高中生物學自主學習資源的開發與建設

摘要：學生基于“免疫調節”知識，將自主學習資源與高中生物學教學深度融合，嘗試開發與制作自主學習線上平臺。本文以學生為主體，將自主學習資源設置為六大板塊，通過合理安排和設計知識內客、動畫素材、界面操作等，為學生提供自主學習平臺，為教師提供課堂輔助資源。

關鍵詞：免疫系統知識；自主學習；線上資源開發與制作

文章編號；1003-7586（2024）05-0061-04 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

1自主學習資源的內涵

自主學習資源指在校內外環境下，利用電腦把文字、圖形、影像、動畫、聲音及視頻等媒體信息數位化，并整合在一定的交互式界面上，形成多媒體資源。利用自主學習資源促進學生在學習過程的三個階段分別自己制定學習目標，制定學習計劃，實施自我監控和自我調節，最終進行自我檢查、評價及總結，提升學生的自主學習能力。自主學習資源融合了信息化教學和交互式學習的理念，為生物學學科知識的教與學提供可視化的線上平臺，為一線教學提供可參考的模式。使用過程中不受時間、地點的限制，利于激發學生的學習動機，培養其生物學學科核心素養，輔助教師課堂教學。

核心素養的培養亟需自主學習能力的提升，新課標背景下生物學科要求學生具備更強的自主學習能力。

高中生物學教學不應該拘泥于教師單方面傳授，而要充分發揮學生自主性，使學生領悟生命觀念的同時提升科學思維、進行科學探究、認識社會責任。隨著教育信息技術的發展，在教學中應用多媒體資源已成常態，通過網絡信息資源的整合，使教材知識、課程內容、課外拓展等各種元素相互滲透，相互融合，相輔相成，發揮最大效用。同時，多媒體技術能夠著重強調對重難點內容的設計制作，將教材中微觀抽象的知識可視化、具體化，從而增強教師與學生的交互性、化繁為簡、化難為易、化抽象為具體、化艱澀為通俗的效果，能起到輔助教學的作用。

2自主學習資源的開發與建設

自主學習資源由筆者所帶領的教師團隊進行開發與建設，涉及的技術軟件主要包括Flash、Video Studio、PowerPoint等，利用Flash交互技術實現知識內容的呈現，原創動畫的制作以及答題系統的評價與反饋，利用Video Studio技術制作微課視頻。自主學習資源開發與制作的技術路線如圖1所示。

2.1教材內容分析

本文以人教版普通高中教科書《生物學·選擇性必修1·穩態與調節》（以下簡稱“教材”）第4章“免疫調節”為例開發自主學習資源。資源以免疫系統的防衛功能為主題，重點介紹免疫系統的三道防線及其具體作用機理。目標知識的重點主要包括抗原、抗體結合的特異性；體液免疫和細胞免疫的過程；免疫失調的具體實例和特異性免疫的實際應用。目標知識的難點主要為體液免疫和細胞免疫的過程。教材對體液免疫和細胞免疫過程的講解采用圖文結合的形式，并標明了步驟序號，同時將免疫調節過程中的一些內容進行了簡化處理，利于學生理解和掌握。

本資源在教材原有的基礎上設計并制作了體液免疫和細胞免疫過程的原創動畫演示，并設置“分步講解”和“整體過程”兩種學習模式，利于不同層次的學生選擇合適的學習模式，實現重難點突破。知識內容的邏輯框架如圖2所示。

2.2數學目標

（1）舉例說明免疫細胞、免疫器官和免疫活性物質等是免疫調節的結構與物質基礎，結合具體情境說出人體免疫系統三道防線的內涵，并區分特異性免疫和非特異性免疫，形成結構與功能相適應的觀念。

（2）通過圖文分析和動畫模擬的形式，運用科學思維認識體液免疫和細胞免疫的過程。

（3）基于科學研究進展，闡明過敏反應、多種自身免疫病、艾滋病等免疫系統疾病的機理，培養信息獲取能力，發展科學思維；結合實例提出免疫系統疾病的預防和治療策略，培養尊重生命、健康生活的社會責任意識。

