“SPT”智慧課堂的“DNA分子的結(jié)構(gòu)”教學(xué)案例

陳雪梅 朱國慶

(安徽省蕪湖市田家炳實(shí)驗(yàn)中學(xué) 蕪湖 241000)

基于程序應(yīng)用“暢言智慧課堂”的教學(xué)實(shí)踐，探索智慧課堂的教學(xué)整合模式。我校通過在主機(jī)和平板上安裝“暢言智慧課堂”系統(tǒng)，在無線局域網(wǎng)環(huán)境下，師生通過平板、主機(jī)和投影三機(jī)同屏直播教學(xué)。在課外，師生通過這個(gè)平臺(tái)能有效地即時(shí)互動(dòng)，共同探索構(gòu)建即時(shí)化、智能化、數(shù)據(jù)化和立體化的“SPT”智慧課堂教學(xué)模式(圖1)?！癝”代表“study”(學(xué)習(xí))、“P”代表“PAD”(平面電腦)、“T”代表“teach”(教學(xué))。其含義有兩層： ①從教學(xué)主體的關(guān)系來說，學(xué)生和教師通過PAD進(jìn)行互動(dòng)；②從教學(xué)過程來說，以學(xué)定教的方式充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，要讓學(xué)生完成課前的預(yù)習(xí)任務(wù)，做好課中的學(xué)習(xí)內(nèi)容，鞏固好課后的重點(diǎn)知識(shí)[1]?！癉NA分子的結(jié)構(gòu)”一節(jié)的課例，是利用我?；赑AD應(yīng)用的智慧校園環(huán)境進(jìn)行創(chuàng)新課堂教學(xué)模式的探索和嘗試。

圖1 “SPT”智慧課堂教學(xué)模式圖

1 教材分析

“DNA分子的結(jié)構(gòu)”是人教版生物學(xué)教材《遺傳與進(jìn)化》第3章第2節(jié)的內(nèi)容，由DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建、DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)及制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型內(nèi)容構(gòu)成。DNA分子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)是生物學(xué)科發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑，其中蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法、科學(xué)價(jià)值觀等教育價(jià)值。在教學(xué)中，基于“SPT模式”，通過“暢言智慧課堂”平臺(tái)，利用微課和任務(wù)清單課前學(xué)生自主預(yù)習(xí)，把知識(shí)的傳授過程優(yōu)化成一個(gè)科學(xué)探究過程，讓學(xué)生在探究中領(lǐng)悟、在實(shí)踐中提升、在反思中深化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的課程目標(biāo)。

2 教學(xué)目標(biāo)

(1) 通過學(xué)習(xí)DNA分子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)歷史，動(dòng)手制作DNA雙螺旋分子結(jié)構(gòu)模型。能用結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)，認(rèn)識(shí)DNA分子結(jié)構(gòu)特性，樹立“生命觀念”。

(2) 通過微課的學(xué)習(xí)嘗試構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、分析理解能力和動(dòng)手能力，形成“科學(xué)思維”的習(xí)慣。

(3) 通過搜集DNA分子結(jié)構(gòu)科學(xué)史料，了解科學(xué)家的研究過程及方法，能夠構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，掌握“科學(xué)探究”的基本思路和方法。

(4) 通過分析DNA分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和特性，積極參與討論涉及DNA分子結(jié)構(gòu)相關(guān)的社會(huì)現(xiàn)象或事件，并作出理性解釋，形成“社會(huì)責(zé)任”感。

3 設(shè)計(jì)思路

在設(shè)計(jì)本節(jié)課時(shí)，基于“SPT”智慧課堂模式，綜合考慮課前、課中、課后3個(gè)環(huán)節(jié)整體設(shè)計(jì)。課上通過創(chuàng)設(shè)“DNA鑒定鐵證如山”這一真實(shí)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生自發(fā)地產(chǎn)生探究疑問： DNA為什么能做到如此公正，其結(jié)構(gòu)如何，有什么特點(diǎn)？針對(duì)這些問題，重溫科學(xué)家DNA探究之旅，圍繞DNA的基本單位、單鏈形成、雙鏈平面結(jié)構(gòu)和雙螺旋空間結(jié)構(gòu)這4個(gè)主題展開深入探究。在科學(xué)史和科學(xué)探究中，學(xué)生課前課后通過“暢言智慧平臺(tái)”分享展示自主建構(gòu)出DNA雙螺旋模型，從而實(shí)現(xiàn)本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)。具體設(shè)計(jì)思路如下(表1)。

