信息技術與微觀水平生物課整合的策略

徐亞敏

摘要以支架式教學為理論依據探索的整合模式分5個環節：搭建支架，明確任務；協作學習，完成任務；總結提升，全面深化；效果評價，實際運用；課堂延伸，思維拓展。信息技術與生物課整合后的優勢體現在5個方面：形象性；自主學習；個性化教學；增強了交互性；實現學習延續性。

關鍵詞探究信息技術課程整合

中圖分類號C633.91文獻標識碼B

新課程標準的實施，強調改變學生的學習方式，倡導探究式學習，以提高學生的科學素養，培養學生的創新精神和實踐能力。

要使學生親歷知識發生的過程，教師必須提供學生可以學習的媒介。高中的生物學知識有相當一部分屬于細胞、分子水平，教材的文字、圖片只能靜態呈現知識，無法使學生直接觀察到生命活動的變化過程，借用信息技術可以形象生動的模擬生命活動，彌補教材的不足。信息技術在生物課中運用的最大優勢可體現在，對于微觀水平的生命活動可以動態呈現整個過程。學生利用這個媒介，可以直觀f觀察到知識的發生過程，從而進行探究學習。通過將近一學期使用浙江科學技術出版社的生物教材，在教學中初步探索了與信息技術整合的策略，現以“物質出入細胞的方式”為例闡述這一類課與信息技術整合的模式。

這一類課的最佳學習環境是多媒體網絡教室，可以實現教師和學生、學生和學生之間的點對點、點對面的通訊。在教學過程中，教師除了可以向每臺學生機傳送教學信息之外，還可以通過教師機觀察每一臺學生機屏幕信息，以達到對教學的反饋和監控；學生可利用教師設計的教學軟件自主學習，學習中的問題可通過網絡向教師或同學提問，并進行網絡對話。教學設計的理論指導為“支架式教學”。支架式教學是以前蘇聯著名心理學家維果斯基的“最近發展區”理論為依據的。支架教學中的“支架”應根據學生的“最近發展區”來建立，通過支架作用不停地將學生的智力從一個水平引導到另一個更高的水平。

1支架式教學為理論依據的信息技術與課程整合的教學過程

1.1搭建支架，明確任務

教師首先向學生呈現物質出入細胞的整體動畫(圖1)，當學生有了學習的興趣時，出示物質通過人工合成脂雙層的圖片。引導學生觀察動畫、圖片，思考問題：什么樣的分子能通過脂雙層?什么樣的分子不能通過?葡萄糖不能通過無蛋白質的脂雙層，但是小腸上皮細胞能大量吸收葡萄糖，原因是什么?問題不是和盤托出，給學生留有自己提問的空間(表1)。對于提出的問題也不急于回答，只是讓學生做猜想，帶著問題進入新知識的學習，為接下來的自主探究搭建起支架。

通過動畫、圖片的觀察，不僅激發了學生的學習興趣，同時也培養了學生善于觀察，發現問題，提出問題的能力。問題的思考、猜想也使學生明確了學習的任務。

本環節起到了一個引領全課作用，選擇的動畫、圖片最好能反應整節課學習知識的整體過程。如選擇的“物質出入細胞”的動畫，能觀察到細胞膜結構中的磷脂分子和蛋白質分子，并能觀察到這些分子的運動，同時還整合了離子、二氧化碳和水出入細胞的過程。這樣不僅能起到激發學生的學習興趣，而且還能起到復習已有知識，為新知識的學習=做好鋪墊的作用，從而發揮了信息技術能直觀、生動展現微觀水平動態變化的優勢。

1.2協作學習，完成任務

在學生明確了學習任務，又有了高漲的學習熱情的基礎上，教師通過總控機分發給學生“物質出入細胞方式”的動畫，讓學生自主操作動畫，進行探究學習。此部分動畫中物質出入細胞的不同方式可獨立反復的演示。有了第一環節的支架，學生對動畫的觀察也有的放矢，但形象的感知如果不能轉換為理性的認知，是不能從根本上解決搭建支架時提出的問題。因此，教師事先準備了理論提升的表格。

