案。

生：這個(gè)實(shí)驗(yàn)中的不同之處是瓊脂有沒(méi)有和胚芽鞘尖端接觸。沒(méi)有與胚芽鞘尖端接觸的瓊脂沒(méi)有使去掉尖端的胚芽鞘生長(zhǎng)，而與胚芽鞘尖端接觸的瓊脂使去掉尖端的胚芽鞘生長(zhǎng)。這說(shuō)明引起胚芽鞘生長(zhǎng)的物質(zhì)來(lái)自于胚芽鞘尖端。通過(guò)B組的實(shí)驗(yàn)，可以排除瓊脂對(duì)胚芽鞘生長(zhǎng)無(wú)影響

師：除了這位同學(xué)的設(shè)計(jì)以外，其他同學(xué)也有不同的設(shè)計(jì)，那你們的方案是否還存在需要修改的地方呢？請(qǐng)大家跟隨我一同觀看一下當(dāng)年溫特所做的兩組實(shí)驗(yàn)的視頻，然后依據(jù)溫特實(shí)驗(yàn)對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和修正。

學(xué)生利用IPAD，觀看溫特的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)過(guò)程，自我評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性。

師：實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明了什么？請(qǐng)利用溫特的實(shí)驗(yàn)結(jié)論解釋植物具有向光性的原因。并與達(dá)爾文的解釋、詹森和拜爾實(shí)驗(yàn)的解釋相比較，談?wù)勀愕母惺堋?/p>

生：該設(shè)計(jì)能排除瓊脂對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，確保實(shí)驗(yàn)中只有“某物質(zhì)的有無(wú)”為單一變量，充分說(shuō)明了的確是胚芽鞘產(chǎn)生了促進(jìn)生長(zhǎng)的物質(zhì)。

生：第二組實(shí)驗(yàn)又充分說(shuō)明了單側(cè)光導(dǎo)致化學(xué)物質(zhì)的分布不均勻，從而使胚芽鞘彎曲生長(zhǎng)。

以上過(guò)程沒(méi)有讓學(xué)生直接學(xué)習(xí)溫特實(shí)驗(yàn)的方法，而是采用了先讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，然后讓學(xué)生觀看微視頻并進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，充分體現(xiàn)了教學(xué)以學(xué)生為主的理念。同時(shí)，學(xué)生能更熟練地分析復(fù)雜問(wèn)題。

3 教學(xué)反思

本節(jié)課利用讓學(xué)生利用微課程進(jìn)行自主學(xué)習(xí)并模擬科學(xué)發(fā)現(xiàn)過(guò)程的教學(xué)模式，獲得了較好的效果。通過(guò)對(duì)“生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程”的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S能力，使其樹立了科學(xué)的世界觀。學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，從而逐步培養(yǎng)掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和觀察的方法以及創(chuàng)新能力。

3.1 微課程有利于促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)

薩爾曼·可汗發(fā)現(xiàn)，通常學(xué)習(xí)中有“瑞士奶酪式的保證通過(guò)原有基礎(chǔ)繼續(xù)建構(gòu)的間隙”。這個(gè)“間隙”實(shí)際上就是學(xué)生在原有基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)、掌握新內(nèi)容所需要花費(fèi)的時(shí)間。問(wèn)題是不同的學(xué)生掌握同樣的學(xué)習(xí)內(nèi)容需要的時(shí)間是不一樣的。但是傳統(tǒng)教學(xué)只注重要學(xué)生快速向前，而不管他們面臨的保證通過(guò)原有基礎(chǔ)繼續(xù)建構(gòu)的“間隙”。這樣會(huì)導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生困惑并不斷疊加困難，形成“學(xué)困生”。學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前，學(xué)生已具備“向光性”的生活體驗(yàn)，具有一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，在必修2初步學(xué)習(xí)了“假說(shuō)—演繹”的科學(xué)探究方法。在學(xué)習(xí)能力上，高二學(xué)生的感性思維能力強(qiáng)而抽象理解思維能力弱，個(gè)體間學(xué)習(xí)能力參差不齊，語(yǔ)言組織能力弱，學(xué)習(xí)過(guò)程易受非智力因素的影響。同時(shí)每個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)都凝聚著科學(xué)家的智慧和多年心血，學(xué)生在40 min內(nèi)真正理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，體會(huì)實(shí)驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)性存在一定的困難。因此在教學(xué)過(guò)程中，教師借助于微課程的形式開展翻轉(zhuǎn)課堂，讓學(xué)生在家可以根據(jù)個(gè)人需要自定學(xué)習(xí)進(jìn)度，根據(jù)需要暫停、倒退、重復(fù)和快進(jìn)觀看教學(xué)視頻，有助于更好地內(nèi)化知識(shí)。如果忘記了較長(zhǎng)時(shí)間之前學(xué)習(xí)的內(nèi)容，學(xué)生還可以通過(guò)反復(fù)觀看視頻直至掌握。教師再在課堂教學(xué)中注重啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探討，通過(guò)精心設(shè)置問(wèn)題，而激發(fā)學(xué)生進(jìn)行探究和學(xué)習(xí)的興趣，有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析和理解能力。