（4）關注疫苗接種、器官移植、免疫診斷和治療等免疫學的應用，聚焦2018年諾貝爾生理學或醫學獎，強化崇尚科學的意識，提高科學思維和科學探究能力。

2.3學情分析

本資源的適用對象為高中二年級學生。學生在初中階段已經初步了解人體的前兩道防線及抗原、抗體的簡單知識，同時在日常生活中通過多種途徑接觸或了解到關于免疫的相關知識。在初中學習內容的基礎上，高中教材進一步拓展三道防線的內容，尤其是將第三道防線分為體液免疫和細胞免疫，并在細胞層次剖析其作用過程，反映作用機理。體液免疫及細胞免疫在人體的免疫調節中發揮著重要的作用，與人類的生命健康密切相關，同時也是當今生物醫學領域的研究熱點。

2.4自主學習資源設計

2.4.1整體框架設計

按照學生的認知結構和認知順序，自主學習資源計劃設置六大板塊，分別為：新課導入、學習探究、實際應用、課后小結、習題鞏固、課外拓展。實際設計中以此作為一級導航，接著按照課程內容依次分出相應的二級和三級導航。圖3為自主學習資源的整體框架。

“新課導入”回顧前知識，設置問題情景，引出新課內容。“學習探究”主要以問題鏈的形式介紹人體免疫系統的三道防線和免疫失調病，運用原創動畫、視頻、圖片等多媒體手段將抽象的內容及過程具體化、可視化，同時激發學生學習興趣并幫助學生更好地理解知識。“實際應用”安排在學習新知識后，介紹其在實際生活中的應用，包括疫苗和臨床檢測，體現了科學技術社會，即STS的教育理念，從理論知識到前沿技術，最終服務社會，喚起學生對生物技術綜合而多維的理解。“課后小結”板塊幫助學生構建整體思路，其中包括“知識網絡”和“微課再現”欄目，以多種形式總結知識要點。“習題鞏固”設置圖形匹配和趣味選擇，寓教于樂，鞏固新知。“課外拓展”展示抗體形成規律和艾滋病等相關內容，切近生活實際，同時簡介2018年諾貝爾生理學或醫學獎，拓寬學生視野，提高綜合素質，培養學生的生命觀念、社會責任等生物學學科核心素養，體現了情感態度價值觀的教育。

2.4.2界面設計

自主學習資源主界面由六部分組成（見圖4）。“主要學習區”用于呈現“免疫調節”課程的相關知識內容及圖片、視頻、模擬動畫等多媒體內容，是學生自主學習和使用資源的主要區域。主界面的上方和左側分別設置第一、第二和第三級導航，用于引導學生快速到達指定的學習欄目，有助于學生根據自己的學習進度及時鏈接到相關知識。主界面下方區域為“課程內容提示”及“課件操作提示”，用于指導初次使用該自主學習資源的學生盡快熟悉資源的操作方法，引導學生按照認知順序有條不紊地開展自主學習。主界面下方同時設置“小精靈”，能增加學習的趣味性。主界面的右上方包含四個常用的功能鍵，即“幫助”“導航”“聲音”和“退出”，這四項操作使用率較高，因而設置在主界面上，方便學生及時調整學習進程。此外，該自主學習資源還設置了學習輔助工具，包括“筆記本工具”“截圖工具”“播放按鈕”“暫停按鈕”和“重播按鈕”，這些輔助工具能有效提高學生的學習效率，利于學生及時捕獲資源上的知識內容進行整合，構建知識體系。

2.4.3配色及排版設計

自主學習資源主界面采用藍色色調，不同的操作按鈕使用了不同的顏色用以區分，而知識內容區域采用黃色卡片搭配黑色字體，總體上主界面的顏色搭配協調，能清晰呈現本節內容的知識（見圖5）。

本自主學習資源的內容豐富、模塊眾多，包含大量的文字、圖片、動畫、視頻等素材，通過合理排版分區域呈現不同內容和素材。同時在設計資源的過程中，開發人員在盡量保持知識內容的完整性的前提下，將排版做到簡潔明了、清晰悅目。

