初中生物智慧課堂教學(xué)模式的探索與實(shí)踐

孫思 林闖 鐘永江

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展以及新教學(xué)理念的不斷普及，學(xué)者們對智慧課堂結(jié)合具體學(xué)科的教學(xué)模式的研究不斷深入。對智慧課堂的定義，國內(nèi)學(xué)者評述不一。華東師范大學(xué)祝智庭教授主張借助信息技術(shù)的力量，將課堂由課內(nèi)延伸到課外，由物理環(huán)境延伸到網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境，創(chuàng)建具有一定智慧（如感知、推理、輔助決策）、多元評價、個性服務(wù)的學(xué)習(xí)時空環(huán)境。[1]東北師范大學(xué)鐘紹春教授提出，智慧課堂應(yīng)以主動、輕松愉快、高質(zhì)高效和提升學(xué)生智慧為根本目標(biāo)。智慧的培養(yǎng)應(yīng)貫穿于整個智慧課堂中，通過經(jīng)歷過程、積累相應(yīng)的思維經(jīng)驗(yàn)來提升智慧，從而達(dá)到用創(chuàng)新思維發(fā)現(xiàn)問題、用智慧方式解決問題的最終目標(biāo)。[2]綜合各位學(xué)者的觀點(diǎn)，我們認(rèn)為智慧課堂是集合了多種教學(xué)媒體以及豐富教學(xué)資源等智能軟硬件設(shè)施，能夠支撐學(xué)生個性化學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)、合作式學(xué)習(xí)等學(xué)習(xí)活動，盡可能地滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求，幫助其解決問題。智慧課堂應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生智慧能力為目標(biāo)，學(xué)生在“發(fā)現(xiàn)、構(gòu)想、抉擇、歸納、評價”的過程中，通過有效的情境創(chuàng)設(shè)實(shí)現(xiàn)批判性思維、創(chuàng)新思維等高級思維能力培養(yǎng)。

生物是研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的一門科學(xué)。隨著物理、化學(xué)、信息技術(shù)等各個學(xué)科之間不斷交叉、滲透和融合，生物學(xué)科的地位正日益提升。生物學(xué)的研究經(jīng)歷了從現(xiàn)象到本質(zhì)、從定性到定量的發(fā)展過程。如今，它在微觀與宏觀兩方面的發(fā)展都非常迅速，并且與信息技術(shù)和工程技術(shù)的結(jié)合日益緊密，對社會、經(jīng)濟(jì)和人類生活產(chǎn)生越來越大的影響。[3]而初中生物旨在讓學(xué)生獲得基礎(chǔ)的生物學(xué)知識，領(lǐng)悟生物學(xué)家在科學(xué)研究過程中解決問題的方法與思路，養(yǎng)成理性思考的習(xí)慣，形成積極的科學(xué)態(tài)度，發(fā)展終身學(xué)習(xí)的能力。但在實(shí)際教學(xué)中還存在不少問題。因此，我們探索與實(shí)踐初中生物智慧課堂教學(xué)模式，力求解決教學(xué)中出現(xiàn)的問題。

下面我們以人教版七年級下冊中的《輸送血液的泵——心臟》一課為例，進(jìn)行智慧課堂和初中生物教學(xué)結(jié)合的探討。

● 課例教學(xué)中存在的普遍問題

1.心臟結(jié)構(gòu)復(fù)雜，圖片難以清晰講解

本節(jié)教學(xué)的重難點(diǎn)，一是清楚心臟結(jié)構(gòu)，觀察心臟各腔室的厚薄；二是了解心臟的工作過程，即瓣膜的開閉、血液循環(huán)途徑，以及在血液循環(huán)過程中血液成分的變化。平面心臟解剖圖無法立體再現(xiàn)心臟結(jié)構(gòu)，而且有很多內(nèi)部重要結(jié)構(gòu)需要學(xué)生運(yùn)用空間想象能力構(gòu)建心臟結(jié)構(gòu)圖像，但這對大多數(shù)學(xué)生來說是比較困難的。

2.學(xué)生“主體地位”不明顯，不能個性化發(fā)展

在學(xué)習(xí)科學(xué)的過程中，學(xué)生需要描述物體和作用過程，提出問題，獲取知識，對自然現(xiàn)象作出解釋，以多種不同方式對所作解釋進(jìn)行檢驗(yàn)。這才是主動經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)、構(gòu)想、抉擇、歸納、評價等智慧學(xué)習(xí)過程。但在現(xiàn)實(shí)教學(xué)中，往往是教師準(zhǔn)備好相關(guān)實(shí)驗(yàn)方案，討論問題或合作項(xiàng)目，并非學(xué)生這一“主體”自己經(jīng)歷。在整齊劃一的教學(xué)中，教師既忽略了學(xué)生間因?yàn)槟挲g及生活經(jīng)驗(yàn)的不同而存在的差異，也忽略了作為不同個體的學(xué)生之間所存在的差異。