學生以3人為一組開展協作探究。一人的計算機用于表格填寫，其他兩個人的計算機用于觀察動畫。通過此環節解決本節課的重點，物質出入細胞方式異同的比較；突破難點，主動轉運及圖表解讀。在學習的整個過程中，教師利用教師機進行屏幕監控，及時了解學習進展，給學生必要的引導。每個小組都完成表格填寫后，通過計算機網絡展示學習成果，師生共同交流，探討。最后，讓學生能用科學的語言描述每一種物質出入細胞的方式，從而明確基本概念。

在本環節中的動畫是由學生自主操作，用于探究學習的，選擇的動畫需操作簡便，可控性強；且能反復演示，便于學生操作、觀察。如選擇的“物質出入細胞方式”的動畫，在界面上點擊相應的方式就會出現該方式的動態變化過程，點擊課堂小結就有擴散、易化擴散、主動轉運三種方式共同出現的動態畫面，便于學生進行對比。而對胞吞、胞吐的演示為每點擊一下界面上的PLAY就是一個步驟，分步的演示更能理解整個過程。信息技術模擬生命活動后，使本來抽象的知識形象化，教材中的靜態文字、圖片無法展現生命活動的過程，通過動畫將生命活動的整個過程展現，使學生觀察到知識的發生過程，難點迎刃而解(圖2)。

1.3總結提升，全面深化

通過自主探究的學習，學生從感性到理性的掌握了知識的發生過程，對于搭建支架時教師提出的問題，學生自己提出的問題要從理論上準確解決，教師必須進行一次全面的總結提升。

首先教師利用多媒體課件展示“分泌蛋白形成過程”動畫(圖3)，使學生將已學知識和現學知識聯系，實現知識融會貫通。接著再一次展示第一環節動靜結合的兩個畫面，對于圖片中的問題，學生自己提出的的問題師生共同交流，最后解決問題，并進行總結：總結以問題的形式展開(表2)，學生在問題的思考和回答中實現對知識框架的構建。

教師通過形象的聯系，培養學生運用已有知識解決問題的能力，在比較中更深入的認識物質出入細胞方式的異同，將學生對知識的認識引導到一個更高的水平。同時也使學生感受到細胞的結構和功能相統一的美，培養學生最基本的生物科學素養。

本環節的作用是對學生自主學習后，還未能成體系的知識在教師的引導下構建體系。因此，教師選擇引導學生感性認知的畫面，能反應整個學習過程中的要點，以便學生能準確、快速將知識融會貫通。如我選擇的“分泌蛋白形成”的動畫與“物質出入細胞”的整體動畫，能反應出大分子和小分子、離子出入細胞的差異，但又能體現出相同之處，都依賴了膜的流動性。其中，“物質出入細胞”的動畫中還能體現不同的物質進出細胞的差異。通過形象的畫面，學生對于知識體系的構建只需通過解答問題，自主完成。

1.4效果評價，實際運用

理論知識的學習通過前面三個環節已完成，將所學的理論知識真正轉化為學生內在的應用能力，評價是必不可少的環節。學生的個體差異是存在的事實，尊重學生的差異，讓每位學生能根據自己的能力選擇合適自己的評價練習，使每個人都能感受到成功的喜悅，在此前提下分層次設置了評價練習。

借助多媒體網絡教室分發資料的便利，我向學生分發了基礎評價，能力評價兩種練習。相同的是都有坐標曲線圖，不同的是基礎評價以選擇為主，能力評價以文字表達為主。兩種評價練習的最后都有詳細的題目解析，完成練習后，學生可以自我校對。

