李美璇 雷蕾

● 背景

在初中生物教學(xué)中，有很多內(nèi)容都需要組織學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生通過“做”去經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，從而使學(xué)生感悟生命的美和科學(xué)的本質(zhì)。[1]生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心是互動(dòng)，2019年6月國務(wù)院辦公廳發(fā)布的《關(guān)于深化教育教學(xué)改革全面提高義務(wù)教育質(zhì)量的意見》指出，要加強(qiáng)科學(xué)教育與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，倡導(dǎo)開展驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和探究性實(shí)驗(yàn)。而在實(shí)際開展生物實(shí)驗(yàn)探究的過程中，會(huì)出現(xiàn)一些常態(tài)的問題，如課堂教學(xué)單一化、模式化、靜態(tài)化、劇本化等特點(diǎn)導(dǎo)致無論在物理環(huán)境還是在心理環(huán)境上均需要做出相應(yīng)的改變才能滿足要求。[2]因此，基于此背景，筆者采用“虛實(shí)結(jié)合、合作探究”的模式完成生物互動(dòng)課堂的構(gòu)建，給學(xué)生提供和諧、自由、個(gè)性化的學(xué)習(xí)空間、環(huán)境和資源，使課堂從原先靜態(tài)的、預(yù)設(shè)的形態(tài)轉(zhuǎn)變成動(dòng)態(tài)的、生成的、高互動(dòng)的形態(tài)。

● 總體設(shè)計(jì)

中學(xué)生物學(xué)作為研究生命現(xiàn)象與生物活動(dòng)規(guī)律的入門基礎(chǔ)學(xué)科，具有實(shí)驗(yàn)性與探究性的學(xué)科特點(diǎn)。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅能幫助學(xué)生理解生物學(xué)的理論，構(gòu)建重要概念，還能讓學(xué)生掌握各種實(shí)驗(yàn)技能，形成科學(xué)思維。因此，生物實(shí)驗(yàn)課堂可以通過虛實(shí)結(jié)合、微課助學(xué)、大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等多元化的學(xué)習(xí)形式，為學(xué)生創(chuàng)造多維度的體驗(yàn)。為此，筆者在信息與技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了教育—空間—技術(shù)三者相互聯(lián)系、相互影響的框架[3]，從而實(shí)現(xiàn)人與人之間的互動(dòng)、人與環(huán)境之間的互動(dòng)、人與技術(shù)設(shè)備之間的互動(dòng)、技術(shù)與技術(shù)設(shè)備之間的互動(dòng)、資源與資源之間的互動(dòng)。[4]下面，筆者以人教版初中《生物》教材八年級(jí)上冊(cè)第五單元第一章第六節(jié)《鳥》為例，進(jìn)行總體設(shè)計(jì)（如下頁圖1）。

1.課前“導(dǎo)學(xué)”——借助技術(shù)進(jìn)行課前學(xué)習(xí)，“以學(xué)定教”

課前學(xué)生通過愛學(xué)APP觀看教師準(zhǔn)備的預(yù)習(xí)視頻，并完成相應(yīng)的試題。教師通過學(xué)情反饋修改三維目標(biāo)，進(jìn)行二次備課，最終確定本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)。

2.課上探究——虛實(shí)結(jié)合，探究教學(xué)

①情境導(dǎo)入：首先通過視頻導(dǎo)入，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)建立整體的認(rèn)識(shí)。

②虛實(shí)結(jié)合，合作探究：引導(dǎo)學(xué)生從鳥類的外部形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、生理功能三個(gè)方面由表及里展開探究。

3.課后“延學(xué)”——數(shù)據(jù)反饋，個(gè)別輔導(dǎo)

學(xué)生繪制思維導(dǎo)圖總結(jié)鳥類飛行特征，上傳至愛學(xué)APP實(shí)現(xiàn)資源共享;學(xué)生完成課后習(xí)題，通過數(shù)據(jù)反饋，了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。（建議：通過作業(yè)反饋，對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)別輔導(dǎo)）

● 信息技術(shù)支撐

1.信息技術(shù)助課前——以學(xué)定教

新的課程改革關(guān)注學(xué)生的主體地位，倡導(dǎo)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。通過信息技術(shù)手段，借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提前發(fā)布課前任務(wù)，學(xué)生通過自學(xué)可以掌握簡(jiǎn)單易懂的知識(shí)，學(xué)后進(jìn)行答題檢測(cè)，教師可以根據(jù)檢測(cè)結(jié)果快速、精準(zhǔn)地掌握學(xué)情，進(jìn)而在課堂上有針對(duì)性地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，同時(shí)課堂上也有了更充足的時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究和知識(shí)拓展，這無疑大幅度地提高了課堂效率。