3.缺乏相應(yīng)資源與技術(shù)支撐

教師在課本的基礎(chǔ)上搜集了大量與生活實(shí)際相關(guān)的圖片給學(xué)生講解生物知識，在實(shí)驗(yàn)中仍然以教材為主，按著教材中的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行探究，但這只是對探究資源進(jìn)行了簡單的開發(fā)。教師重復(fù)著一些可以由軟件代替完成的機(jī)械低效工作，沒有相關(guān)技術(shù)支撐。

● 智慧課堂解決思路

1.智慧課堂提供立體虛擬生物實(shí)驗(yàn)室

在智慧課堂中，每位學(xué)生都配備智能移動終端。在終端上的立體心臟結(jié)構(gòu)解剖圖中，學(xué)生通過點(diǎn)擊每個部分的示意圖，看到具體的位置。例如，學(xué)生點(diǎn)擊左心室時，左心室透明化，體現(xiàn)位置（如圖1）。隱蔽在內(nèi)部的結(jié)構(gòu)也可以一目了然，如房室瓣的結(jié)構(gòu)（如圖2），這樣學(xué)生就能夠充分了解心臟結(jié)構(gòu)。

2.“動態(tài)”學(xué)習(xí)路徑，滿足學(xué)生個性化學(xué)習(xí)

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論提倡以學(xué)習(xí)者為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知主體作用，教師應(yīng)給學(xué)生創(chuàng)造一個有利于建構(gòu)知識的問題情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動機(jī)，保持學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生通過小組合作探究完成對血液循環(huán)理論的認(rèn)識。因此本節(jié)課主要采取了直觀演示法、合作探究法、自主學(xué)習(xí)等多種教學(xué)方法。

智慧課堂能夠?yàn)閷W(xué)生學(xué)習(xí)提供“動態(tài)”學(xué)習(xí)路徑?！皠討B(tài)”學(xué)習(xí)路徑是指對問題或現(xiàn)象分析、方案構(gòu)想、抉擇、歸納、評價等智慧學(xué)習(xí)過程所包含的學(xué)習(xí)活動的設(shè)計(jì)和對活動序列的組織。[4]學(xué)生們根據(jù)自身的差異性以及學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)資源等方面的特點(diǎn)，選擇適合自己的學(xué)習(xí)活動，從而形成不同的學(xué)習(xí)活動序列，也就產(chǎn)生了動態(tài)學(xué)習(xí)路徑。在問題分析階段為學(xué)生提供解決某一問題或解釋某一現(xiàn)象的多種可能方法或原因，輔助學(xué)生對方案進(jìn)行比較、選擇和整合，最后引導(dǎo)學(xué)生歸納知識體系和方法體系。在解決問題的過程中，學(xué)生利用不同方法，如觀察分析法、實(shí)驗(yàn)法、類比法等進(jìn)行問題分析、設(shè)計(jì)方案及操作實(shí)施。智慧課堂根據(jù)學(xué)生選擇的不同學(xué)習(xí)路徑，提供針對性的知識與技術(shù)支持。

在智慧課堂中，教師可以自行組織相關(guān)多媒體素材，這樣可以豐富學(xué)生學(xué)習(xí)資料，激發(fā)學(xué)生興趣。智慧導(dǎo)學(xué)根據(jù)對學(xué)生的過程性評價反饋，推送講解學(xué)習(xí)資料，幫助學(xué)生鞏固新知或糾正錯誤理解；同時引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入下一步學(xué)習(xí)活動，提供情境創(chuàng)設(shè)，進(jìn)行協(xié)作式探究學(xué)習(xí)。在解決問題的過程中，不僅能提高學(xué)生溝通與交際的能力和思維能力，而且還可提高學(xué)生的合作意識。學(xué)生在本節(jié)課中，可以自行探究心臟結(jié)構(gòu)，查詢各部分的功能，在教師問題的引導(dǎo)下，自主開展學(xué)習(xí)活動。

3.學(xué)生合作學(xué)習(xí)或自主探究，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

智慧課堂在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中，還為學(xué)生提供豐富的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源。根據(jù)建構(gòu)主義觀點(diǎn)，幫助學(xué)生把外部環(huán)境中的知識整合到自己原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)內(nèi)；適時準(zhǔn)確地向?qū)W生推送學(xué)習(xí)資源，幫助學(xué)生修改或創(chuàng)造新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。在這兩個過程中，促進(jìn)學(xué)生自身的不斷豐富、提高和發(fā)展。智慧課堂除了立體虛擬生物實(shí)驗(yàn)室，還推送其他學(xué)習(xí)材料、課外拓展材料等。

案例設(shè)計(jì)

《輸送血液的泵——心臟》教學(xué)設(shè)計(jì)

◇教學(xué)內(nèi)容分析

心臟是人體的重要器官之一，是輸送血液的“泵”。其特殊性在于它能夠自動、有節(jié)律地收縮和舒張，推動血液按照一定的方向流動。

人體需要的氧氣和養(yǎng)料必須及時運(yùn)來，產(chǎn)生的二氧化碳等廢物必須運(yùn)走，只有這樣人體才能進(jìn)行正常的生命活動，這些物質(zhì)的運(yùn)輸靠血液循環(huán)來實(shí)現(xiàn)。

