基于電子書包的模型建構在高中生物概念教學中的應用

鄭蘭萍

摘 要：現代化新媒體和信息技術滲透教學已成為一種必然發展趨勢，現代化新媒體技術如何應用于課堂教學成了教學改革的熱門領域，本文以“DNA分子的結構”為例，就基于電子書包的模型建構在高中生物概念教學中的應用進行了初步探索和研究。

關鍵詞：電子書包；模型建構；生物概念教學

在高中生物學中，模型建構是一種通過對科學模型的研究來推知客體的某種性能和規律，借助模型來獲取、拓展和深化對于客體的認識的科學研究方法。學生通過嘗試建立模型，體驗建立模型中的思維過程，領悟模型方法，從而建立有關生物學概念。

因此，模型建構的方法在生物學概念教學中具有重要意義。但隨著信息技術的不斷發展，傳統的模型建構課堂已不能滿足學習者的需求，新媒體教學手段的發展與應用，極大地拓展了教學的空間，豐富了課堂的教學資源和教學手段，給課堂教學帶來了生動活潑的新局面。

其中，電子書包就是一種新型的便攜式終端媒體，已逐漸成為教育信息化的重要實踐之一。本文結合課堂案例，就基于電子書包的模型建構應用于高中生物概念教學的可行性展開論述。

一、 基于電子書包的模型建構

高中生物學課程中的模型建構類型主要包括：概念模型、物理模型和數學模型三大類，旨在讓學生通過建立模型，理解生物學概念的本質，提升科學思維能力。傳統的模型建構往往借助于實物，通過學生在現實中的動手動腦完成建構過程，該過程往往需要教師課前的精準備，在資源不夠充分的情況下，學生大多數不能親自參與其中。

而電子書包作為一種基于網絡技術與移動設備的教與學輔助媒體，在能夠提供豐富的備課和學習資源的同時，具備良好的師生互動、生生互動，個性化測評和輔導等多種教學功能。其教師端具備教師進行備課活動和課堂教學兩大功能，包括課件制作、教案編寫、電子學案和習題編寫、資源上傳和下載、資源共享與交流、課堂互動、推屏展示、作業推送、討論投票、評價、鎖屏認真聽講等。

教師端進行課堂展示、實驗演示、習題訓練、課外拓展等，還能夠支持音頻、視頻、圖片等多種類型的資源。學生端除了能提供電子課本和閱讀筆記的功能外，還能提供學生學習活動過程所需的學習資源、虛擬學具、虛擬實驗、支持師生互動和生生互動等。

基于電子書包的模型建構依托于電子平板端的電子書包所具有的資源推送和交互功能，將模型建構所需材料推送給所有學生，學生利用電子平板的觸屏功能完成模型的構建構成，從而達成相關生物學概念。教師依托電子書包平臺的交互功能能夠全面了解學生模型建構的全過程，并開展課堂互動、課堂展示，關注學生學習的差異性，即時獲得學習情況的反饋，以利于教師及時調整教與學策略，使教與學的方式兼具多樣化和個性化。

下文以人教版高中生物必修二《DNA分子的結構》一課為例，探索基于電子書包的模型建構在概念教學中的應用。

二、 基于電子書包的模型建構應用于高中生物概念教學的實例

《DNA分子的結構》一節主要由DNA雙螺旋結構模型的構建、DNA分子的結構特點以及制作DNA雙螺旋結構模型三部分內容構成。重難點在于DNA分子結構的主要特點。

教材開篇以科學研究歷程為主線，逐步呈現DNA雙螺旋結構模型的要點，教師主要以DNA雙螺旋結構探索歷程科學史為線索，以生物學科核心素養為導向，引導學生開展基于電子書包的DNA結構的模型構建活動落實DNA分子結構的生物學概念，讓學生宛如親歷科學家探索科學的過程，通過觀察并分析實驗現象，感受科學的魅力，自然而然地理解DNA結構的特點，最終培養學生的核心素養。

（一） 創設情境，滲透生命觀念

為了激發學生的學習興趣和探究欲望，教師運用電子書包的學習資源，借助電子平板，以生活中的DNA為靈感的作品欣賞為課堂導入，使學生在欣賞作品之美的同時感受DNA結構之美及生命之美，從而滲透生命觀念，進行生命教育。最后通過問題：“DNA結構之美到底美在哪里？”學生帶著問題進入DNA結構的探索之旅。

（二） 以電子書包平臺為支撐，自主構建DNA結構模型

為了實現以生為本的教育理念，教師通過導學案布置課前預習任務，學生在課前對沃森和克里克探索DNA雙螺旋結構的科學史進行充分解讀。課堂上，學生化身課堂的主人，通過分享分析科學史，小組討論，通過電子學案上的DNA組成元件（磷酸、脫氧核糖、堿基、化學鍵）地拼接移動，逐步構建出脫氧核糖核苷酸的結構、脫氧核糖核苷酸鏈、DNA分子的雙鏈結構。教師借助電子書包的交互功能，了解學生模型的構建過程，最終由學生進行全班交流，展示任務成果。

DNA三維立體結構的構建則通過課后的實物拼接展開，課堂上教師通過教具的展示來完成DNA雙螺旋結構的講授。該環節結合了電子書包平臺的虛擬模型構建和實物模型構建，最終完成了DNA雙螺旋結構模型的構建。學生成了課堂的主人，提升了自身的科學問題意識、自主探究精神、分析歸納能力，呈現出了一種人人參與的課堂現象。教師則借助電子書包平臺關注到個體學習的差異性，也了解了學生知識的生成過程。

（三） DNA分子結構的特點

該部分教學的展開利用了電子書包的虛擬三維模型，學生通過觀察平板端的三維模型總結DNA的結構特點，并通過角色扮演，模擬DNA的雙鏈，直觀深刻地理解DNA雙鏈的反向平行及堿基互補配對原則，并進一步嘗試用數學語言描述雙鏈中的堿基數目關系。最終通過討論分析DNA多樣性的原因，進一步深化結構與功能相適應的觀點。

（四） 構建概念圖，描述DNA分子的結構

結合DNA分子結構的要點，學生自主構建概念圖，教師利用電子書包的圖像采集分享功能進行展示，學生相互交流，描述DNA分子的結構，開展總結。

（五） 課堂反饋練習

教師利用電子書包平臺的評價系統，對學生進行在線測試，學生在平板端上完成測試并提交答案后，系統自動分析統計全班同學的答題情況。教師通過數據實時了解學生的學習情況，并及時給予反饋評價，以促進學生對本節課學習結果的反思，利于學生提高學習效率和形成正確的認識。