3.2 微課程有利于課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化并提高教學(xué)效率

根據(jù)新課程理念，高中生物學(xué)教學(xué)重在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)方法、科學(xué)精神等生物學(xué)科學(xué)素養(yǎng)。本節(jié)課中經(jīng)典實(shí)驗(yàn)較多，為了充分讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)意圖和科學(xué)方法，特別是達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)，所以對(duì)這部分內(nèi)容以微課程的形式為載體，讓學(xué)生反復(fù)觀看實(shí)驗(yàn)的方法與分析來(lái)理解達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)精華。當(dāng)學(xué)生初步獲得實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力之后，教師再在課堂上引導(dǎo)學(xué)生分析詹森和拜爾實(shí)驗(yàn)、溫特實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路，學(xué)會(huì)控制變量，初步學(xué)會(huì)遵守實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的單一變量原則和對(duì)照原則，學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，得出相應(yīng)結(jié)論，訓(xùn)練其邏輯思維的嚴(yán)密性，在新的情境中設(shè)計(jì)出新的實(shí)驗(yàn)方案。

微課程教學(xué)的介入使得本節(jié)課的教學(xué)活動(dòng)劃分課前學(xué)習(xí)和課堂學(xué)習(xí)兩個(gè)不可分割的階段。課前階段，教師設(shè)計(jì)指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方案——自主學(xué)習(xí)檢測(cè)單，開發(fā)幫助學(xué)生完成自主學(xué)習(xí)任務(wù)的配套資源——微視頻。而此階段的學(xué)習(xí)時(shí)師生不在同一時(shí)空，學(xué)生是完全自主學(xué)習(xí)的主體，他們遇到困難時(shí)，可以反復(fù)觀看微視頻和其他學(xué)習(xí)資源，以完成自主學(xué)習(xí)任務(wù)。而在課堂教學(xué)階段，師生處在同一時(shí)空，學(xué)生接受檢測(cè)，開展探究，以完成展示學(xué)習(xí)作業(yè)——引入新實(shí)驗(yàn)分析——質(zhì)疑和闡釋——總結(jié)反思的一體化學(xué)習(xí)活動(dòng)。教師在此過(guò)程中充分體現(xiàn)了作為課堂學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)者、組織者、問(wèn)題引導(dǎo)者、學(xué)習(xí)促進(jìn)者的角色。本節(jié)課以微課程應(yīng)用創(chuàng)新了以往科學(xué)史的教學(xué)方式，形成了導(dǎo)學(xué)一體教學(xué)模式，不僅激發(fā)了教師的智慧，發(fā)展了學(xué)生自主學(xué)習(xí)與探究學(xué)習(xí)的能力，而且在課堂有限的時(shí)間內(nèi)提升了學(xué)習(xí)績(jī)效。

3.3 微課程與其他教學(xué)策略綜合應(yīng)用豐富了教學(xué)策略的內(nèi)涵

本節(jié)課中，微視頻作為一種教學(xué)資源承擔(dān)了引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)變量、探究過(guò)程演示的不同功能。而對(duì)于高中生物課堂而言，教師除了幫助學(xué)生形成科學(xué)的理性思維以外，還要通過(guò)對(duì)生物學(xué)核心概念及重要概念的學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生形成正確的生命觀念，以及在生物實(shí)驗(yàn)的實(shí)際操作中提高觀察、動(dòng)手等多種能力。這些能力的達(dá)成并不能只靠微課程一種模式來(lái)實(shí)現(xiàn)還要通過(guò)講述歸納、繪制思維導(dǎo)圖或概念圖等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。本節(jié)課最后，教師利用畫板圖的形式在白板上邊畫邊導(dǎo)出向光性原理，理清本節(jié)課的重要概念之間的關(guān)系，幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系，形成植物激素調(diào)節(jié)的核心概念。因此，作為一種教學(xué)策略的選擇，微課程只有和其他教學(xué)策略進(jìn)行綜合，才能達(dá)到課堂效益的最大化。

另外，受限于教師制作微視頻的水平、教學(xué)設(shè)計(jì)和活動(dòng)組織能力、學(xué)生信息素養(yǎng)和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的自我控制能力等，要充分發(fā)揮微課程的作用，教師還要不斷地進(jìn)行理論與實(shí)踐的研究。

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