這一課的知識點(diǎn)和難點(diǎn)較多，如何在短時間內(nèi)使學(xué)生對心臟的結(jié)構(gòu)和功能有充分的認(rèn)識并理解血液循環(huán)的途徑和意義，需要教師課前精心準(zhǔn)備。

◇教學(xué)對象分析

初一學(xué)生的生理和智力等都處于發(fā)展的黃金時期，他們對外界事物有著非常濃厚的興趣，但尚處于一種懵懂階段，對人體結(jié)構(gòu)和生理功能都不甚了解，所以對現(xiàn)實(shí)生活中的一些現(xiàn)象無法解釋。我們應(yīng)該充分利用每一個時機(jī)，在引導(dǎo)學(xué)生分析具體問題的同時，幫助其樹立正確的人生觀以及遠(yuǎn)大的理想抱負(fù)。

◇教學(xué)目標(biāo)及分析

知識與技能目標(biāo)：掌握心臟的結(jié)構(gòu)和功能；概述血液循環(huán)的途徑，區(qū)別動脈血與靜脈血。

過程與方法目標(biāo)：通過對血液循環(huán)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)觀察、分析、歸納、總結(jié)和語言表達(dá)能力。

情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)：通過小組學(xué)習(xí)活動，培養(yǎng)合作精神和集體主義觀念。

◇教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：能夠通過觀察心臟各腔室的厚薄以及有關(guān)瓣膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，來推測它們各自的功能。了解血液循環(huán)的途徑和意義。

突破：利用立體虛擬生物實(shí)驗(yàn)室，將教材中靜態(tài)的圖片變成動態(tài)的、連續(xù)的畫面，給學(xué)生深刻的印象，然后利用立體虛擬生物實(shí)驗(yàn)室和電子白板展示血液循環(huán)的路徑簡圖，幫助其發(fā)現(xiàn)體循環(huán)和肺循環(huán)的規(guī)律，自主地構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)。

難點(diǎn)：能夠通過觀察各腔室的厚薄以及瓣膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，來推測它們各自的功能。了解血液循環(huán)途徑，以及在血液循環(huán)過程中血液成分的變化。

突破：本課通過播放視頻和Flash動畫，將人體中發(fā)生在微觀世界的過程詳細(xì)、直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前。在立體虛擬生物實(shí)驗(yàn)室讓學(xué)生清晰地“看”到在人體血液循環(huán)過程中發(fā)生的物質(zhì)交換，進(jìn)而理解血液成分的變化，達(dá)到理想的教學(xué)效果。

◇教學(xué)流程圖

具體教學(xué)流程如下頁圖3所示。

1.復(fù)習(xí)提問

復(fù)習(xí)血管的有關(guān)知識，采用競答的方式。

2.血液循環(huán)史的發(fā)現(xiàn)

指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第74頁“血液循環(huán)的發(fā)現(xiàn)”，通過科學(xué)發(fā)展史的教學(xué)理解科學(xué)。

3.體循環(huán)和肺循環(huán)

觀看心臟結(jié)構(gòu)體循環(huán)和肺循環(huán)的視頻，同時思考：心臟的具體結(jié)構(gòu)是什么？假設(shè)有個紅細(xì)胞，隨著血流在人體內(nèi)周游，如果以左心室為出發(fā)點(diǎn)，那么它旅行的路線是怎樣的？學(xué)生討論，然后通過立體虛擬生物實(shí)驗(yàn)室自主探究，加深印象。

為了幫助學(xué)生理解血液循環(huán)過程中血液成分的變化，可借助組織處的氣體交換和肺泡處的氣體交換動畫，讓學(xué)生直觀地觀察到氣體交換的過程，很好地突破難點(diǎn)。

4.血液循環(huán)的意義

學(xué)生討論，概括總結(jié)。

5.小結(jié)

學(xué)生繪制血液循環(huán)途徑的概念圖，然后觀察全身血液循環(huán)動畫進(jìn)行再認(rèn)識。為檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，加深其對知識的理解，可將抽象的知識，以游戲的形式呈現(xiàn)出來，這樣也有利于學(xué)生參與學(xué)習(xí)活動。

6.鞏固提高

通過練習(xí)題，對本節(jié)所學(xué)知識進(jìn)行反饋。借助血液循環(huán)途徑聯(lián)系動畫鞏固本節(jié)課的難點(diǎn)。

◇板書設(shè)計(jì)

如圖4所示。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙琳，解月光，楊鑫，等.智慧課堂的“動態(tài)”學(xué)習(xí)路徑設(shè)計(jì)研究[J].中國電化教育，2017（11）：1-6.

[2]祝智庭.智慧教育新發(fā)展：從翻轉(zhuǎn)課堂到智慧課堂及智慧學(xué)習(xí)空間[J].開放教育研究，2016，22（1）：18-26+49.

[3]初中生物新課程標(biāo)準(zhǔn)[EB/OL]https：//wenku.baidu.com/view/aab453bb5901020206409c15.html.

[4]唐燁偉，龐敬文，鐘紹春，等.信息技術(shù)環(huán)境下智慧課堂構(gòu)建方法及案例研究[J].中國電化教育，2014（11）：23-29+34.