2.信息技術(shù)助探究——虛擬觀察

本課在以往傳統(tǒng)的生物學(xué)教學(xué)中，存在兩個(gè)比較突出的教學(xué)難題：一是對(duì)復(fù)雜的生命現(xiàn)象及生物結(jié)構(gòu)教師難以用言語清楚、精準(zhǔn)地進(jìn)行表述;二是學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作合作意識(shí)不強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)時(shí)間難以掌控，實(shí)驗(yàn)效果差，探究不夠深入。而信息技術(shù)手段通過將仿真的生物結(jié)構(gòu)模式圖呈現(xiàn)給學(xué)生，可以很好地解決傳統(tǒng)課堂上存在的問題。

3.信息技術(shù)助生成——“投屏分析”

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后學(xué)生以小組為單位進(jìn)行匯報(bào)展示。教師通過“希沃授課助手”將小組的實(shí)驗(yàn)過程圖片和自主學(xué)習(xí)任務(wù)清單進(jìn)行投屏，師生共同進(jìn)行圈畫分析，分析操作過程中的問題，尋找解決路徑，總結(jié)共同的發(fā)現(xiàn)，歸納相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。對(duì)學(xué)生的生成性資源，也就是任務(wù)清單中的“其他”一欄做分享，讓學(xué)生化被動(dòng)接受為主動(dòng)探究。此外，課前通過二次備課所定的高階目標(biāo)——“通過對(duì)比分析明確鳥類在進(jìn)化上的地位”同樣運(yùn)用此法，得出生物進(jìn)化的歷程是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從低等到高等、從水生到陸生的，在與信息技術(shù)進(jìn)行融合的過程中，更加高效地達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

知識(shí)與技能目標(biāo)：說出鳥適于飛行的特征;概述鳥類的主要特征。

過程與方法目標(biāo)：通過觀察和探究，理解生物體結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一、生物與環(huán)境相適應(yīng)的生物學(xué)基本觀點(diǎn)。

情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：關(guān)注鳥與人類生活的關(guān)系;關(guān)注鳥類在生物圈中的作用，形成愛鳥護(hù)鳥的意識(shí)。

教學(xué)重點(diǎn)：概述鳥類的主要特征;舉例說明鳥與人類生活的關(guān)系。

教學(xué)難點(diǎn)：探究鳥類適于飛行的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn);確立鳥的身體結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一。鳥與環(huán)境相適應(yīng)的觀點(diǎn)。

課時(shí)安排：2課時(shí)。

1.視頻導(dǎo)入planet of the birds

教師播放planet of the birds視頻，并提問：“鳥類通過怎樣特殊的結(jié)構(gòu)特征來實(shí)現(xiàn)這些功能？”今天我們一同來學(xué)習(xí)。

設(shè)計(jì)意圖：以一段展示鳥類多樣性和環(huán)境適應(yīng)性的視頻引入，引起學(xué)生的關(guān)注，教師順承脊椎動(dòng)物進(jìn)化的方向，從已學(xué)習(xí)過的魚類和爬行動(dòng)物自然過渡到對(duì)鳥類的學(xué)習(xí)，進(jìn)而引發(fā)思考：“鳥有哪些特征適于飛行？鳥類如何進(jìn)化而來？”為接下來的學(xué)習(xí)做鋪墊。

2.初識(shí)鳥類的外部形態(tài)特征

出示不同類群鳥類的圖片，學(xué)生結(jié)合課前預(yù)習(xí)的內(nèi)容，自主分析說出鳥類的外部形態(tài)特征。

設(shè)計(jì)意圖：對(duì)課前的自學(xué)任務(wù)進(jìn)行總結(jié)、交流，引導(dǎo)學(xué)生歸納知識(shí)，同時(shí)利用好學(xué)生的“前概念”，正確地加以補(bǔ)充、夯實(shí);通過呈現(xiàn)反例激發(fā)認(rèn)知沖突，實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤前概念向科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變。

3.探究鳥類適于飛行的外部形態(tài)特征——“虛實(shí)結(jié)合”之觀察羽毛

虛擬觀察：Nobook軟件中“家鴿外形”“家鴿展翅”“家鴿飛行”三個(gè)模塊的觀察。

實(shí)物觀察：家鴿的正羽、絨羽。

打開手中的平板電腦網(wǎng)頁，點(diǎn)擊“開始實(shí)驗(yàn)”，讓手中的家鴿“動(dòng)起來”，全方位進(jìn)行觀察，通過“找位置、摸一摸、比一比、折一折、扇一扇”等探究活動(dòng)，小組成員合作、交流，填寫任務(wù)清單并派代表進(jìn)行匯報(bào)。

