《細胞的增殖》學習工具制作綜述

丁文才

● 特色與亮點

1.激發學生的學習熱情，調動學生學習的積極性

通過提供生活中真實的圖片、視頻等資源，激發學生的好奇心，進而增強學生的學習興趣和熱情，為高效課堂的生成奠定基礎。

2.關注每一位學生，突出學生的主體地位

課堂教學中通過師生互動、生生互動，讓學生在自主與合作過程中質疑、解疑，提高觀察與分析能力、歸納與概括能力、團隊合作能力及語言表達能力，突出學生在課堂中的主體地位。

3.教學目標問題化，培養學生的生物學學科核心素養

將課堂教學目標細化為許多小目標，并提出許多小問題，通過邏輯縝密的小問題，層層遞進深入，以“小問題解決、小目標達成”來促進學生的學習，進而幫助學生自主構建知識結構體系，培養學生的生物學學科核心素養。

● 制作背景

教育部2018年發布了《教育信息化2.0行動計劃》，該計劃指出教育信息化必將成為促進教育公平、提高教育質量的有效手段;要積極推進“互聯網+教育”發展，持續推動信息技術與教育深度融合;要全面提升師生的信息素養，培養良好的信息思維，以適應信息社會發展的需要。希沃交互智能平板作為一種新型的信息化教學設備，包括希沃白板5、希沃授課助手、班級優化大師、剪輯師、希沃視頻展臺等，能夠為課堂教學提供多樣化的資源和教學組織形式，為教師通過建構主義學習理論、行為主義學習理論、人本主義學習理論及教育信息化理論設計課堂教學和學生學習活動提供了相應的現實條件。

《普通高中生物學課程標準（2017年版）》提出要注重培養學生的生物學學科核心素養，充分利用好現代教育技術資源豐富的特點，為學生提供圖片、視頻等教學資源，激發學生的學習動力;在課堂教學的過程中，應充分體現以學生為主體，把課堂還給學生。《細胞的增殖》是人教版生物學必修1第六章第1節的內容，本節課所講的細胞增殖過程是一個復雜而又精確的過程，知識點比較抽象。這就要求教師在課堂教學設計中充分考慮教材內容特點和學生的年齡認知特點，合理利用現代信息化教學工具，將抽象類知識以圖片或視頻的形式展示給學生，便于學生對抽象類知識的理解;通過自主探究、材料分析、模型構建、類比推理等方法引導學生自主學習、深入思考，主動構建細胞增殖過程的物理模型，加深對本節課所學概念的理解。

● 設計思路及內容結構

1.設計思路

《細胞的增殖》學習工具設計以課堂教學環節為基礎，注重師生互動、生生互動，并以問題串的形式引導學生積極思考、質疑、交流、討論，自主構建細胞增殖的物理模型，加深對課堂教學內容的理解，充分突出學生的主體地位。

2.內容結構

（1）情境創設，激發興趣

真實情境對新概念的引入至關重要。第一部分以大象與小鼠的器官、組織大小對比作為情境，引導學生提出問題：大象和小鼠相應器官或組織的細胞大小是否也有差異？生物體的長大是靠細胞數量的增多還是靠細胞體積的增大？通過提供斑馬魚胚胎發育的延時視頻作為材料情境，引導學生在認真觀察后思考并回答問題：細胞增殖的意義是什么？細胞增殖是否為簡單的一分為二？如何保證遺傳物質在親子代細胞中維持穩定？真實的圖片和視頻有助于調動學生的學習積極性，激發學生的學習興趣，幫助學生初步建立對細胞增殖過程的宏觀印象，同時層層提問有助于培養學生的觀察能力，啟發學生產生深度思考、深度學習。

（2）合作探究，突破難點

①染色體的辨別。由于染色體（質）、DNA、染色單體等概念比較抽象，難以理解，筆者通過給學生提供形象直觀的圖片及可操作的教具，引導學生根據材料說明自主構建染色體（質）模型，幫助學生認識并辨識細胞增殖過程中染色體（質）、DNA、染色單體之間的關系。

②模型的構建。高等植物的細胞增殖過程是本課的重點和難點，內容較為抽象，而高中一年級學生的邏輯思維還不完善，對理解細胞增殖各時期的特點有一定困難，因此，在課堂教學中筆者通過提供直觀材料增加學生的感性認識，有利于幫助學生理解及進行模型構建。首先，提供顯微鏡下真實的洋蔥根尖分生區細胞圖（如下圖）來研究高等植物細胞的細胞增殖過程，引導學生分析視野中的細胞處于哪個時期，并說出判斷依據及對應時期細胞內發生的主要變化。其次，引導學生深入思考并回答問題：“除了染色體（質）形態變化，細胞還有哪些變化？為什么？”“姐妹染色單體如何分開并向細胞兩級移動？”“如何保證染色體精確平均分到兩個子細胞？”學生在獨立思考、同伴互助、師生互動過程中解決問題，加深理解。最后，教師利用班級優化大師隨機挑選兩名學生上講臺利用希沃白板的互動功能構建細胞增殖模型并進行說明講解，其余學生分組利用教具選擇細胞增殖的某一時期進行模型構建，并利用希沃授課助手的投放功能及時將作品展示給全班同學，并提供小組互評完善模型。通過自主學習、同伴互助、模型構建等方式，充分調動每位學生學習的積極性，提高學生的觀察、比較、分析、歸納和模型建構能力，通過學生展示、小組互評等方式進一步加深了學生對所學知識的理解，提高了學生的生物學學科核心素養。

