《探究酒精或煙草浸出液對水蚤心率的影響》工具制作綜述

董軍

● 特色與亮點

《探究酒精或煙草浸出液對水蚤心率的影響》工具基于Flash平臺制作，生動地模擬了實驗的操作過程，達到了鍛煉學生實驗操作能力的目的，在結(jié)構(gòu)層次上則遵循科學探究的一般過程，突出了探究式學習。它還能全程監(jiān)控和記錄學生的操作過程并及時反饋和糾正學生的錯誤操作，同時根據(jù)記錄數(shù)據(jù)對學生的探究效果和學科素養(yǎng)做出客觀評價，極大發(fā)揮出評價的激勵作用。

● 設(shè)計意圖

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

該工具所展現(xiàn)的科學探究活動就是從具體的實踐出發(fā)，通過學生親自動手、親身體驗，讓學生加深理解，充分認識到酒精或煙草等物質(zhì)對生物體的有害影響，認識到選擇健康生活方式的重要性，從而提升增進人體健康的緊迫感，為選擇健康的生活方式打下良好的基礎(chǔ)。同時培養(yǎng)學生的科學探究能力，使學生養(yǎng)成科學嚴謹?shù)淖鍪聭B(tài)度。

● 內(nèi)容結(jié)構(gòu)及設(shè)計思路

《探究酒精或煙草浸出液對水蚤心率的影響》工具整合了資料與說明、問題與假設(shè)、制定計劃、實施計劃、結(jié)果分析、得出結(jié)論和評價八個模塊，每個模塊又包含若干個子模塊，這些模塊的設(shè)計與生物科學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。

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，學生通過此模塊加深了對課程內(nèi)容的理解，熟悉了類似多媒體教學工具的操作。

2.問題與假設(shè)

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

3.制定計劃

該模塊的作用是引導(dǎo)學生根據(jù)自己的想法設(shè)計探究方案。它包含“設(shè)計探究方法和步驟”、“ 設(shè)計數(shù)據(jù)收集表”兩個子模塊。即引導(dǎo)學生選擇出正確的探究方法，排列出正確的實驗操作順序，同時設(shè)置實驗的對照組和重復(fù)組，設(shè)計出數(shù)據(jù)收集表（如上頁圖1）。

4.實施計劃

該模塊包含“選擇實驗材料用具”和“開始實驗”兩個子模塊。學生根據(jù)自己的實驗設(shè)計進行實驗材料用具的選擇，然后開始實驗。實驗步驟遵循“設(shè)計探究方法和步驟”模塊中的實驗操作順序，包括制作不同溶液濃度下的水蚤臨時裝片（如圖2），在顯微鏡下觀察水蚤心臟的跳動情況，計算10秒內(nèi)水蚤心臟跳動的次數(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）。用來幫助學生對收集到的數(shù)據(jù)進行處理，協(xié)助學生分析數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學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：酒精對水蚤心臟有麻醉作用，濃度越高心率越低，當酒精的體積比率達到20%可導(dǎo)致水蚤死亡；煙草浸出液對水蚤心率有促進作用，濃度越高心率越高。無論學生采用什么樣的探究情境，最終的結(jié)論總是一致。

7.評價

該模塊可以計算其他模塊提供的數(shù)據(jù)信息，也可對學生各項表現(xiàn)進行評價。一是對探究過程、數(shù)據(jù)和結(jié)論的準確性打分，得出探究活動分，并根據(jù)分數(shù)對學生進行評價和激勵。二是在探究活動得分的基礎(chǔ)上，結(jié)合學生實驗設(shè)計的嚴謹程度和操作的熟練程度進行打分，得出綜合素質(zhì)分，并根據(jù)分數(shù)獎勵小紅花。

8.小助手

該模塊主要監(jiān)控學生的操作過程并在屏幕的右下角彈出對話框與學生進行交流。目的是糾正學生的操作錯誤，指導(dǎo)學生正確學習，保證學生操作的順利進行，同時記錄學生的學習情況并向“評價”模塊提供數(shù)據(jù)。

● 藝術(shù)布局

《探究酒精或煙草浸出液對水蚤心率的影響》工具在封面上放置了顯微鏡等實驗用具，突出了實驗探究的主題。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。

該工具整體標準相對統(tǒng)一，前臺界面與其他主流程序風格一致，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，每個畫面中文字、圖形等元素布局合理，顏色對比強烈，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，可自主運行，具有很強的可移植性，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。

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)造一個可選擇的任務(wù)情境，便于學生選擇不同的探究途徑，得出符合自己探究的結(jié)論；用Menu組件打造模擬實驗的“材料用具箱”，用來管理和調(diào)用模擬實驗的材料用具；用NumericStepper組件提供“數(shù)據(jù)記錄表”的設(shè)計條件和“倒計時器”的計時方式；用Button組件打造模擬實驗中的“物品回收處”和整個程序?qū)Ш桨粹o。組件的使用不但簡化了程序，而且有利于打造風格一致的程序界面。同時，我還大量使用原件構(gòu)建模塊化程序；使用數(shù)組收集和存儲模擬實驗中的數(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驗數(shù)據(jù)和參數(shù)的不同而自動發(fā)生變化；在評價模塊通過對數(shù)據(jù)的數(shù)學和邏輯運算，與評價標準進行比對，得出評價結(jié)果并由動態(tài)文本框輸出。