通過這樣的方法，高效率的鞏固知識，同時也培養了學生解讀坐標曲線的能力，從而鞏固難點，將學生對知識的應用能力引導到一個更高的水平。題后的解析可以幫助學生養成自我評價學習效果的習慣。

本環節的主要目的是使學生能將知識學以致用，因此，在練習的選擇時要注意分層次選擇，以適應班級中不同層次的學生，課堂練習的時間是有限的，著重還是對于重點，難點的反饋。

1.5課堂延伸，拓展思維

課堂的學習時間是有限的，學生在課堂上總有一些不能解決的問題。利用網絡資源可以將學習延伸到課堂之外，通過網絡的學習不受時間和空間的制約。

為了便于有需要的學生再次利用多媒體課件學習，我將本節課的學習課件上傳于學校網站，學生下載后便可使用。在學習的過程中，學生會發現新的問題，可在學校網站的生物組論壇與老師、同學交流，同時我還引導學生用網絡搜索引擎獲取資料，自主解決問題。

課后的學習培養了學生刻苦鉆研的精神，論壇的交流討論可以共享智慧，拓展思維，網路搜索引擎獲取資料，培養學生處理加工信息，解決問題的能力。

本環節主要針對課堂上存在沒有解決問題的同學或學有余力對生物學科感興趣的同學，教師也不必強調每位學生都必須通過網絡進行學習，畢竟現在高中學生的學習任務是繁重的。

2信息技術與課程整合的優勢

以支架式教學為理論依據進行的信息技術與生物課程整合，從教學過程看真正改變了教學結構和教學模式。變教師“主講”為“主導”，變學生“被動”為“主動”，變媒體“教具”為“學具”，從而達到真正意義上的分層教學和個性化教學，具體的優勢體現在以下5個方面：

2.1形象性

把屬于微觀水平的抽象知識，通過信息技術這個媒介模型化，形象化?？朔藗鹘y教學模式對于原理性知識只能“師講”“生聽”而使學生失去學習興趣的弊端，學生有了觀察的媒介激發了學習興趣，充分發揮學生的主動性，促進學生的有效參與，培養學生自主探究、分析比較、合作交流的能力。

2.2體現了自主學習

傳統的課堂教學進程由教師把握，支架式教學中協作學習環節，解決重點、突破難點利用計算機模擬生命活動的動態過程，給學生足夠的時間，讓學生動手操作，觀察，進行理論提升，學習的進程由學生把握。實踐證明，這樣的處理使難點成為學生學習的興奮點，課堂上學生在思考中、在討論交流中相互啟迪。充分感受發現知識的快樂，學生真正成為學習的主人，落實了新課程標準倡導的讓學生進行自主、探究、合作學習的理念，有效實現三維目標，學生學得既靈活又實在。

2.3實現個性化教學

傳統的課堂教學對于課前的復習，課后的評價由于空間和時間的限制只能是一份練習，一個進度。利用了一人一機的便利，教師提供難度不同的評價練習，學生根據自己的能力選擇。對于進度快的學生，教師提供相應的網頁瀏覽，進行知識拓展。

讓學生充分展現個性，在知識輸入的同時，強調知識輸出，課堂思維活躍，鞏固與反饋及時。

2.4增強了交互性

傳統教學中的交互大多體現在課堂上的討論和問答中，受到空間和時間的限制，往往在課后就沒了交流，課堂教學缺少延續性。教師充分利用網絡資源、就在一定程度上打破了這種限制，而且學生的表達欲望也增強了。尤其對于一些不擅長口頭表達的學生來說，論壇發帖的形式為他們提供了機會。而且由于在網絡上具有一定的隱蔽性，不少學生敢于大膽發表自己看法，少了一些顧慮。

2.5實現了學習延續性

傳統教學中學生在課堂上不能解決的問題，在課后大部分由于學習條件的限制成為永久性的問題。把多媒體課件上傳于網絡后，學生可以在家反復地學習，通過論壇與老師、同學交流把問題解決。