互聯(lián)網(wǎng)思維下的生物學(xué)“在線課堂”科學(xué)探究活動策略研究

■姚 菲 沈 瑜

“00 后”是伴隨著數(shù)字和通信技術(shù)發(fā)展而成長起來的一代，這代人的特征是思維和學(xué)習(xí)方式都普遍基于互聯(lián)網(wǎng)思維。基于互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的在線課堂就是以“學(xué)習(xí)者為中心”的，區(qū)別于傳統(tǒng)課堂的一種新型課堂。生物學(xué)在線課堂科學(xué)探究活動設(shè)計要以互聯(lián)網(wǎng)思維進(jìn)行思考，教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時要充分考慮學(xué)習(xí)者的需求?；ヂ?lián)網(wǎng)環(huán)境下的學(xué)生是以自主學(xué)習(xí)作為主要學(xué)習(xí)方式的。因此，研究如何應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)思維設(shè)計出實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和個性化學(xué)習(xí)的在線課堂是具有重要意義的。

一、以用戶思維設(shè)計主線任務(wù)情境

用戶思維是互聯(lián)網(wǎng)思維的第一思維，即以用戶為中心去考慮問題進(jìn)行決策。對于在線課堂，我們的用戶就是學(xué)習(xí)者。如何使網(wǎng)絡(luò)前看不到的學(xué)習(xí)者主動跟著網(wǎng)課動手操作起來呢？教師要以學(xué)習(xí)者的需求作為在線科學(xué)探究活動的設(shè)計宗旨，可以根據(jù)章節(jié)中科學(xué)探究活動之間的聯(lián)系設(shè)計主線任務(wù)情境，吸引學(xué)習(xí)者線上步步深入，線下主動參與。教師可以將真實(shí)生活任務(wù)情境、故事任務(wù)情境、角色任務(wù)情境等貫穿整個科學(xué)探究活動系列。學(xué)習(xí)者可以通過一個個任務(wù)推進(jìn)完成科學(xué)探究活動，使在線保持率上升。

例如，蘇科版生物學(xué)八年級下冊“生物的遺傳”一節(jié)，筆者就以“小明的煩惱”創(chuàng)設(shè)了一組角色任務(wù)情境的科學(xué)探究活動。小明尋找自己與爸爸媽媽“哪里像——為何像——更像誰”的主線任務(wù)，網(wǎng)絡(luò)前的學(xué)生需要對應(yīng)完成的科學(xué)探究活動有“親子間性狀的調(diào)查”“染色體—DNA—基因關(guān)系模型制作”“撲克牌大、小司令模擬顯、隱性基因控制性狀的在線模擬游戲”。在尋找自己和父母“哪里像”的性狀調(diào)查環(huán)節(jié)中，筆者在學(xué)生QQ 群發(fā)布“問卷星”在線統(tǒng)計二維碼，學(xué)生和父母可以同時在線選填問卷，隨后“問卷星”會在線生成全班學(xué)生和家長的性狀數(shù)據(jù)。學(xué)生可以根據(jù)數(shù)據(jù)自主得出結(jié)論——自己和父母是性狀相似，并能得出遺傳現(xiàn)象是普遍存在的結(jié)論。教師和學(xué)生雖然隔著網(wǎng)絡(luò)，但運(yùn)用“問卷星”等在線調(diào)查程序高效地完成了調(diào)查。在尋找自己和父母“為何像”探究活動中，對“染色體、DNA、基因三者間的關(guān)系”的理解，學(xué)生可以通過在互聯(lián)網(wǎng)檢索多款3D 視頻進(jìn)行直觀的學(xué)習(xí)，還可以在線下用身邊現(xiàn)成的材料制作模型進(jìn)行充分理解，使思考可視化。在尋找自己和父母“更像誰”的科學(xué)探究活動中，筆者為了讓學(xué)生理解控制生物性狀的一對基因有顯性和隱性之分，就讓學(xué)生在家里找出兩副撲克牌，把其中的大司令和小司令挑選出來，兩兩自由配對，大司令代表顯性基因，小司令代表隱性基因，再配合筆者制作的模擬動畫，一起探究配對后的大小司令分別決定了顯性性狀還是隱性性狀，讓學(xué)生深入理解一對基因決定性狀的規(guī)律。以上設(shè)計，筆者充分考慮了教師和學(xué)生隔空見不了面、手邊材料有限的情況，通過有趣的主線任務(wù)推進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生線上線下共同完成科學(xué)探究活動。