③細胞增殖的識記。本環節充分考慮學生的個體差異，借助Flash動畫和白板互動游戲體驗等方法加深了學生對細胞增殖過程的理解與識記。一方面通過提供動植物細胞增殖過程的Flash動畫進行比較，引導學生在觀察的基礎上歸納總結動植物細胞增殖過程的相同點和不同點，拓寬認識，加深理解;另一方面通過希沃白板游戲互動功能將本節課的教學內容以游戲的形式呈現，在鞏固所學知識的同時激發了學生的學習興趣，讓學生在競爭與合作中加深對細胞增殖的識記。

（3）撥云見日，鞏固遷移

引導學生回憶細胞增殖過程中細胞內發生的一系列變化，并提出問題：“如何將細胞增殖過程中各個時期的DNA、染色體和染色單體的數量變化在坐標軸中表示出來？”學生獨自思考并嘗試用坐標軸曲線描述細胞增殖過程中各組分的數量變化，教師利用班級優化大師隨機挑選兩名學生投放自己繪制的坐標圖并進行講解，然后通過同學互評完善坐標圖，至此，學生對細胞增殖過程各個時期的特點已經有了比較完整的認識與理解。學生獨立解決問題，主動展示成果，充分體現了新課標以學生為本的教學理念，課堂展示講解及同學互助互評有利于鍛煉學生的語言表達能力，提升學生學習的自信心。

● 關鍵技術處理

1.視頻編輯及展示

在本學習工具的情境創設環節，筆者根據教材內容特點和學生年齡認知特點，選取適合的科學視頻進行編輯整合，變抽象為具象，以激發學生的學習興趣與熱情。

2.希沃白板的交互式建模及展示

在模型構建及展示環節，利用希沃白板制作高等植物細胞增殖的相關組件（染色體、染色單體、核膜、核仁等），并借助希沃白板的縮放、拖拽等功能，讓學生自主構建細胞增殖的動態模型，充分發揮了學生的主體地位，提高了學生學習的主動性和效率。

3.希沃授課助手的文件投屏展示

借助希沃授課助手將手機與白板進行無線互聯，將學生利用教具制作的細胞增殖模型及DNA、染色體、染色單體數量變化曲線圖等學習成果及時上傳至白板分享展示，既可增加師生之間的互動性，還可及時反饋學生在課堂中的學習效果，提高課堂教學效率。

4.希沃白板的游戲互動檢測

在細胞增殖的識記環節，筆者結合本節課所學知識，借助希沃白板5的趣味分類游戲模板制作細胞增殖過程中各時期特點的互動小游戲，卡通化的答題模式增加了學習的趣味性和挑戰性，學生在游戲中快速調取知識、運用知識，從而達到知識靈活運用的目的。

5.隨機點名和及時評價功能

筆者利用班級優化大師的評價和隨機抽取功能及時評價學生在課堂的表現，多樣的小組點評與加分制度激發了學生的團隊合作意識，增強了學生的學習動力，提高了學生的課堂學習效率。

● 幕前幕后

很慶幸能夠在2021年中小學教師信息技術創新與實踐活動中獲得恩歐希教育信息化發明創新獎，感謝此次活動給了一線教師展示自我的機會和平臺。賽前，筆者下載了往屆參賽教師的論文并認真學習，通過學習研究使我對數字化學習工具有了全新的認識。

本學習工具使用希沃白板5制作而成，為了更好地制作《細胞的增殖》數字化學習工具，筆者參加了由學校組織的希沃交互智能平板教學應用培訓，培訓過程中認真學習相關的案例教學，包括各個組件的應用、演示等。考慮到本節課內容比較抽象，不易掌握，在學習工具制作過程中，筆者借助希沃白板、班級優化大師等信息化工具實現了本節課知識的高效呈現，提高了學生的課堂學習效率。從最初的設計到最終的呈現，中間經歷了幾個月的時間，作品也經歷了多次修改，每次修改都讓筆者對課堂教學有了更深刻的認識，希沃白板的使用也使得課堂教學有了更廣闊的發揮空間。回憶整個參賽過程，有諸多不易但更多的是收獲。特別感謝專家評委們的點評和建議，讓我受益匪淺。

附：《細胞的增殖》數字學習工具二維碼