學(xué)生活動(dòng)：結(jié)合Nobook軟件中“家鴿的外部形態(tài)特征”部分的虛擬結(jié)構(gòu)觀察，通過觀、找、摸、比、折、扇等多重體驗(yàn)深入探究鳥類羽毛的特征，填寫自主學(xué)習(xí)任務(wù)單第一部分，逐步建立起不同類型的羽毛與飛行的聯(lián)系。通過交流分析得出致密的正羽相互重疊又留有縫隙排列成扇形，通過撲打產(chǎn)生升力向上飛行，蓬松的絨羽貼近皮膚起到保溫的作用，體現(xiàn)了生物體結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生在探究過程中能夠根據(jù)不同類型羽毛的結(jié)構(gòu)特征推測(cè)其功能，在知識(shí)上和能力上都能有所提升。此外，學(xué)生通過課前的預(yù)習(xí)和課上細(xì)致的觀察，對(duì)這部分內(nèi)容掌握得比較好，具有強(qiáng)烈的表達(dá)欲望，通過小組的匯報(bào)可以培養(yǎng)學(xué)生交流合作的意識(shí)，鍛煉學(xué)生的語言表達(dá)能力，刺激更多生成性資源的產(chǎn)生。

4.探究鳥類適于飛行的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征——“虛實(shí)結(jié)合”之探知骨骼

虛擬觀察：Nobook軟件中“家鴿運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)”這一模塊的觀察（骨骼、肌肉）。

實(shí)物觀察：家鴿的長(zhǎng)骨（股骨、脛骨等）、胸骨等。

學(xué)生活動(dòng)：實(shí)驗(yàn)探究——鳥類骨骼特征。①“一看”尋找不同類型的骨骼所處的位置，推測(cè)其功能;②“二掰”看起來纖細(xì)的鳥骨卻比想象中更堅(jiān)韌，通過親身體驗(yàn)體會(huì)鳥類骨骼之堅(jiān)，并進(jìn)行切面觀察知其骨壁之薄;③“三探”嘗試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，將哺乳動(dòng)物和家鴿的骨放到水中，觀察到家鴿的骨浮在水面上而哺乳動(dòng)物的骨沉在燒杯底部，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中得出鳥類骨骼之輕。

設(shè)計(jì)意圖：通過虛擬觀察與實(shí)物觀察、探究實(shí)驗(yàn)，化抽象為具體，內(nèi)化鳥類骨骼輕、薄、堅(jiān)固的特征，突出學(xué)習(xí)重點(diǎn)。培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，激勵(lì)學(xué)生不斷探究，養(yǎng)成謹(jǐn)慎求證的科學(xué)習(xí)慣，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展。

5.“虛實(shí)結(jié)合”之創(chuàng)設(shè)“微體驗(yàn)”

引導(dǎo)學(xué)生再次觀察Nobook軟件中“家鴿飛行”這一模塊，嘗試用語言描述并模仿家鴿飛行的動(dòng)作，俯身大幅度擺臂體會(huì)發(fā)力點(diǎn)，通過多重體驗(yàn)得知鳥類飛行的動(dòng)力來自發(fā)達(dá)的胸肌，而發(fā)達(dá)的胸肌附著在龍骨突上，前后呼應(yīng)，深化結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。

設(shè)計(jì)意圖：通過體驗(yàn)可知鳥類胸肌非常發(fā)達(dá)為飛行提供動(dòng)力，突破教學(xué)難點(diǎn)。進(jìn)一步推斷，如果人類想要具備飛行功能，必須至少擁有占體重五分之一的胸肌和長(zhǎng)達(dá)兩米的龍骨突，顯而易見，這是超出人體極限無法實(shí)現(xiàn)的，這又是生物體的“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”。

6.學(xué)以致用“連連看”

飛行對(duì)鳥類的生存來說是一種非常成功的適應(yīng)性，生物與環(huán)境相適應(yīng)，現(xiàn)存的一萬多種鳥類遍布世界各地，在不同的環(huán)境中鳥類也進(jìn)化出不一樣的適應(yīng)性。

