洪偉澤　林雪花

模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對認(rèn)識的對象所做的一種簡化的概括性描述。高中生物學(xué)教學(xué)中常見的模型有：物理模型、數(shù)學(xué)模型、概念模型。新課程改革的理念之一是：倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)，力圖轉(zhuǎn)變學(xué)生由被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃犹骄?。模型?gòu)建正是學(xué)生搜集和處理信息的過程，是學(xué)生動手和動腦結(jié)合的過程，是學(xué)生分析和解決問題的過程。模型法作為高中生必需掌握的科學(xué)方法之一，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和動手能力，還可以培養(yǎng)合作交流的能力，同時還有助于學(xué)生抽象思維的訓(xùn)練。在高中生物學(xué)教學(xué)中，物理模型應(yīng)用得非常廣泛，教師可指導(dǎo)或引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建物理模型，如生物膜的結(jié)構(gòu)、減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目變化、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)等。教師利用實(shí)物教學(xué)，有利于培養(yǎng)學(xué)生通過現(xiàn)象揭示本質(zhì)的洞察力，深化對知識的理解，最終實(shí)現(xiàn)有效教學(xué)。而微課是指基于教學(xué)設(shè)計(jì)思想，使用多媒體技術(shù)在5～10 min內(nèi)就一個知識點(diǎn)進(jìn)行針對性講解的一段音頻或視頻，主要用于抽象的微觀教學(xué)與重難點(diǎn)知識的突破與鞏固之中。那么模型構(gòu)建與微課技術(shù)相結(jié)合，能否提高教師的教和學(xué)生學(xué)的效率呢？2016年11月24日在漳州市漳浦縣龍成中學(xué)，來自于漳浦一中林雪花老師（微課與物理模型相結(jié)合教學(xué)方式）與龍成中學(xué)林云鳳老師（PPT多媒體教學(xué)方式）共同開展了“生物膜的流動鑲嵌模型”一課，展示了模型構(gòu)建與微課相結(jié)合的精彩課堂?，F(xiàn)對以上教學(xué)進(jìn)行如下分析。

1 “生物膜的流動鑲嵌模型”知識點(diǎn)分析

1.1 知識目標(biāo)

簡述生物膜的結(jié)構(gòu)；嘗試?yán)么朋w、電線、黑板擦等制作生物膜模型；通過分析科學(xué)家建立生物膜模型的過程，闡述科學(xué)知識發(fā)現(xiàn)的一般規(guī)律。

1.2 教學(xué)重點(diǎn)

科學(xué)家對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程；生物膜的流動鑲嵌模型學(xué)說的基本內(nèi)容。

1.3 教學(xué)難點(diǎn)

對科學(xué)探究過程的分析，如何體現(xiàn)生物膜的結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一；生物膜的空間立體結(jié)構(gòu)；生物膜的流動性特點(diǎn)

2 “生物膜的流動鑲嵌模型”的物理模型構(gòu)建過程

“生物膜的流動鑲嵌模型”的物理模型的構(gòu)建見表1。

3 生物膜物理模型構(gòu)建過程的呈現(xiàn)方式

3.1 常用教學(xué)方法調(diào)查

3.1.1 問卷調(diào)查

問卷調(diào)查結(jié)果見表2。

3.1.2 原因分析

調(diào)查人數(shù)雖不是很多，但從中也反應(yīng)出一些問題。從調(diào)查中可知，在具備了多媒體設(shè)備的中學(xué)教師基本上100%都直接選擇了PPT教學(xué)模式，而在設(shè)備不夠的或是有一定年紀(jì)的教師，則更多采用板畫和板書的教學(xué)方式。在三種教學(xué)模型中實(shí)物方式教學(xué)方法被采用的機(jī)率是最小的。原因在于兩個方面：（1） 教學(xué)方式的優(yōu)缺點(diǎn)所決定：PPT教學(xué)模型相對而言，較形象直觀、具備動態(tài)效果，教學(xué)方式能較輕松駕馭，同時又能突破本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)；而實(shí)物模型教學(xué)需要教師花費(fèi)相當(dāng)多時間去制作或?qū)ふ疫m當(dāng)?shù)慕叹?，同時在設(shè)計(jì)教學(xué)時，需要花精力去思考教學(xué)過程中可能會遇到的問題。（2） 教師個人素質(zhì)起到影響作用：具備個人特色的教學(xué)模型是需要付出相當(dāng)多的時間和精力的，不僅需要觀摩大量優(yōu)質(zhì)課的視頻和同事的教學(xué)過程，還需在教具的制備和克服教學(xué)過程中師生配合時時間的限制。這就需要教師在實(shí)踐教學(xué)中一遍遍的反思和修改。種種原因使得物理模型的教學(xué)方式被教師較少采用。