● 評價與反思

《探究酒精或煙草浸出液對水蚤心率的影響》工具交互性強，是真正的學件。它尊重學生的主體地位，鼓勵學生自己動手、親身體驗，充分發(fā)揮主觀能動性，讓學生成為學習的主人。

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

當然，該工具還有許多需要改進的方面。例如，創(chuàng)設(shè)更多的問題情境，使學生有更多的選擇，建立數(shù)據(jù)庫便于數(shù)據(jù)記錄和查詢，與遠端服務(wù)器連接，增加遠程監(jiān)控功能，增加音效和語音提示功能，對程序代碼進一步優(yōu)化，使程序運行更流暢等。另外，它的教學效果還受硬件條件、學生信息技術(shù)水平的限制。

● 幕前幕后

炎熱的夏季驕陽似火，第九屆NOC活動決賽如火如荼地展開了，我懷著無比激動的心情一路走來，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活動風采便讓我肅然起敬。它規(guī)模宏大，組織嚴密，有條不紊，一片生機勃勃、催人奮進的景象。我榮幸地參加了“多媒體教學工具評優(yōu)”賽項，這個賽項本屆才更名于此，可見大賽的與時俱進，其包容和豁達的胸懷令人欽佩。然而，比賽是殘酷的，選手們個個摩拳擦掌、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)獎臺的那一刻，才如釋重負，所有的辛勞煙消云散，任由喜悅的淚水流淌。

再回首，NOC活動是一場高水平的學術(shù)交流盛會，它為教師搭建了一個相互交流、相互學習的平臺，沒有親身經(jīng)歷，你是無法感受到那里的學術(shù)氛圍。賽場上，我驚嘆選手的精湛技藝，聆聽專家評委的精彩點評，時而興奮、時而緊張，真是前所未有的精神享受。賽后交流會更是亮點多多，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，然而此次活動給了我展示才華的機會，正是這次不尋常的經(jīng)歷，讓我對自己有了新的認識。

衷心感謝你，NOC活動！

點評

《探究酒精或煙草浸出液對水蚤心率的影響》工具力求在教學中培養(yǎng)學生的科學探究能力、實驗操作能力、數(shù)據(jù)處理和分析能力，提高學生學習的興趣。同時本工具也能全程監(jiān)控和記錄學生的操作過程，及時反饋和糾正學生的錯誤操作，對學生的探究實驗效果和個人科學探究素養(yǎng)與能力做出客觀的評價。此多媒體教學工具強化了知識性、趣味性和藝術(shù)性相結(jié)合，突破了傳統(tǒng)教學模式。個人認為本工具最大的亮點是數(shù)據(jù)收集表和結(jié)果分析表格。數(shù)據(jù)收集表在“制定計劃”中，本模塊的作用是引導(dǎo)學生根據(jù)自己的想法設(shè)計探究方案。它包含“設(shè)計探究方法和步驟”、“設(shè)計數(shù)據(jù)收集表”兩個子模塊。即引導(dǎo)學生選擇出正確的探究方法，排列出正確的實驗操作順序，同時設(shè)置實驗的對照組和重復(fù)組，設(shè)計出數(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。“結(jié)果分析”模塊包括“查看數(shù)據(jù)表”、“計算平均數(shù)”、“繪制曲線圖”和“繪制柱形圖”等子模塊。用來幫助學生對收集到的數(shù)據(jù)進行處理，協(xié)助學生分析數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學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。這兩個模塊直接體現(xiàn)了作者以學生為主的開放性的教學思想，利于學生從多角度以多種方式進行評價，培養(yǎng)學生的發(fā)散創(chuàng)新思維。最后的“評價”方式也比較好，對實驗的全程進行評價，各階段評價分值較合理。

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，這一部分都是實驗前的文字資料，有必要在課件中大篇幅重現(xiàn)嗎？二是“問題提出與假設(shè)”也是給學生限定了題目，事先制定幾種方法讓學生選擇，感覺不夠人性化、個性化，也許學生會有其他方法。三是交互性上還有需要改進的地方，“設(shè)計方法和步驟”這一環(huán)節(jié)做不好，下面的幾個環(huán)節(jié)都不能做，這個課件的流程是線性的，“一夫當關(guān)，萬夫莫開”，這種設(shè)計讓使用者不能選擇路徑，不能調(diào)整進度，不是我們提倡的。四是“實驗器材和用具”中個別圖片不合適（如下圖），實驗用液體瓶上全部標注為酒精，這應(yīng)該算是作者的疏漏。