以信息化實(shí)現(xiàn)技術(shù)課程學(xué)習(xí)的建模

高英俠 馮德琴 柴大鈺

摘 要 利用雨課堂、微信平臺(tái)、翻轉(zhuǎn)課堂、百度檢索等信息化技術(shù)手段，通過無土栽培技術(shù)課程的學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)課程學(xué)習(xí)的建?！拍顚W(xué)習(xí)、模擬學(xué)習(xí)、實(shí)踐學(xué)習(xí)，達(dá)到指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)的目的，升華情感，為同類課程學(xué)習(xí)提供可資借鑒的條件。

關(guān)鍵詞 技術(shù)課程；無土栽培技術(shù)；雨課堂；微課；翻轉(zhuǎn)課堂

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2018）22-0105-03

1 前言

無土栽培技術(shù)是化學(xué)、生物學(xué)、生態(tài)學(xué)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)實(shí)例，是農(nóng)業(yè)和園林等專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)課程非常典型的一個(gè)案例。通過該課程內(nèi)容的實(shí)際教學(xué)和研究表明，充分利用信息化教學(xué)手段可以實(shí)現(xiàn)技術(shù)課程學(xué)習(xí)的建模，達(dá)到指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)技術(shù)課程知識(shí)的目的，并為同類課程學(xué)習(xí)提供可資借鑒的條件。

2 概念學(xué)習(xí)

利用微信平臺(tái)做好前置性準(zhǔn)備 課前，教師根據(jù)教材的內(nèi)容、教學(xué)的目標(biāo)和學(xué)生的實(shí)際，提出“從身邊發(fā)現(xiàn)無土栽培技術(shù)”，要求學(xué)生通過生活實(shí)際和生產(chǎn)實(shí)踐的考察活動(dòng)，搜集信息，至少將獲得的一條以上的信息發(fā)送到微信群中供大家學(xué)習(xí)交流。

學(xué)生從身邊發(fā)現(xiàn)許多與無土栽培技術(shù)有關(guān)的實(shí)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(zhuǎn)運(yùn)樹”，等等。學(xué)生還通過自主搜尋和網(wǎng)絡(luò)查詢了解有關(guān)無土栽培技術(shù)的概念，特別是通過微信平臺(tái)進(jìn)行分享交流，這樣在課前就已經(jīng)對(duì)無土栽培技術(shù)的概念有了初步的認(rèn)識(shí)和一定的了解，也激發(fā)起對(duì)課程內(nèi)容學(xué)習(xí)的興趣。

利用視頻技術(shù)闡述概念 為了讓學(xué)生更為清楚地認(rèn)識(shí)無土栽培技術(shù)，組織學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)小組就近到金昌市金川區(qū)新華村戈壁農(nóng)業(yè)示范園區(qū)去做考察，讓學(xué)生一邊觀察思考，在小組內(nèi)熱烈地互動(dòng)交流，一邊通過采訪有關(guān)工作人員，詢問該示范園建設(shè)的背景、有關(guān)栽培技術(shù)的難題及相關(guān)問題，錄制該示范區(qū)栽種植物情況的短片，獲得的視頻資料在課堂上供全體學(xué)生觀看。

學(xué)生從該視頻材料獲知無土栽培技術(shù)的基本含義，即不用天然土壤，而用營養(yǎng)液進(jìn)行栽培的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)。

學(xué)生進(jìn)而發(fā)現(xiàn)問題，認(rèn)識(shí)到營養(yǎng)液的配制應(yīng)是無土栽培技術(shù)的核心。

利用雨課堂的交互幫助理解概念的實(shí)質(zhì) 在整體教學(xué)上充分利用主平臺(tái)——雨課堂。雨課堂中通過師生互動(dòng)、生生互動(dòng)、生機(jī)交互，使學(xué)生疑難問題得以隨時(shí)呈現(xiàn)，學(xué)生的回答得以及時(shí)提交與反饋，學(xué)習(xí)結(jié)果得以有效統(tǒng)計(jì)；通過學(xué)生問題的質(zhì)疑交流和反饋評(píng)價(jià)，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，深化對(duì)內(nèi)容的理解，強(qiáng)化正向激勵(lì)作用，顯著提升學(xué)習(xí)的質(zhì)量。

比如對(duì)無土栽培技術(shù)概念的討論，學(xué)生在反饋?zhàn)约簩?duì)概念的理解上，有的學(xué)生認(rèn)為核心就是“無土”，然而有的學(xué)生認(rèn)為關(guān)鍵不是“無土”，重要的是“無天然土壤”；而學(xué)生在進(jìn)一步討論時(shí)提出質(zhì)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(guān)鍵。最終大家一致認(rèn)為，天然土壤起到了供給營養(yǎng)物質(zhì)的作用，所以“營養(yǎng)液”才是無土栽培技術(shù)的“真正核心”。這樣通過平臺(tái)的交流，大家對(duì)無土栽培技術(shù)的概念就非常明晰了。