表1 基于“SPT”模式的教學(xué)設(shè)計(jì)思路

4 任務(wù)設(shè)計(jì)

教師利用平板在“暢言智慧課堂”系統(tǒng)的“作業(yè)平臺(tái)”上錄制微課、將學(xué)生分成6組，并上傳任務(wù)清單： ①閱讀電子教材第47～50頁，以及看插圖3—11；并搜集DNA發(fā)現(xiàn)史相關(guān)資料；②觀看“發(fā)現(xiàn)DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)故事”微課視頻；③完成導(dǎo)學(xué)案；④小組通過“班級(jí)空間”討論合作，初步構(gòu)建DNA分子結(jié)構(gòu)模型。

設(shè)計(jì)意圖： 教師通過平臺(tái)推送課前“任務(wù)清單”和微課等資源，學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間里，通過互動(dòng)能有效地完成相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)，體現(xiàn)“SPT”模式資源推送智能化。

5 教學(xué)過程

5.1 創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課 在系統(tǒng)資源庫里搜索“DNA鑒定，鐵證如山！”視頻并播放，提出問題： ①為什么檢測DNA就可以確定嫌疑犯的身份呢？②DNA分子究竟有什么樣的結(jié)構(gòu)呢？激趣導(dǎo)入新課。教師打開“PK板”量化評(píng)價(jià)。

設(shè)計(jì)意圖： 資源庫提供豐富的資源方便共享。通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)問題情境，激發(fā)學(xué)生自主探究DNA分子結(jié)構(gòu)的意愿和興趣，同時(shí)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物學(xué)知識(shí)來源于生活，又服務(wù)于生活。

5.2 多樣檢測，自學(xué)效果 具體檢測方法如下：

檢測方式一： 通過平臺(tái)“電子白板”里的“課堂互動(dòng)”添加題面，自制互動(dòng)游戲小程序： 擊中與“DNA分子的結(jié)構(gòu)”相匹配的知識(shí)獲得積分。學(xué)生上臺(tái)PK互動(dòng)大比拼，并通過“搶答”和“隨機(jī)”工具獲得游戲機(jī)會(huì)累積活躍度。

檢測方式二： 6個(gè)小組通過平臺(tái)進(jìn)行“同步直播”初步構(gòu)建的DNA結(jié)構(gòu)模型作品。

設(shè)計(jì)意圖： 多種趣味活動(dòng)可檢測學(xué)生課前預(yù)習(xí)效果，便于課堂上進(jìn)行針對(duì)性地教學(xué)。

5.3 史實(shí)再現(xiàn)，重溫經(jīng)典 借助系統(tǒng)工具“翻書動(dòng)畫”和“抽屜畫框效果”呈現(xiàn)DNA結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)史實(shí)，跟隨沃森和克里克的足跡，追尋多位科學(xué)家的探索歷程。如富蘭克林、威爾金斯的X衍射圖譜、鮑林的模型構(gòu)建和查哥夫的當(dāng)量定律等，重溫經(jīng)典事跡。

設(shè)計(jì)意圖： 通過動(dòng)畫效果能立體地展示科學(xué)家人物形象，學(xué)生身臨其境般體驗(yàn)科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究的艱辛和喜悅，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)目標(biāo)的內(nèi)化。

5.4 科學(xué)探究，模型建構(gòu) 根據(jù)提供的元件分步自主構(gòu)建DNA結(jié)構(gòu)的模型，通過智慧課堂“同步直播”構(gòu)建過程實(shí)況： ①用磷酸、脫氧核糖和堿基3個(gè)元件構(gòu)建DNA的基本單位——脫氧核苷酸；②通過磷酸二酯鍵連接成脫氧核苷酸單鏈；③將兩條單鏈用氫鍵連接成脫氧核苷酸雙鏈；④讓學(xué)生將手中的模型旋轉(zhuǎn)成常見的右旋DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。每拼完一步，教師通過互動(dòng)平臺(tái)“提問”學(xué)生批注答題或者上傳照片答題，實(shí)現(xiàn)多屏互動(dòng)展示成果。并利用“實(shí)物展臺(tái)”進(jìn)行課前、課中模型比較，實(shí)現(xiàn)多屏“同步直播”找出差異。并用“聚焦”和“至教材”工具歸納出DNA分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。教師打開“PK板”量化評(píng)價(jià)。