3.2 “生物膜的流動鑲嵌模型”各種教學(xué)方法分析

3.2.1 PPT多媒體展示方式

主要授課模式是用幻燈片展示本節(jié)課中生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程，輔助手段是師生繪制磷脂雙分層基本支架。

優(yōu)點(diǎn)分析：層層遞進(jìn)，由宏觀到微觀引導(dǎo)學(xué)生分析理解模型的建構(gòu)過程；學(xué)生理解得快，對結(jié)構(gòu)模型的特點(diǎn)掌握準(zhǔn)確性高。

缺點(diǎn)分析：學(xué)生動手時間少，不利于培養(yǎng)學(xué)生通過現(xiàn)象揭示本質(zhì)的洞察力。由于PPT的播放順序和模型構(gòu)建過程不能同進(jìn)出現(xiàn)，因此對于模型的構(gòu)建過程缺乏具體形象的了解。

3.2.2 物理模型構(gòu)建教學(xué)方式

主要授課模式是利用磁體、電線、黑板擦等制作生物膜模型，并結(jié)合PPT多媒體技術(shù)。教師在PPT中展示本節(jié)課中生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程，引導(dǎo)學(xué)生思考生物學(xué)中結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)；同時使學(xué)生體會科學(xué)知識的發(fā)展離不開科學(xué)技術(shù)的支持。通過磁體、電線制作的磷脂分子的物理模型，利用教學(xué)中所用的圓形與方形的黑板擦表示在磷脂雙分子層中分布方式不同的蛋白質(zhì)分子。通過教師的引導(dǎo)和學(xué)生的親自動手在黑板上再現(xiàn)科學(xué)的探索過程，一步一步構(gòu)建出生物膜的結(jié)構(gòu)模型。

優(yōu)點(diǎn)分析：通過建構(gòu)模型，增強(qiáng)了學(xué)生的探究能力，培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，并能增強(qiáng)學(xué)生的合作意識。缺點(diǎn)分析：模型保存是一個問題，比如橡皮泥制作的較大的物理模型。學(xué)生難以把握制作的實(shí)物模型精確度和科學(xué)性。教師對課堂進(jìn)度較難掌控，對學(xué)生引導(dǎo)需要達(dá)到自如程度。同時在黑板上展示物理模型，對于四維空間和動態(tài)展示相對不足。

3.2.3 板畫加板書的教學(xué)方式

優(yōu)點(diǎn)分析：學(xué)生能根據(jù)模型構(gòu)建歷史過程和師生模型構(gòu)建內(nèi)容相結(jié)合，從而對模型構(gòu)建的過程有具體的了解。缺點(diǎn)分析：對流動性這個特點(diǎn)缺乏動態(tài)的了解。

3.2.4 物理模型建構(gòu)、PPT技術(shù)及微課技術(shù)相結(jié)合教學(xué)模型

主要授課模型是：（1） 先用微課展示一個植物細(xì)胞質(zhì)壁分離、復(fù)原最后脹破的過程，引導(dǎo)學(xué)生思考生物膜的功能之一：選擇透過性。（2） 通過PPT展示生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程，同步探索歷程，用磁體、電線、黑板擦等實(shí)物制作生物膜模型。（3） 以微課方式整體展示生物膜的流動鑲嵌模型。微課視頻的設(shè)計(jì)思路是：① 截取一小片細(xì)胞膜；② 從顯微結(jié)構(gòu)到亞顯微結(jié)構(gòu)展示細(xì)胞膜的流動鑲嵌模型；③ 立體展示細(xì)胞膜的空間結(jié)構(gòu)，即磷脂雙分子層及蛋白質(zhì)分布情況；④ 展示細(xì)胞膜中糖被的分布；⑤ 體現(xiàn)蛋白質(zhì)分子和磷脂分子的流動性。

總的設(shè)計(jì)思路：要通過微課體現(xiàn)生物膜成分及各種成分所形成的結(jié)構(gòu)，同時要體現(xiàn)生物膜結(jié)構(gòu)中“流動”及“鑲嵌”特點(diǎn)。更重要的是要突破其他教學(xué)方式中所不足的地方，即體現(xiàn)細(xì)胞膜的立體空間結(jié)構(gòu)。

