以信息化實現技術課程學習的建模

高英俠 馮德琴 柴大鈺

摘 要 利用雨課堂、微信平臺、翻轉課堂、百度檢索等信息化技術手段，通過無土栽培技術課程的學習，實現技術課程學習的建模——概念學習、模擬學習、實踐學習，達到指導學生學會學習的目的，升華情感，為同類課程學習提供可資借鑒的條件。

關鍵詞 技術課程；無土栽培技術；雨課堂；微課；翻轉課堂

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）22-0105-03

1 前言

無土栽培技術是化學、生物學、生態學應用于農業、林業生產的一個實例，是農業和園林等專業學生學習農業科學技術課程非常典型的一個案例。通過該課程內容的實際教學和研究表明，充分利用信息化教學手段可以實現技術課程學習的建模，達到指導學生學會技術課程知識的目的，并為同類課程學習提供可資借鑒的條件。

2 概念學習

利用微信平臺做好前置性準備 課前，教師根據教材的內容、教學的目標和學生的實際，提出“從身邊發現無土栽培技術”，要求學生通過生活實際和生產實踐的考察活動，搜集信息，至少將獲得的一條以上的信息發送到微信群中供大家學習交流。

學生從身邊發現許多與無土栽培技術有關的實例，如家中用小盆生豆芽，用珍珠巖種植花卉，在玄武石上栽種花草，用玻璃花瓶栽育“轉運樹”，等等。學生還通過自主搜尋和網絡查詢了解有關無土栽培技術的概念，特別是通過微信平臺進行分享交流，這樣在課前就已經對無土栽培技術的概念有了初步的認識和一定的了解，也激發起對課程內容學習的興趣。

利用視頻技術闡述概念 為了讓學生更為清楚地認識無土栽培技術，組織學生實踐活動小組就近到金昌市金川區新華村戈壁農業示范園區去做考察，讓學生一邊觀察思考，在小組內熱烈地互動交流，一邊通過采訪有關工作人員，詢問該示范園建設的背景、有關栽培技術的難題及相關問題，錄制該示范區栽種植物情況的短片，獲得的視頻資料在課堂上供全體學生觀看。

學生從該視頻材料獲知無土栽培技術的基本含義，即不用天然土壤，而用營養液進行栽培的現代農業技術。

學生進而發現問題，認識到營養液的配制應是無土栽培技術的核心。

利用雨課堂的交互幫助理解概念的實質 在整體教學上充分利用主平臺——雨課堂。雨課堂中通過師生互動、生生互動、生機交互，使學生疑難問題得以隨時呈現，學生的回答得以及時提交與反饋，學習結果得以有效統計；通過學生問題的質疑交流和反饋評價，引導學生深入思考，深化對內容的理解，強化正向激勵作用，顯著提升學習的質量。

比如對無土栽培技術概念的討論，學生在反饋自己對概念的理解上，有的學生認為核心就是“無土”，然而有的學生認為關鍵不是“無土”，重要的是“無天然土壤”；而學生在進一步討論時提出質疑：與“無土栽培”相比，“有土栽培”中的“天然土壤”究竟在起什么作用，這才是問題的關鍵。最終大家一致認為，天然土壤起到了供給營養物質的作用，所以“營養液”才是無土栽培技術的“真正核心”。這樣通過平臺的交流，大家對無土栽培技術的概念就非常明晰了。

同樣的，對于營養液科學含義的探析，教師設計辨析問題：

A.營養液就是含有各種化學物質的溶液；

B.營養液中含有植物正常生長和發育必需的元素；

C.營養液中含有的元素要以植物能夠吸收的離子狀態存在；

D.營養液中離子之間濃度大小的比例要合適。

通過學生自我辨析和判斷雨課堂平臺提供的選項，教師第一時間對學生在概念上是否存在疑惑做出評判，及時分析原因和跟進輔導。如有的學生對營養液中植物營養元素必須以離子狀態存在有異議，通過平臺把這個問題提了出來，教師根據營養元素的實際存在狀態和生物學知識，引導學生分析植物營養元素吸收的通道：如果是有機物，則通過篩管來運輸；而如果是無機鹽，則要通過導管來運送。因此，營養元素只要是植物能夠吸收的情況即可。但是通常情況下用無機鹽來配制營養液，則營養元素一般以離子形式通過導管而進入植物體。這樣有效幫助學生掌握營養液概念內涵的同時，解決了學生心中的疑惑。

正是因為用了雨課堂，學生發言沒有太多的局限，思維真正得以激活，展示更加便利，行動更加積極，真正形成了同學之間合作交流、互相促進的學習狀況，因而概念探析得更為深刻、全面和準確。

3 模擬學習

利用微課資源做好模擬學習

1）營養液的配制。為了使學生清楚地了解營養液，特別是掌握營養液的配制方法與步驟，在課前組織學生實踐活動小組進行營養液配制的模擬實驗，并錄制剪輯成視頻資料，在課堂上觀看和上傳空間分享。學生通過“營養液的配制”的視頻資料發現，營養液用農業試劑和自來水即可配制，一般應包括母液A、B、C的配制和母液的依次稀釋，根據字幕來說明所用試劑的量的多少。學生不僅很直觀地認識了營養液的配制步驟和方法，而且進一步加深了對營養液概念本質的認識，對某種植物所需各種營養元素的多少也有了比較直觀的認識。

