微课与模型相融,演绎精彩的课堂

模型是人们为了某种特定目的而对认识的对象所做的一种简化的概括性描述。高中生物学教学中常见的模型有：物理模型、数学模型、概念模型。新课程改革的理念之一是：倡导探究式学习，力图转变学生由被动学习变为主动探究。模型构建正是学生搜集和处理信息的过程，是学生动手和动脑结合的过程，是学生分析和解决问题的过程。模型法作为高中生必需掌握的科学方法之一，不仅可以培养学生创新思维和动手能力，还可以培养合作交流的能力，同时还有助于学生抽象思维的训练。在高中生物学教学中，物理模型应用得非常广泛，教师可指导或引导学生构建物理模型，如生物膜的结构、减数分裂过程中染色体数目变化、DNA双螺旋结构等。教师利用实物教学，有利于培养学生通过现象揭示本质的洞察力，深化对知识的理解，最终实现有效教学。而微课是指基于教学设计思想，使用多媒体技术在5～10 min内就一个知识点进行针对性讲解的一段音频或视频，主要用于抽象的微观教学与重难点知识的突破与巩固之中。那么模型构建与微课技术相结合，能否提高教师的教和学生学的效率呢？2016年11月24日在漳州市漳浦县龙成中学，来自于漳浦一中林雪花老师（微课与物理模型相结合教学方式）与龙成中学林云凤老师（PPT多媒体教学方式）共同开展了“生物膜的流动镶嵌模型”一课，展示了模型构建与微课相结合的精彩课堂。现对以上教学进行如下分析。

1 “生物膜的流动镶嵌模型”知识点分析

1.1 知识目标

简述生物膜的结构；尝试利用磁体、电线、黑板擦等制作生物膜模型；通过分析科学家建立生物膜模型的过程，阐述科学知识发现的一般规律。

1.2 教学重点

科学家对生物膜结构的探索历程；生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容。

1.3 教学难点

对科学探究过程的分析，如何体现生物膜的结构与功能相统一；生物膜的空间立体结构；生物膜的流动性特点

2 “生物膜的流动镶嵌模型”的物理模型构建过程

“生物膜的流动镶嵌模型”的物理模型的构建见表1。

3 生物膜物理模型构建过程的呈现方式

3.1 常用教学方法调查

3.1.1 问卷调查

问卷调查结果见表2。

3.1.2 原因分析

调查人数虽不是很多，但从中也反应出一些问题。从调查中可知，在具备了多媒体设备的中学教师基本上100%都直接选择了PPT教学模式，而在设备不够的或是有一定年纪的教师，则更多采用板画和板书的教学方式。在三种教学模型中实物方式教学方法被采用的机率是最小的。原因在于两个方面：（1） 教学方式的优缺点所决定：PPT教学模型相对而言，较形象直观、具备动态效果，教学方式能较轻松驾驭，同时又能突破本节课的教学难点；而实物模型教学需要教师花费相当多时间去制作或寻找适当的教具，同时在设计教学时，需要花精力去思考教学过程中可能会遇到的问题。（2） 教师个人素质起到影响作用：具备个人特色的教学模型是需要付出相当多的时间和精力的，不仅需要观摩大量优质课的视频和同事的教学过程，还需在教具的制备和克服教学过程中师生配合时时间的限制。这就需要教师在实践教学中一遍遍的反思和修改。种种原因使得物理模型的教学方式被教师较少采用。

3.2 “生物膜的流动镶嵌模型”各种教学方法分析

3.2.1 PPT多媒体展示方式

主要授课模式是用幻灯片展示本节课中生物膜结构的探索历程，辅助手段是师生绘制磷脂双分层基本支架。

优点分析：层层递进，由宏观到微观引导学生分析理解模型的建构过程；学生理解得快，对结构模型的特点掌握准确性高。

缺点分析：学生动手时间少，不利于培养学生通过现象揭示本质的洞察力。由于PPT的播放顺序和模型构建过程不能同进出现，因此对于模型的构建过程缺乏具体形象的了解。

3.2.2 物理模型构建教学方式

主要授课模式是利用磁体、电线、黑板擦等制作生物膜模型，并结合PPT多媒体技术。教师在PPT中展示本节课中生物膜结构的探索历程，引导学生思考生物学中结构与功能相适应的观点；同时使学生体会科学知识的发展离不开科学技术的支持。通过磁体、电线制作的磷脂分子的物理模型，利用教学中所用的圆形与方形的黑板擦表示在磷脂双分子层中分布方式不同的蛋白质分子。通过教师的引导和学生的亲自动手在黑板上再现科学的探索过程，一步一步构建出生物膜的结构模型。