優(yōu)點(diǎn)分析（與物理模型構(gòu)建教學(xué)方式相比較）：對微觀世界通過聲、畫、音等方式展示，激發(fā)了學(xué)生的對微觀世界探索的興趣，導(dǎo)入情景設(shè)置合理；最后以微課模型從四維空間角度展示整個生物膜流動鑲嵌模型，進(jìn)行課堂教學(xué)的總結(jié)；克服了板畫加板書的教學(xué)方式黑板展示中缺乏四維空間和流動性不足的缺點(diǎn)。

缺點(diǎn)分析：做一個微課容易，但做一個好的微課實(shí)屬不易，需要教師自身對微課錄制技術(shù)和專業(yè)知識進(jìn)行結(jié)合。同時微課使用中由于是對一個知識點(diǎn)的講解和突破，在問題思考中往往不能根據(jù)實(shí)際留有適當(dāng)?shù)乃伎紩r間，在教學(xué)安排中靈活性相對不夠，且?guī)熒g的互動性也稍顯不足。

4 微課使用情況調(diào)查

4.1 調(diào)查學(xué)生的學(xué)習(xí)效率

通過測試題來檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，以下是部分測試題，主要從微觀角度來檢測學(xué)生對生物膜結(jié)構(gòu)的理解。

【例1】 構(gòu)成細(xì)胞膜的基本骨架是（ ）

A. 蛋白質(zhì)分子 B. 一層磷脂分子

C. 兩層磷脂分子 D. 核酸分子

【例2】 脂溶性維生素D能較水溶性維生素優(yōu)先通過細(xì)胞膜，這是因?yàn)椋?）

A. 細(xì)胞膜以磷脂雙分子層作基本支架

B. 磷脂雙分子層內(nèi)鑲嵌著蛋白質(zhì)

C. 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有一定的流動性

D. 細(xì)胞膜是選擇透過性膜

【例3】 如果一分子CO2從葉肉細(xì)胞的線粒體基質(zhì)中擴(kuò)散出來進(jìn)入相鄰細(xì)胞的葉綠體，那么這個CO2分子共穿過幾層磷脂分子（ ）

A. 4 B. 8 C. 6 D. 5

4.2 測試結(jié)果數(shù)據(jù)分析

測試結(jié)果見表3。

數(shù)據(jù)顯示：使用微課中班級高分率比常規(guī)教學(xué)模式高出22.76%；最高分相差8分，距離比較小；但是最低分之間則相差12體現(xiàn)出了較大差距。這說明在于幫助學(xué)生對抽象知識的理解方面和立體結(jié)構(gòu)的了解中，微課起到一個很重要作用。

4.3 “生物膜的流動鑲嵌模型”微課應(yīng)用，學(xué)生學(xué)習(xí)效率反饋情況分析

學(xué)生學(xué)習(xí)效率反饋見表4。

數(shù)據(jù)是對使用微課教學(xué)的高一（5）班學(xué)生的調(diào)查結(jié)果，可能存在著小部分學(xué)生沒有根據(jù)自己內(nèi)心實(shí)際出發(fā)做出回答，不過也能從中得出微課使用的一些建議。從數(shù)據(jù)中可見微課在顯示微觀世界中給學(xué)生帶來極大震撼效果，100%學(xué)生認(rèn)為應(yīng)當(dāng)常用這樣的教學(xué)方式進(jìn)行與微觀世界有關(guān)知識的學(xué)習(xí)，如細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)及功能。而對空間結(jié)構(gòu)認(rèn)識，有3.5%學(xué)生認(rèn)為用與不用沒有什么差別。課后教師也對這一部分學(xué)生進(jìn)行了解，發(fā)現(xiàn)這一部分學(xué)生在學(xué)習(xí)中邏輯思維能力都是比較強(qiáng)的，學(xué)習(xí)素質(zhì)相對都是比較高的。也就是說微課在空間立體結(jié)構(gòu)顯示方面對于學(xué)習(xí)素質(zhì)相對較弱的學(xué)生而言，效果會比較好。

微課在教學(xué)模型構(gòu)建中使用還在探索過程中，先以此案例與各位同仁商榷，請不吝賜教。正如PPT技術(shù)曾經(jīng)經(jīng)歷過的：從全盤接受到多數(shù)的否定，最后去其糟粕取其精華，微課也可能經(jīng)歷這樣的一個過程。

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