2）植物營養元素的認識。同樣的，教師制作“植物營養元素”的微課資源，闡述營養液中的常量元素、中量元素和微量元素的概念，使學生對常見植物所需的16種營養元素的分類有了清楚認識，在過去初中化學肥料有關知識的基礎上對植物營養元素的認識有了質的飛躍。

3）化學肥料中元素含量的表示方法。為了使學生清楚化學肥料中所含植物營養元素含量的表示方法，教師制作微課視頻，幫助學生理解和掌握。視頻資料用鮮活的動畫，清楚地說明磷元素的含量是用“五氧化二磷”的量占總肥料的質量分數來表示，而鉀元素的含量則要換算為“氧化鉀”，用氧化鉀的量占總肥料的質量分數來表示。

4）用營養液栽培幼苗。栽培幼苗需要用種子在基質中種植，長出幼苗，浸泡長出水培根，再進行栽培，其間時間跨度大，課堂演示有一定的困難。組織學生制作微課資源在課堂上模擬演示，說明栽培的過程甚至生長的過程，尤其是說明“三每”，即：每天換氣，防止幼苗根部腐爛；每8～9天測一次pH值，調整pH值在合適范圍；每兩周換一次營養液，保證營養液中營養元素含量的充足。這使學生在較短時間內基本掌握了栽培技術的要領。

用翻轉課堂解決學生心中疑惑 在學生了解了植物營養元素后，細心的學生發現并提出：“我們在配制番茄用營養液的過程中，為何沒有加入含鐵元素的物質？”學生各抒己見，但沒有統一的認識。此時教師恰當調用原計劃讓學生課后學習的微課資料——“營養液中銅離子濃度的計算”來解決這一問題。通過該視頻資料發現，在所配制的營養液中，銅離子濃度為3.2×10-5 mol/L，按照化學上離子檢驗的要求來講，此濃度表征該離子幾乎不存在，但按照植物營養元素的要求來講又是合適的。眾所周知，銅是重金屬元素，銅離子濃度本就不能大，濃度大勢必造成蛋白質變質而中毒。但作為微量元素的銅，它是多種酶的組成成分，還參與植物碳素同化、氮素代謝，通過穩定葉綠素影響光合作用，還與植物內的氧化還原過程有密切聯系，是必不可少的植物營養元素。

引導學生認識金昌市的自來水自金川河，河水流經東大山，這里鐵礦豐富，水中鐵的含量是足夠的。根據鐵元素在自然界中的豐度，可以知道其他地區也能夠達到微量元素的含量標準。這樣利用母液中銅離子濃度的計算和銅離子對植物體新陳代謝作用的翻轉課堂資料，巧妙地解決了學生心中對于微量元素鐵未直接加入的疑惑。

用百度平臺檢索知識

1）配制營養液對水的要求。細心的學生發現是用自來水來配制營養液，提出其他的水是否可以配制營養液？教師要求學生用手機檢索“無土栽培技術配制營養液用水”，看配制營養液對水有無特殊要求？通過雨課堂提交自己的檢索結果。

學生發現，配制營養液可以用井水、雨水、自來水等，也可以用河水；但不同的河道的情況可能水質差異較大，需要通過檢驗，必要時對某些物質要進行除雜處理，防止營養液中有毒有害元素超標。

2）檢索栽培的方式。學生通過百度檢索“無土栽培的方式”，各組之間先進行交流，成熟的意見提交課堂展示。各組競相通過雨課堂上傳各自的結論，還配發圖片資料，認識到液體栽培（水培）、固體栽培（固培）和噴霧栽培（霧培）等三種基本方式和所用的設施設備，結合教師實地拍攝、制作的視頻資料，基本掌握了三種栽培技術方式。

4 實踐學習

對于農林專業學生而言，最重要的是要應用知識解決實際問題。教師布置作業：考察無土栽培技術，寫出簡要報告，制作PPT或微視頻，發送到微信平臺共享。在考察中要特別關注植物生長情況，分析營養元素是否平衡，同時了解無土栽培技術的利弊。

學生在學習過程中有親自參與栽培過程的，有對某一企業做出經濟效益分析的，有對營養元素做分析鑒定的……比如：有的學生發現有些植物葉片發紅，拍攝了照片資料，通過上傳讓大家共同分析，大家通過葉片的顏色和蜷曲程度，分析可能是“缺磷”，要求進一步分析植株的生長情況和根系狀況來判斷；有的學生在考察時發現，金川河的河水流經石灰廠，提出如果用這樣的河水來配制營養液，水質應該有問題，后經檢測發現pH值偏大，提交平臺，大家提出如何消除這一問題的方法，甚至通過平臺討論了如何降低鈣離子濃度等問題，真正實現深度學習和交流共享。

特別值得一提的是，學生帶著情感去考察戈壁農業、大棚種植經濟發展的實際狀況，在認識到無土栽培技術帶來了土地資源充分利用的同時，也為資金投入不菲深深擔憂；為植物生長之快、果實之大而驚喜，但也為可能存在的某些元素超標而憂慮，進一步增進了學習技術、提高本領，為振興鄉村經濟而不懈努力的決心和信心。

5 結語

從上可見，技術課程的學習包括三個環節：概念學習、模擬學習和實踐學習。通過無土栽培技術這一案例，恰當利用信息化手段，不僅讓學生建立了這一學習的模型，提高了學習效能，更為重要的是利用技術手段把學習的主動權交給了學生，達到讓學生學會學習的目的。

參考文獻

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