劉東杰

（福州第三中學(xué)，福建 福州 350003）

線下開展高中生物學(xué)實驗教學(xué)存在諸多不足與限制。如難以適時、足量地提供實驗資源；限于課時與指導(dǎo)范圍，無法全面了解學(xué)生的實驗操作過程與結(jié)果、及時給予指導(dǎo)與監(jiān)督；難以進行學(xué)生實驗的過程性評價與結(jié)果性評價，以及長期保留實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果，造成學(xué)生多是重復(fù)、模仿教科書設(shè)計好的實驗方案進行操作，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)及反思，提高探究實驗?zāi)芰?。互?lián)網(wǎng)及信息技術(shù)的發(fā)展，催生線上、線下高中生物學(xué)實驗教學(xué)交互融合這一新的教育形態(tài)。如敏特云助學(xué)平臺（下文簡稱云平臺）具有個性化、智能化及高效性等特點，實現(xiàn)實驗資源提供、實驗過程記錄與展示、實驗結(jié)果交流與評價等網(wǎng)絡(luò)實時交互，強化教與學(xué)雙向信息傳遞，重構(gòu)以學(xué)生為中心的實驗教學(xué)，促進高中生物學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)代化，發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)。［1］筆者嘗試以2019 年版人民教育出版社普通高中教科書《生物學(xué)?必修1?分子與細胞》中的“探究植物細胞的吸水和失水”（下文簡稱本實驗）為例，從實驗準備、實驗實施及實驗總結(jié)等三個環(huán)節(jié)（如圖1），闡述線上線下交互融合的高中生物學(xué)實驗教學(xué)策略。

圖1 線上線下交互融合的高中生物學(xué)實驗教學(xué)策略

一、實驗準備環(huán)節(jié)

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認為：學(xué)生的學(xué)習(xí)是有意義的主動建構(gòu)，學(xué)生學(xué)習(xí)是課堂教學(xué)的中心。教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)的“引導(dǎo)者”，應(yīng)該創(chuàng)造適宜的學(xué)習(xí)情境，激發(fā)學(xué)生探究欲望與好奇心。［2］借助云平臺進行生物實驗課前準備，讓學(xué)生充分了解探究的內(nèi)容，促進學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)。同時引導(dǎo)學(xué)生在熟悉實驗的基礎(chǔ)上，勇于提出自己的思路及方法，發(fā)展科學(xué)思維。

（一）發(fā)布實驗任務(wù)清單，推送資源包

課前教師通過云平臺“課程任務(wù)”欄目發(fā)布任務(wù)清單，要求學(xué)生預(yù)習(xí)教科書相關(guān)實驗內(nèi)容，參考教科書提供的案例，自主擬定實驗課題、選擇實驗材料和儀器藥品、制定與提交實驗方案。同時，通過云平臺“資料任務(wù)”欄目推送資源包，如提供教科書有關(guān)文字資料、圖片、視頻等資料，網(wǎng)上下載的與本實驗相關(guān)文獻，往屆學(xué)生及教師所做的細胞質(zhì)壁分離顯微照片，本實驗操作視頻及其模擬實驗鏈接等。幫助學(xué)生了解實驗原理、材料、儀器、藥品、步驟等實驗背景知識，明確實驗?zāi)繕恕?/p>

（二）預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容，設(shè)計實驗方案

課前學(xué)生根據(jù)實驗任務(wù)清單的要求，利用云平臺預(yù)習(xí)實驗背景知識、實驗材料特點、儀器藥品的用法用量，以及他人的研究概況等，并選擇實驗材料、設(shè)計實驗方案。學(xué)生可以使用教科書提供的實驗材料，按照教科書設(shè)計好的實驗方案進行實驗。鼓勵學(xué)有余力的或感興趣的學(xué)生自主選擇實驗材料、自主設(shè)計個性化實驗方案。

（三）審核反饋與修改實驗方案

學(xué)生通過云平臺提交實驗方案后，教師審核方案的科學(xué)性與可行性，及時作出反饋；鼓勵學(xué)生勇于提出創(chuàng)新實驗方案，并給出相應(yīng)的實驗建議。收到教師的反饋信息后，學(xué)生對實驗方案進行確認或修改，需要時，可以再次傳給教師審核，并自行打印實驗方案，準備實驗材料或試劑。本實驗學(xué)生自主設(shè)計的實驗方案中，有的學(xué)生選擇菠菜葉、三角梅葉、莧菜葉、洋蔥內(nèi)表皮等不同實驗材料；有的選擇KNO3、葡萄糖、紅墨水等不同類型及不同濃度的實驗試劑。