同樣的，對(duì)于營養(yǎng)液科學(xué)含義的探析，教師設(shè)計(jì)辨析問題：

A.營養(yǎng)液就是含有各種化學(xué)物質(zhì)的溶液；

B.營養(yǎng)液中含有植物正常生長和發(fā)育必需的元素；

C.營養(yǎng)液中含有的元素要以植物能夠吸收的離子狀態(tài)存在；

D.營養(yǎng)液中離子之間濃度大小的比例要合適。

通過學(xué)生自我辨析和判斷雨課堂平臺(tái)提供的選項(xiàng)，教師第一時(shí)間對(duì)學(xué)生在概念上是否存在疑惑做出評(píng)判，及時(shí)分析原因和跟進(jìn)輔導(dǎo)。如有的學(xué)生對(duì)營養(yǎng)液中植物營養(yǎng)元素必須以離子狀態(tài)存在有異議，通過平臺(tái)把這個(gè)問題提了出來，教師根據(jù)營養(yǎng)元素的實(shí)際存在狀態(tài)和生物學(xué)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生分析植物營養(yǎng)元素吸收的通道：如果是有機(jī)物，則通過篩管來運(yùn)輸；而如果是無機(jī)鹽，則要通過導(dǎo)管來運(yùn)送。因此，營養(yǎng)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(jī)鹽來配制營養(yǎng)液，則營養(yǎng)元素一般以離子形式通過導(dǎo)管而進(jìn)入植物體。這樣有效幫助學(xué)生掌握營養(yǎng)液概念內(nèi)涵的同時(shí)，解決了學(xué)生心中的疑惑。

正是因?yàn)橛昧擞暾n堂，學(xué)生發(fā)言沒有太多的局限，思維真正得以激活，展示更加便利，行動(dòng)更加積極，真正形成了同學(xué)之間合作交流、互相促進(jìn)的學(xué)習(xí)狀況，因而概念探析得更為深刻、全面和準(zhǔn)確。

3 模擬學(xué)習(xí)

利用微課資源做好模擬學(xué)習(xí)

1）營養(yǎng)液的配制。為了使學(xué)生清楚地了解營養(yǎng)液，特別是掌握營養(yǎng)液的配制方法與步驟，在課前組織學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)小組進(jìn)行營養(yǎng)液配制的模擬實(shí)驗(yàn)，并錄制剪輯成視頻資料，在課堂上觀看和上傳空間分享。學(xué)生通過“營養(yǎng)液的配制”的視頻資料發(fā)現(xiàn)，營養(yǎng)液用農(nóng)業(yè)試劑和自來水即可配制，一般應(yīng)包括母液A、B、C的配制和母液的依次稀釋，根據(jù)字幕來說明所用試劑的量的多少。學(xué)生不僅很直觀地認(rèn)識(shí)了營養(yǎng)液的配制步驟和方法，而且進(jìn)一步加深了對(duì)營養(yǎng)液概念本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，對(duì)某種植物所需各種營養(yǎng)元素的多少也有了比較直觀的認(rèn)識(shí)。

2）植物營養(yǎng)元素的認(rèn)識(shí)。同樣的，教師制作“植物營養(yǎng)元素”的微課資源，闡述營養(yǎng)液中的常量元素、中量元素和微量元素的概念，使學(xué)生對(duì)常見植物所需的16種營養(yǎng)元素的分類有了清楚認(rèn)識(shí)，在過去初中化學(xué)肥料有關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上對(duì)植物營養(yǎng)元素的認(rèn)識(shí)有了質(zhì)的飛躍。

3）化學(xué)肥料中元素含量的表示方法。為了使學(xué)生清楚化學(xué)肥料中所含植物營養(yǎng)元素含量的表示方法，教師制作微課視頻，幫助學(xué)生理解和掌握。視頻資料用鮮活的動(dòng)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(zhì)量分?jǐn)?shù)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(zhì)量分?jǐn)?shù)來表示。

4）用營養(yǎng)液栽培幼苗。栽培幼苗需要用種子在基質(zhì)中種植，長出幼苗，浸泡長出水培根，再進(jìn)行栽培，其間時(shí)間跨度大，課堂演示有一定的困難。組織學(xué)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(diào)整pH值在合適范圍；每兩周換一次營養(yǎng)液，保證營養(yǎng)液中營養(yǎng)元素含量的充足。這使學(xué)生在較短時(shí)間內(nèi)基本掌握了栽培技術(shù)的要領(lǐng)。