設(shè)計(jì)意圖： 引導(dǎo)學(xué)生在科學(xué)探究過程中形成嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度。通過對(duì)事實(shí)和概念的解析，在不斷修正模型過程中,培養(yǎng)科學(xué)思維、模型構(gòu)建和創(chuàng)新能力。同時(shí)，體驗(yàn)成功的樂趣。

5.5 歸納總結(jié)，學(xué)以致用 教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)DNA分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，分析總結(jié)出DNA分子的特性： 多樣性、穩(wěn)定性和特異性。正因?yàn)橛羞@樣的特性，所以DNA鑒定的證據(jù)才能夠成為司法部門的終極利器！回歸到創(chuàng)設(shè)情境時(shí)的問題提出，順理成章地解決問題，首尾呼應(yīng)。利用“暢言智慧課堂”系統(tǒng)“討論區(qū)”，請(qǐng)每位學(xué)生圍繞“DNA”關(guān)鍵詞，將本節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行“飛花令”總結(jié)。根據(jù)各小組學(xué)生發(fā)帖的數(shù)量，累積活躍度。為本組贏得積分。

設(shè)計(jì)意圖： 用結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)，認(rèn)識(shí)DNA分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，理解DNA特性，樹立生命觀念。內(nèi)化了學(xué)生“社會(huì)責(zé)任”感的核心素養(yǎng)。同時(shí)，通過課堂互動(dòng)的“討論區(qū)”及積分累積制，激發(fā)每位學(xué)生的積極參與發(fā)帖的興趣，共同回憶所學(xué)內(nèi)容。避免了平時(shí)課堂提問總結(jié)參與的局限性。

5.6 課堂反饋，師生評(píng)價(jià) 教師從互動(dòng)課堂的“草稿箱”中調(diào)出試題，通過“即時(shí)互動(dòng)測評(píng)”發(fā)布給全班學(xué)生。答題完畢，“大數(shù)據(jù)”平臺(tái)即時(shí)呈現(xiàn)全班測評(píng)結(jié)果，能準(zhǔn)確、快速地檢測學(xué)習(xí)效果。最后環(huán)節(jié)，教師引導(dǎo)學(xué)生通過“投票”工具進(jìn)行組間互評(píng)，教師通過“PK板”工具全程即時(shí)評(píng)價(jià)，各小組累積“活躍度”。

設(shè)計(jì)意圖： 通過習(xí)題及大數(shù)據(jù)反饋課堂學(xué)習(xí)效果，評(píng)估目標(biāo)達(dá)成情況。實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)是引導(dǎo)學(xué)生積極學(xué)習(xí)的最好途徑，課堂上及時(shí)評(píng)價(jià)可幫助學(xué)生樹立小目標(biāo)。教師課堂上全程通過“PK板”工具進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)，能激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)欲望，體現(xiàn)“SPT”模式的即時(shí)化。

6 課后交流

課后，學(xué)生將DNA模型進(jìn)一步完善分享展示，教師在“作業(yè)平臺(tái)”上傳有關(guān)DNA研究的最新成果資源，讓學(xué)生拓展瀏覽。同時(shí)，通過“大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)學(xué)情庫”分析學(xué)情，布置“進(jìn)階練習(xí)”對(duì)DNA結(jié)構(gòu)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)提升應(yīng)用。及時(shí)批改分析，并通過“微課實(shí)時(shí)”錄制試題知識(shí)點(diǎn)講解，用微課視頻上傳發(fā)送。另外，還可在“班級(jí)空間”釋疑解惑。

設(shè)計(jì)意圖： 通過“暢言智慧平臺(tái)”師生之間即時(shí)互動(dòng)和學(xué)情分析，能準(zhǔn)確地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，適時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，掃清學(xué)生本節(jié)課內(nèi)容的所有障礙。體現(xiàn)“SPT”模式的教學(xué)決策數(shù)據(jù)化。同時(shí)，進(jìn)行資源拓展延伸，增長見識(shí)，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

本節(jié)課例是基于“SPT”智慧課堂教學(xué)模式，師生可通過平板多工具自如切換合理應(yīng)用的一種教學(xué)范式。“暢言智慧平臺(tái)”系統(tǒng)高效地整合了多種教學(xué)App，如： 電子白板、大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)學(xué)情庫、作業(yè)平臺(tái)和班級(jí)空間等。體現(xiàn)了該模式資源推送智能化、交流互動(dòng)立體化、評(píng)價(jià)反饋即時(shí)化和教學(xué)決策數(shù)據(jù)化的特征。