二、實驗實施環(huán)節(jié)

實驗實施環(huán)節(jié)是實驗教學(xué)的關(guān)鍵。喬治?西蒙斯的關(guān)聯(lián)主義理論認為，學(xué)習(xí)是個網(wǎng)絡(luò)整體，具有關(guān)聯(lián)性；教師和學(xué)生之間要時刻保持關(guān)聯(lián)。［1］學(xué)生在明確實驗方案、熟悉實驗步驟的基礎(chǔ)上進行線下實驗操作。這時，教師可以借助云平臺實時了解學(xué)生的探究過程，及時發(fā)現(xiàn)存在的典型問題，進行學(xué)情診斷。學(xué)生也可以通過網(wǎng)絡(luò)及時與教師交流，尋求指導(dǎo)。師生之間保持關(guān)聯(lián)與互動，使得教師可以進行共性化教學(xué)與個性化指導(dǎo)。

（一）組織、指導(dǎo)并監(jiān)控實驗進展

實驗課伊始，教師簡要介紹實驗方案，包括學(xué)生提出的個性化實驗方案。學(xué)生實驗過程中，利用云平臺或者校園網(wǎng)監(jiān)控學(xué)生的實驗進程，及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生實驗存在的問題。傳統(tǒng)的生物學(xué)實驗教學(xué)時，教師通常是通過巡視來了解學(xué)生的實驗進展。由于時間短、學(xué)生人數(shù)多，教師難以掌控全班學(xué)生的實驗情況。隨著實驗教學(xué)條件的改善，如能夠利用校園網(wǎng)將學(xué)生的顯微鏡與教師的顯微鏡及主控電腦聯(lián)網(wǎng)，教師通過電腦屏幕觀察每一位學(xué)生的顯微鏡圖像，以判斷學(xué)生是否觀察到相應(yīng)的細胞圖像。并且，可以把細胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的典型圖像推送到每位學(xué)生的顯示平板上；還可以通過云平臺檢查學(xué)生上傳的實驗結(jié)果。若發(fā)現(xiàn)問題，可以及時進行指導(dǎo)，提高實驗指導(dǎo)成效。

（二）實驗操作、記錄、上傳實驗結(jié)果

根據(jù)事先設(shè)計好的實驗方案，學(xué)生2 人為1 個實驗小組，分工合作進行實驗探究，配制不同濃度溶液、選取實驗材料、制作臨時裝片、使用低倍顯微鏡觀察細胞，全面、真實、完整地記錄實驗結(jié)果，并借助云平臺與平板，及時上傳實驗圖像。

三、實驗交流、總結(jié)與評價環(huán)節(jié)

交流、總結(jié)與評價是實驗探究的不可缺少的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)實驗教學(xué)時，由于課堂時間的不足、實驗結(jié)果保存不易及缺少便捷的交流途徑等影響，實驗交流、總結(jié)與評價總是簡單與倉促。借助云平臺可以有效解決上述問題，順利完成交流、總結(jié)與評價等實驗教學(xué)任務(wù)。交流展示活動可以在線下課堂進行，以實物、照片或數(shù)據(jù)等形式展示學(xué)生的實驗結(jié)果。也可以通過電腦白板或者云平臺進行課后線上展示。在展示交流基礎(chǔ)上，學(xué)生對實驗進行總結(jié)，得出實驗結(jié)論。

實驗評價包括學(xué)生自評、互評及教師評價。實驗評價量表通過云平臺的“課程任務(wù)”欄目以作業(yè)的形式發(fā)布（如表1）。評價可以在課內(nèi)實施，也可以課后在線上進行。這樣師生皆有充分的時間進行評價與反思。教師對學(xué)生的評價可以課后通過云平臺匯總學(xué)生的實驗成果，進行終結(jié)性評價，并直接推送給學(xué)生個人。

表1 “探究植物細胞的吸水和失水”實驗評價表

本實驗教學(xué)在實施過程遇到一些新的問題，如由于師生對云平臺的功能和使用不熟悉，造成教師備課時間長，無法有效指導(dǎo)學(xué)生課外線上預(yù)習(xí)等。為此，有必要加強教師網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用培訓(xùn)，建設(shè)完善實驗教學(xué)資源庫，充分發(fā)揮線上線下融合實驗教學(xué)的優(yōu)勢，更好地激發(fā)學(xué)生主動參與實驗的積極性，提高實驗教學(xué)效率，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力及科學(xué)思維能力。