2.5自主學習資源設計理念

2.5.1資源設計適應學生和教學需求

科學性是自主學習資源應用于一線教學的第一要義。在開發和制作過程中，資源的教學設計、知識框架、生物動畫的呈現、知識的拓展等方面都應符合生物學以及教育學的科學規律。在自主學習資源的應用過程中，資源的使用和操作方式應符合學生的認知結構和認知規律，遵循生物學教學的真實性與科學性。

2.5.2資源使用突破時間及空間限制

自主學習資源開發的目的是有效輔助學生自主進行生物學課程的學習。本資源在提高學生學習興趣的基礎上充分發揮技術服務于教學的作用，而不是“為了制作課件而制作課件”。相比傳統課堂的生物學教學，本資源突破了課堂空間和時間限制，學生可以隨時隨地在電腦和移動設備上利用課件進行自主學習。同時，在課堂上教師也能利用本地資源的動畫、課外拓展、課后檢測等內容輔助課堂教學。

2.5.3資源內容緊扣創新成果

本資源的“實踐應用”板塊基于本節課所學知識，結合2018年諾貝爾生理學或醫學獎成果及近年來免疫學領域的研究，為學生提供豐富的拓展材料。在呈現諾貝爾獎成果時，以可視化動畫形象地展現細胞發揮作用機理，同時通過問題和任務的設置，引導學生利用已有知識了解生物學領域重大創新成果，鼓勵學生對重大創新成果進行深入了解、思考。

2.5.4資源動畫素材原創性

自主學習資源中以原創動畫呈現的體液免疫和細胞免疫過程，化靜態為動態，化抽象為具體，有助于突破教學難點，幫助學生理解這部分知識。兩大免疫過程的知識呈現在“學習探究”板塊，均分為整體過程和分步講解，整體過程以連貫動畫和整體示意圖的形式呈現，分步講解則分為感應階段、反應階段和效應階段三個部分進行詳細講授，每一階段均設計了文字講解及動畫演示，利于學生構建思維框架。課程小結部分安排了“知識網絡”和“微課在線”欄目，其中“微課在線”為原創的微課講解視頻，按照學生的認知順序，以框架圖和卡片的形式逐步呈現知識內容，進一步引導學生構建完整的知識框架。

2.5.5資源界面和操作實用性

自主學習資源界面清晰美觀、簡約大方，同時學習區域中文字與多媒體內容位置恒定統一，符合視覺習慣，利于提高學生的學習效率。資源設計人性化，充分滿足學生自主學習需求，如在自主學習資源主界面下方設置“課件精靈”及“平臺操作指示”，兩個板塊分別提示學習進度和平臺的相關操作，幫助學生盡快熟悉課件，將注意力重點放在學習內容上。資源的“輔助工具”板塊為學生提供截圖、筆記本等快捷工具，“平臺說明”板塊指引學生合理操作，“平臺導航”板塊能幫助學生隨時隨地按照自己的需求進行跳轉學習。

3關于教師運用自主學習資源的實施建議

本自主學習資源作為線上學習平臺，學生可以根據自身情況自主選擇學習內容和調整學習進度，同時教師可以利用該資源進行課堂輔助教學以及課后知識檢測。教師在運用該自主學習資源時可參考以下實施建議。

聚焦學生的自主學習能力。學生能否主動探究獲取知識是確保該資源有效利用的關鍵。教師引導學生自主使用該資源前，應著重培養學生的自主學習能力，提升主動獲取知識的能力，合理安排學生的學習時間、內容、進度等。

多維運用，靈活調整。自主學習資源發展具有多種可能性，使用時機多樣。應用于學生課前預習，把握課程整體框架；應用于課堂上輔助教師教學，適時指導學生有效使用；應用于課后知識鞏固，及時檢測學習效果。

課后反饋，豐富內容。針對不同學習層次的學生，根據學生反饋結果，及時調整學習計劃和學習內容；針對不同的學習階段及時補充相應的練習題，如在一輪復習階段可增加與免疫調節考點相關的各地高考題，及時補充該自主學習資源的題量，更好地鞏固所學內容，提升學生解題能力。