運(yùn)用用戶（學(xué)習(xí)者）思維進(jìn)行在線課堂科學(xué)探究活動任務(wù)情境的設(shè)計很好地提高了在線學(xué)習(xí)的保持率，增加了每一個孩子主動參與科學(xué)探究活動的興趣。

二、以簡約思維設(shè)計多元話題內(nèi)容

“網(wǎng)絡(luò)一代”每天都習(xí)慣在互聯(lián)網(wǎng)中獲取各種碎片化、話題式信息，在線課堂的科學(xué)探究活動要吸引他們學(xué)習(xí)投入，就要用簡約思維進(jìn)行話題式多元化設(shè)計。一般人的集中注意時間不超過18 分鐘，那么在線課堂的有效授課時間最好不要超過20 分鐘。這就需要我們重新整合章節(jié)，將探究的內(nèi)容多元化設(shè)計，涵蓋更廣泛的知識，更具發(fā)散性，與現(xiàn)在流行話題結(jié)合也是不錯的選擇。

例如，蘇科版生物學(xué)八年級下冊“傳染病的預(yù)防”一節(jié)，可以用當(dāng)下話題串聯(lián)科學(xué)探究活動：“一個戴著皇冠的新病毒”“新冠肺炎病毒發(fā)現(xiàn)人傳人”“重大突發(fā)公共衛(wèi)生事件Ⅰ級響應(yīng)”等。學(xué)生需要對應(yīng)完成的科學(xué)探究活動是“傳染病病原體種類的調(diào)查”“傳染病的傳播模擬實(shí)驗”“傳染病流行的三個環(huán)節(jié)探究討論”。在“傳染病病原體種類的調(diào)查”科學(xué)探究活動中，筆者首先在騰訊直播間發(fā)布了此項調(diào)查的騰訊“在線收集表”二維碼，然后建議電腦前的學(xué)生在家里找出小時候的疫苗接種本，初步了解自己接種過哪些疫苗，并通過網(wǎng)絡(luò)去檢索這些疫苗都是預(yù)防哪些病原體的，并把找到的內(nèi)容填寫在“在線收集表”問卷中。筆者再把后臺生成的統(tǒng)計表內(nèi)容發(fā)給學(xué)生，集全班之力完成在線調(diào)查，并共享調(diào)查內(nèi)容。

根據(jù)話題來設(shè)計科學(xué)探究活動，每節(jié)課可以只出現(xiàn)一個話題、一個科學(xué)探究活動，不需要完整的一節(jié)傳統(tǒng)課堂的課，甚至還可以打破章節(jié)的壁壘，使科學(xué)探究活動根據(jù)探究專題、主題調(diào)整前后順序。學(xué)生可以通過“分—總”的方式構(gòu)建自己的知識體系，這更體現(xiàn)了學(xué)習(xí)者可以按興趣來學(xué)，自主且高效。

三、以平臺思維設(shè)計在線學(xué)習(xí)環(huán)境

平臺思維就是開放、共享、共贏的思維，在線課堂可以為學(xué)習(xí)者、教師的科學(xué)探究活動提供這樣的平臺，營造良好的在線學(xué)習(xí)共享環(huán)境。學(xué)生的科學(xué)探究能力中，交流與表達(dá)是重要的一個能力，在線課堂可以實(shí)現(xiàn)這個能力的養(yǎng)成。傳統(tǒng)課堂的單一小組討論、分享是很局限的，特別是分享環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)課堂由于時間、教學(xué)計劃等限制，每個小組不可能都上臺進(jìn)行科學(xué)探究活動方案、成果、困惑的分享。以騰訊QQ 課堂為例，雖然學(xué)生不能夠面對面，但可以通過直播間的“自由模式”“排序模式”進(jìn)行語音討論，或通過留言區(qū)文字輸入發(fā)表意見。學(xué)生可以聽到、看到大家的發(fā)言，即時提供橫向參考，組織小組討論和思考。教師也可以在直播間進(jìn)行線上解答、指導(dǎo)。