連線1：教師展示幾種不同的形態(tài)環(huán)境，請(qǐng)學(xué)生試著通過觀察和推測(cè)進(jìn)行連線（如圖2）。

連線2：你能推測(cè)出這些鳥足對(duì)應(yīng)的是那種鳥嗎（如下頁圖3）？

連線3：請(qǐng)你試著通過觀察喙的形狀推測(cè)鳥的食性，進(jìn)行連線（如圖4）。

鳥類的喙有的長(zhǎng)直尖利，有的扁平寬緩，生物體結(jié)構(gòu)與功能是相適應(yīng)的，根據(jù)鳥喙和足的形態(tài)可以將鳥分為游禽、走禽、攀禽、猛禽、涉禽等不同類群。

設(shè)計(jì)意圖：進(jìn)行鳥類的喙和足的形態(tài)特征連線練習(xí)，將生物學(xué)結(jié)構(gòu)與功能觀內(nèi)化并輸出，同時(shí)通過推測(cè)得出生物與環(huán)境相適應(yīng)的觀點(diǎn)，從而順理成章地認(rèn)識(shí)鳥類的多樣性，了解鳥類的分類依據(jù)，建立整體的認(rèn)識(shí)。鳥類眾多適應(yīng)性復(fù)雜的演化也推動(dòng)著物種的進(jìn)化，將“生物與環(huán)境相適應(yīng)”以及“生物進(jìn)化”的基本觀點(diǎn)加以突出。

7.“虛實(shí)結(jié)合”之“微課”探知鳥類的雙重呼吸

虛擬觀察：Nobook軟件中“家鴿的呼吸系統(tǒng)”這一模塊的觀察（肺、氣囊）。

微課視頻：家鴿的呼吸。

鳥類的氣囊難以觀察，在通過虛擬觀察“家鴿的呼吸系統(tǒng)”獲得結(jié)構(gòu)認(rèn)知的基礎(chǔ)上，教師播放自制微課，學(xué)生認(rèn)真觀察，并與已學(xué)習(xí)過的人類呼吸方式對(duì)比，說出鳥類與人類呼吸方式上的差別，得出結(jié)論——鳥類在氣囊的輔助下，呼吸效率大大提升。

設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)將“了解鳥的呼吸方式”這一教學(xué)目標(biāo)轉(zhuǎn)化為可觀察、可操作、可檢測(cè)的學(xué)習(xí)目標(biāo)——“說出鳥類與人類呼吸方式上的差別”，人體的呼吸方式是以往學(xué)習(xí)過的內(nèi)容，在此基礎(chǔ)之上結(jié)合虛擬的透視觀察和微課的動(dòng)態(tài)過程展示，化抽象為具體，學(xué)生明白了鳥的氣囊像內(nèi)置的“氧氣袋”一樣，能夠輔助呼吸，這樣的呼吸方式是鳥類所特有的雙重呼吸，突破了本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)。

8.資料分析——鳥類其他適于飛行的生理特征

教師提供具體的數(shù)據(jù)、文字資料，引導(dǎo)學(xué)生分析除了骨骼輕，鳥類還有什么特征也能夠減輕其在飛行時(shí)的重量。

資料1：有關(guān)鳥類消化特點(diǎn)的資料。

雀形類的鳥所吃的谷物、果實(shí)或昆蟲，經(jīng)消化吸收后形成殘?jiān)?.5小時(shí)后就隨糞便排出。雀形類的鳥一天所吃的食物，相當(dāng)于自身體重的10%～30%。蜂鳥一天所吃的蜜漿，約等于它體重的2倍。體重為1500克的雀鷹，能在一晝夜吃掉800～1000克肉。

學(xué)生通過分析資料1并結(jié)合結(jié)構(gòu)圖（如下頁圖5），總結(jié)鳥類的消化特點(diǎn)（食量大，消化、吸收能力強(qiáng)，排便迅速），并思考：這樣的特點(diǎn)對(duì)鳥類的飛行有什么好處？（提供充足的營養(yǎng)物質(zhì);減輕體重）

資料2：鳥與人的心臟大小、心搏次數(shù)的比較（如下頁表）。

分析資料可知，鳥類的心臟占體重的百分比較大，心搏次數(shù)多，心率快。

學(xué)生思考：這樣的特點(diǎn)對(duì)鳥類的飛行有什么好處？（將營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣高效輸送至全身各處）

設(shè)計(jì)意圖：通過閱讀分析已有的資料培養(yǎng)學(xué)生分析數(shù)據(jù)、獲取有效信息的能力，培養(yǎng)學(xué)生的理性思維。