用翻轉(zhuǎn)課堂解決學(xué)生心中疑惑 在學(xué)生了解了植物營養(yǎng)元素后，細(xì)心的學(xué)生發(fā)現(xiàn)并提出：“我們?cè)谂渲品延脿I養(yǎng)液的過程中，為何沒有加入含鐵元素的物質(zhì)？”學(xué)生各抒己見，但沒有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。此時(shí)教師恰當(dāng)調(diào)用原計(jì)劃讓學(xué)生課后學(xué)習(xí)的微課資料——“營養(yǎng)液中銅離子濃度的計(jì)算”來解決這一問題。通過該視頻資料發(fā)現(xiàn)，在所配制的營養(yǎng)液中，銅離子濃度為3.2×10-5 mol/L，按照化學(xué)上離子檢驗(yàn)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(yǎng)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(zhì)變質(zhì)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(wěn)定葉綠素影響光合作用，還與植物內(nèi)的氧化還原過程有密切聯(lián)系，是必不可少的植物營養(yǎng)元素。

引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)金昌市的自來水自金川河，河水流經(jīng)東大山，這里鐵礦豐富，水中鐵的含量是足夠的。根據(jù)鐵元素在自然界中的豐度，可以知道其他地區(qū)也能夠達(dá)到微量元素的含量標(biāo)準(zhǔn)。這樣利用母液中銅離子濃度的計(jì)算和銅離子對(duì)植物體新陳代謝作用的翻轉(zhuǎn)課堂資料，巧妙地解決了學(xué)生心中對(duì)于微量元素鐵未直接加入的疑惑。

用百度平臺(tái)檢索知識(shí)

1）配制營養(yǎng)液對(duì)水的要求。細(xì)心的學(xué)生發(fā)現(xiàn)是用自來水來配制營養(yǎng)液，提出其他的水是否可以配制營養(yǎng)液？教師要求學(xué)生用手機(jī)檢索“無土栽培技術(shù)配制營養(yǎng)液用水”，看配制營養(yǎng)液對(duì)水有無特殊要求？通過雨課堂提交自己的檢索結(jié)果。

學(xué)生發(fā)現(xiàn)，配制營養(yǎng)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(zhì)差異較大，需要通過檢驗(yàn)，必要時(shí)對(duì)某些物質(zhì)要進(jìn)行除雜處理，防止?fàn)I養(yǎng)液中有毒有害元素超標(biāo)。

2）檢索栽培的方式。學(xué)生通過百度檢索“無土栽培的方式”，各組之間先進(jìn)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(jié)論，還配發(fā)圖片資料，認(rèn)識(shí)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(shè)施設(shè)備，結(jié)合教師實(shí)地拍攝、制作的視頻資料，基本掌握了三種栽培技術(shù)方式。

4 實(shí)踐學(xué)習(xí)

對(duì)于農(nóng)林專業(yè)學(xué)生而言，最重要的是要應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問題。教師布置作業(yè)：考察無土栽培技術(shù)，寫出簡要報(bào)告，制作PPT或微視頻，發(fā)送到微信平臺(tái)共享。在考察中要特別關(guān)注植物生長情況，分析營養(yǎng)元素是否平衡，同時(shí)了解無土栽培技術(shù)的利弊。

學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有親自參與栽培過程的，有對(duì)某一企業(yè)做出經(jīng)濟(jì)效益分析的，有對(duì)營養(yǎng)元素做分析鑒定的……比如：有的學(xué)生發(fā)現(xiàn)有些植物葉片發(fā)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(jìn)一步分析植株的生長情況和根系狀況來判斷；有的學(xué)生在考察時(shí)發(fā)現(xiàn)，金川河的河水流經(jīng)石灰廠，提出如果用這樣的河水來配制營養(yǎng)液，水質(zhì)應(yīng)該有問題，后經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)pH值偏大，提交平臺(tái)，大家提出如何消除這一問題的方法，甚至通過平臺(tái)討論了如何降低鈣離子濃度等問題，真正實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)和交流共享。

特別值得一提的是，學(xué)生帶著情感去考察戈壁農(nóng)業(yè)、大棚種植經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際狀況，在認(rèn)識(shí)到無土栽培技術(shù)帶來了土地資源充分利用的同時(shí)，也為資金投入不菲深深擔(dān)憂；為植物生長之快、果實(shí)之大而驚喜，但也為可能存在的某些元素超標(biāo)而憂慮，進(jìn)一步增進(jìn)了學(xué)習(xí)技術(shù)、提高本領(lǐng)，為振興鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)而不懈努力的決心和信心。

5 結(jié)語

從上可見，技術(shù)課程的學(xué)習(xí)包括三個(gè)環(huán)節(jié)：概念學(xué)習(xí)、模擬學(xué)習(xí)和實(shí)踐學(xué)習(xí)。通過無土栽培技術(shù)這一案例，恰當(dāng)利用信息化手段，不僅讓學(xué)生建立了這一學(xué)習(xí)的模型，提高了學(xué)習(xí)效能，更為重要的是利用技術(shù)手段把學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給了學(xué)生，達(dá)到讓學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)的目的。

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