例如，筆者在騰訊QQ 課堂開設(shè)了一節(jié)學(xué)生制作“DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”的專題研討。首先在“直播模式”下，筆者分享各個學(xué)生前一天下課后在家制作的“DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”的照片、視頻，再打開“自由模式”，學(xué)生就可以自由通過語音發(fā)言參與討論了。有的學(xué)生在留言區(qū)用文字留言，分析同伴制作模型的優(yōu)缺點(diǎn)，其中用橡皮泥（黏土）捏成的平面DNA 雙螺旋照片引起了大家的討論，很多人認(rèn)為沒有制作出DNA 立體雙螺旋結(jié)構(gòu)，對雙螺旋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了誤解。如果教師覺得“自由模式”過于雜亂，還可以打開“排麥模式”，給學(xué)生排序，指定學(xué)生依次用語音發(fā)表觀點(diǎn)。有的學(xué)生特別想發(fā)言，學(xué)生端可以點(diǎn)擊“連麥”向教師端申請要發(fā)言，教師看到申請后可以點(diǎn)擊同意，該生就能語音發(fā)言了。這節(jié)研討課的第二天，就有學(xué)生用家里的3D 打印筆制作出了立體的“DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”，共享了制作過程小視頻，幫助大家進(jìn)一步理解該知識。

比起傳統(tǒng)課堂，在線課堂使每個學(xué)生的思考可視化程度進(jìn)一步提高，討論的效率也大大提高，不見面的網(wǎng)絡(luò)討論，讓更多的學(xué)生參與進(jìn)來，特別是平時不善于口頭表達(dá)的學(xué)生，更愿意用文字進(jìn)行表達(dá)，這是在線課堂為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力做出的最大貢獻(xiàn)之一。

四、以大數(shù)據(jù)思維設(shè)計科學(xué)評價

大數(shù)據(jù)思維是指運(yùn)用數(shù)據(jù)給我們提出解決問題的方法，數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性在某種程度上可以體現(xiàn)因果關(guān)系，從而進(jìn)一步指導(dǎo)我們做出優(yōu)質(zhì)決策。在線課堂科學(xué)探究活動利用平臺后臺的優(yōu)勢，會生成相關(guān)數(shù)據(jù)，如在線課堂科學(xué)探究活動的到課率、保持率等數(shù)據(jù)，這些都是最原始的數(shù)據(jù)，可以讓教師第一時間了解學(xué)生的網(wǎng)課學(xué)習(xí)情況，還可以運(yùn)用這些數(shù)據(jù)對學(xué)習(xí)者和教師進(jìn)行科學(xué)評價。

例如，通過在線課堂的后臺，我們除了可以獲得到課率、保持率、參與在線調(diào)查人數(shù)原始數(shù)據(jù)外，還可以統(tǒng)計參與科學(xué)探究活動討論的發(fā)言人數(shù)、每個人的發(fā)言條數(shù)。這些數(shù)據(jù)都可以相對準(zhǔn)確地評估每一個學(xué)習(xí)者參與在線課堂科學(xué)探究活動的活躍度、參與度。另外，教師還可以利用一些軟件導(dǎo)入學(xué)生參與科學(xué)探究的相關(guān)反饋，如參與探究方案的討論次數(shù)、實(shí)驗成果的展示打分、獲得小伙伴的點(diǎn)贊數(shù)等，生成每一個學(xué)生的科學(xué)探究能力“雷達(dá)圖”，學(xué)生便能夠非常直觀地看到自己探究能力的數(shù)據(jù)分析，進(jìn)而調(diào)整努力方向。教師還能夠全面了解本班學(xué)生科學(xué)探究的參與情況，并對生物學(xué)科學(xué)探究活動的開發(fā)決策進(jìn)行科學(xué)的指導(dǎo)和調(diào)整，以達(dá)到讓學(xué)生更愿意投入的目標(biāo)。

未來已來，網(wǎng)絡(luò)時代的教育將無法阻擋地進(jìn)入基礎(chǔ)教育生物教學(xué)一線。生物學(xué)在線課堂科學(xué)探究活動課程的研發(fā)還在起步階段，一線生物教師對在線課堂的認(rèn)識還有待進(jìn)一步提高，研究科學(xué)探究活動的在線課堂實(shí)踐將是未來不可回避的發(fā)展趨勢。