9.檢測(cè)與提升——高階目標(biāo)的達(dá)成

比較分析魚類、兩棲動(dòng)物、爬行動(dòng)物、鳥類這四類脊椎動(dòng)物在進(jìn)化上的異同。

設(shè)計(jì)意圖：針對(duì)二次備課所制訂的高階目標(biāo)，手機(jī)拍攝學(xué)生任務(wù)單，投屏分析，實(shí)時(shí)反饋，對(duì)比四種脊椎動(dòng)物在體表、呼吸、體溫及運(yùn)動(dòng)方面的特征。將生物學(xué)的進(jìn)化思想提煉突出，起到總結(jié)提升的作用。

10.愛鳥護(hù)鳥——情感態(tài)度價(jià)值觀

鳥類飛行的本領(lǐng)雖然是與生俱來的，但是也需要反復(fù)練習(xí)，在學(xué)飛過程中稍有不慎就會(huì)墜落，每年的6月左右正是雛鳥學(xué)飛的時(shí)期，如果遇到掉落的幼鳥，應(yīng)該如何做呢？說說你在愛鳥周的計(jì)劃。

學(xué)生交流：“撿還是不撿？”分析交流不同的做法可能遇到的問題和解決的方法。

教師點(diǎn)撥：雛鳥也是經(jīng)歷多次的碰壁、摔打之后才具有翱翔天際的能力。在座的同學(xué)們也一樣，縱有優(yōu)越的先天條件，也需要有堅(jiān)持不懈的精神。

設(shè)計(jì)意圖：通過了解鳥與人類的關(guān)系及鳥類在大自然中所起的作用，形成愛護(hù)鳥的意識(shí)。

11.課后“延學(xué)”——融會(huì)貫通

①學(xué)生繪制思維導(dǎo)圖總結(jié)鳥類適于飛行的特征，通過平臺(tái)上傳，將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通;②答題檢測(cè)，結(jié)果顯示正確率達(dá)到91%以上。

● 教學(xué)反思

在《鳥》這一課的教學(xué)中，信息技術(shù)的融入為教學(xué)提供了新的思路和方法。虛實(shí)結(jié)合，揭開探秘生物世界的新視角;自主探究，讓學(xué)生真正成為課堂學(xué)習(xí)的主人。學(xué)生在觀察中發(fā)現(xiàn)，在探究中內(nèi)化，在體驗(yàn)中釋疑，信息技術(shù)手段的融合，助力提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，讓《鳥》這一課的教學(xué)變得更有趣、更有效。但回顧這節(jié)課，在有些方面還留有“遺憾”。

首先，在翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)呈現(xiàn)上，脈路主線的邏輯組織需要加強(qiáng)，翻轉(zhuǎn)的步伐還可以邁得更大一些。為獲取學(xué)情，便于高階目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，課前可以利用平臺(tái)拋出更加具有開放性的問題：①觀看課前微課，體會(huì)鳥類飛翔與鳥的生存有什么意義。②所有的鳥都能飛翔嗎？如果不是，請(qǐng)查找資料找出能飛的鳥和不能飛的鳥有何區(qū)別。③鳥類為什么會(huì)有那么強(qiáng)的飛行能力呢？

其次，NB生物實(shí)驗(yàn)初中版是本課著重使用的一項(xiàng)信息技術(shù)手段，其真實(shí)性、科學(xué)性、互動(dòng)性非常值得肯定，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和探究欲望，但是在觀察頁面直接顯示出結(jié)論、答案，容易造成學(xué)生直接選擇“拿來主義”而不主動(dòng)探究和思考，應(yīng)將答案隱藏，需要的時(shí)候再去點(diǎn)擊顯示。

信息技術(shù)為課堂教學(xué)提供了豐富的學(xué)習(xí)場(chǎng)景，讓學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解有了從體驗(yàn)、感悟、理解到升華的過程。同時(shí)，信息技術(shù)也給一線教師提出了更高的挑戰(zhàn)，選擇什么樣的技術(shù)、通過什么樣的設(shè)計(jì)形式、在什么時(shí)機(jī)去參與學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)方能更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)效益的最大化，這些問題還需要進(jìn)一步深入研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]邵永剛，趙林川.構(gòu)建互動(dòng)生物課堂——交互式電子白板在初中生物教學(xué)中的運(yùn)用[J].中國教育信息化，2012（16）：54-56.

[2]鄭金州.重構(gòu)課堂[J].華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)：教科版，2001（03）：53-57.

[3]許亞鋒，張際平.面向體驗(yàn)學(xué)習(xí)的未來課堂設(shè)計(jì)——基于改進(jìn)的PST框架[J].中國電化教育，2013（04）：13-19.

[4]陳衛(wèi)東，葉新東，秦嘉悅，等.未來課堂——高互動(dòng)學(xué)習(xí)空間[J].中國電化教育，2011（08）：6-13.