优点分析：通过建构模型，增强了学生的探究能力，培养了学生严谨的科学态度和科学精神，并能增强学生的合作意识。缺点分析：模型保存是一问题，比如橡皮泥制作的较大的物理模型。学生难以把握制作的实物模型精确度和科学性。教师对课堂进度较难掌控，对学生引导需要达到自如程度。同时在黑板上展示物理模型，对于四维空间和动态展示相对不足。

3.2.3 板画加板书的教学方式

优点分析：学生能根据模型构建历史过程和师生模型构建内容相结合，从而对模型构建的过程有具体的了解。缺点分析：对流动性这个特点缺乏动态的了解。

3.2.4 物理模型建构、PPT技术及微课技术相结合教学模型

主要授课模型是：（1） 先用微课展示一个植物细胞质壁分离、复原最后胀破的过程，引导学生思考生物膜的功能之一：选择透过性。（2） 通过PPT展示生物膜结构的探索历程，同步探索历程，用磁体、电线、黑板擦等实物制作生物膜模型。（3） 以微课方式整体展示生物膜的流动镶嵌模型。微课视频的设计思路是：① 截取一小片细胞膜；② 从显微结构到亚显微结构展示细胞膜的流动镶嵌模型；③ 立体展示细胞膜的空间结构，即磷脂双分子层及蛋白质分布情况；④ 展示细胞膜中糖被的分布；⑤ 体现蛋白质分子和磷脂分子的流动性。

总的设计思路：要通过微课体现生物膜成分及各种成分所形成的结构，同时要体现生物膜结构中“流动”及“镶嵌”特点。更重要的是要突破其他教学方式中所不足的地方，即体现细胞膜的立体空间结构。

优点分析（与物理模型构建教学方式相比较）：对微观世界通过声、画、音等方式展示，激发了学生的对微观世界探索的兴趣，导入情景设置合理；最后以微课模型从四维空间角度展示整个生物膜流动镶嵌模型，进行课堂教学的总结；克服了板画加板书的教学方式黑板展示中缺乏四维空间和流动性不足的缺点。

缺点分析：做一个微课容易，但做一个好的微课实属不易，需要教师自身对微课录制技术和专业知识进行结合。同时微课使用中由于是对一个知识点的讲解和突破，在问题思考中往往不能根据实际留有适当的思考时间，在教学安排中灵活性相对不够，且师生之间的互动性也稍显不足。

4 微课使用情况调查

4.1 调查学生的学习效率

通过测试题来检测学生的学习效率，以下是部分测试题，主要从微观角度来检测学生对生物膜结构的理解。

【例1】 构成细胞膜的基本骨架是（ ）

A. 蛋白质分子 B. 一层磷脂分子

C. 两层磷脂分子 D. 核酸分子

【例2】 脂溶性维生素D能较水溶性维生素优先通过细胞膜，这是因为（ ）

A. 细胞膜以磷脂双分子层作基本支架

B. 磷脂双分子层内镶嵌着蛋白质

C. 细胞膜的结构特点是具有一定的流有

D. 细胞膜是选择透过性膜

【例3】 如果一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来进入相邻细胞的叶绿体，那么这个CO2分子共穿过几层磷脂分子（ ）

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

4.2 测试结果数据分析

测试结果见表3。

数据显示：使用微课中班级高分率比常规教学模式高出22.76%；最高分相差8分，距离比较小；但是最低分之间则相差12体现出了较大差距。这说明在于帮助学生对抽象知识的理解方面和立体结构的了解中，微课起到一个很重要作用。

4.3 “生物膜的流动镶嵌模型”微课应用，学生学习效率反馈情况分析

学生学习效率反馈见表4。

数据是对使用微课教学的高一（5）班学生的调查结果，可能存在着小部分学生没有根据自己内心实际出发做出回答，不过也能从中得出微课使用的一些建议。从数据中可见微课在显示微观世界中给学生带来极大震撼效果，100%学生认为应当常用这样的教学方式进行与微观世界有关知识的学习，如细胞器的结构及功能。而对空间结构认识，有3.5%学生认为用与不用没有什么差别。课后教师也对这一部分学生进行了解，发现这一部分学生在学习中逻辑思维能力都是比较强的，学习素质相对都是比较高的。也就是说微课在空间立体结构显示方面对于学习素质相对较弱的学生而言，效果会比较好。

微课在教学模型构建中使用还在探索过程中，先以此案例与各位同仁商榷，请不吝赐教。正如PPT技术曾经经历过的：从全盘接受到多数的否定，最后去其糟粕取其精华，微课也可能经历这样的一个过程。

参考文献：

[1] 樊英，物理模型构建在高一生物教学中应用研究[D].西安陕西师范大学，2014.

[2] 张燕，高中生物教学中“物理模型”的尝试[J].考试与评价，2012（10）.