基于电子书包的模型建构在高中生物概念教学中的应用

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　　摘 要：现代化新媒体和信息技术渗透教学已成为一种必然发展趋势，现代化新媒体技术如何应用于课堂教学成了教学改革的热门领域，本文以“DNA分子的结构”为例，就基于电子书包的模型建构在高中生物概念教学中的应用进行了初步探索和研究。
　　关键词：电子书包；模型建构；生物概念教学
　　在高中生物学中，模型建构是一种通过对科学模型的研究来推知客体的某种性能和规律，借助模型来获取、拓展和深化对于客体的认识的科学研究方法。学生通过尝试建立模型，体验建立模型中的思维过程，领悟模型方法，从而建立有关生物学概念。
　　因此，模型建构的方法在生物学概念教学中具有重要意义。但随着信息技术的不断发展，传统的模型建构课堂已不能满足学习者的需求，新媒体教学手段的发展与应用，极大地拓展了教学的空间，丰富了课堂的教学资源和教学手段，给课堂教学带来了生动活泼的新局面。
　　其中，电子书包就是一种新型的便携式终端媒体，已逐渐成为教育信息化的重要实践之一。本文结合课堂案例，就基于电子书包的模型建构应用于高中生物概念教学的可行性展开论述。
　　一、 基于电子书包的模型建构
　　高中生物学课程中的模型建构类型主要包括：概念模型、物理模型和数学模型三大类，旨在让学生通过建立模型，理解生物学概念的本质，提升科学思维能力。传统的模型建构往往借助于实物，通过学生在现实中的动手动脑完成建构过程，该过程往往需要教师课前的精准备，在资源不够充分的情况下，学生大多数不能亲自参与其中。
　　而电子书包作为一种基于网络技术与移动设备的教与学辅助媒体，在能够提供丰富的备课和学习资源的同时，具备良好的师生互动、生生互动，个性化测评和辅导等多种教学功能。其教师端具备教师进行备课活动和课堂教学两大功能，包括课件制作、教案编写、电子学案和习题编写、资源上传和下载、资源共享与交流、课堂互动、推屏展示、作业推送、讨论投票、评价、锁屏认真听讲等。
　　教师端进行课堂展示、实验演示、习题训练、课外拓展等，还能够支持音频、视频、图片等多种类型的资源。学生端除了能提供电子课本和阅读笔记的功能外，还能提供学生学习活动过程所需的学习资源、虚拟学具、虚拟实验、支持师生互动和生生互动等。
　　基于电子书包的模型建构依托于电子平板端的电子书包所具有的资源推送和交互功能，将模型建构所需材料推送给所有学生，学生利用电子平板的触屏功能完成模型的构建构成，从而达成相关生物学概念。教师依托电子书包平台的交互功能能够全面了解学生模型建构的全过程，并开展课堂互动、课堂展示，关注学生学习的差异性，即时获得学习情况的反馈，以利于教师及时调整教与学策略，使教与学的方式兼具多样化和个性化。
　　下文以人教版高中生物必修二《DNA分子的结构》一课为例，探索基于电子书包的模型建构在概念教学中的应用。
　　二、 基于电子书包的模型建构应用于高中生物概念教学的实例
　　《DNA分子的结构》一节主要由DNA双螺旋结构模型的构建、DNA分子的结构特点以及制作DNA双螺旋结构模型三部分内容构成。重难点在于DNA分子结构的主要特点。
　　教材开篇以科学研究历程为主线，逐步呈现DNA双螺旋结构模型的要点，教师主要以DNA双螺旋结构探索历程科学史为线索，以生物学科核心素养为导向，引导学生开展基于电子书包的DNA结构的模型构建活动落实DNA分子结构的生物学概念，让学生宛如亲历科学家探索科学的过程，通过观察并分析实验现象，感受科学的魅力，自然而然地理解DNA结构的特点，最终培养学生的核心素养。
　　（一） 创设情境，渗透生命观念
　　为了激发学生的学习兴趣和探究欲望，教师运用电子书包的学习资源，借助电子平板，以生活中的DNA为灵感的作品欣赏为课堂导入，使学生在欣赏作品之美的同时感受DNA结构之美及生命之美，从而渗透生命观念，进行生命教育。最后通过问题：“DNA结构之美到底美在哪里？”学生带着问题进入DNA结构的探索之旅。
　　（二） 以电子书包平台为支撑，自主构建DNA结构模型
　　为了实现以生为本的教育理念，教师通过导学案布置课前预习任务，学生在课前对沃森和克里克探索DNA双螺旋结构的科学史进行充分解读。课堂上，学生化身课堂的主人，通过分享分析科学史，小组讨论，通过电子学案上的DNA组成元件（磷酸、脱氧核糖、碱基、化学键）地拼接移动，逐步构建出脱氧核糖核苷酸的结构、脱氧核糖核苷酸链、DNA分子的双链结构。教师借助电子书包的交互功能，了解学生模型的构建过程，最终由学生进行全班交流，展示任务成果。
　　DNA三维立体结构的构建则通过课后的实物拼接展开，课堂上教师通过教具的展示来完成DNA双螺旋结构的讲授。该环节结合了电子书包平台的虚拟模型构建和实物模型构建，最终完成了DNA双螺旋结构模型的构建。学生成了课堂的主人，提升了自身的科学问题意识、自主探究精神、分析归纳能力，呈现出了一种人人参与的课堂现象。教师则借助电子书包平台关注到个体学习的差异性，也了解了学生知识的生成过程。
　　（三） DNA分子结构的特点
　　该部分教学的展开利用了电子书包的虚拟三维模型，学生通过观察平板端的三维模型总结DNA的结构特点，并通過角色扮演，模拟DNA的双链，直观深刻地理解DNA双链的反向平行及碱基互补配对原则，并进一步尝试用数学语言描述双链中的碱基数目关系。最终通过讨论分析DNA多样性的原因，进一步深化结构与功能相适应的观点。
　　（四） 构建概念图，描述DNA分子的结构
　　结合DNA分子结构的要点，学生自主构建概念图，教师利用电子书包的图像采集分享功能进行展示，学生相互交流，描述DNA分子的结构，开展总结。
　　（五） 课堂反馈练习
　　教师利用电子书包平台的评价系统，对学生进行在线测试，学生在平板端上完成测试并提交答案后，系统自动分析统计全班同学的答题情况。教师通过数据实时了解学生的学习情况，并及时给予反馈评价，以促进学生对本节课学习结果的反思，利于学生提高学习效率和形成正确的认识。 　　三、 电子书包应用于模型建构的反思
　　《DNA分子的结构》是一节典型的模型构建课，借助基于平板的电子书包来开展模型构建活动，落实相关生物学概念，有助于学生理解概念的本质特征，将抽象的问题主观化，学生在模型建构中不断发现问题和解决问题，提升科学探究能力。当然这种课堂模式也存在若干缺陷：
　　（一） 技术上的弊端
　　学生端的电子学案制作平台有待完善，许多功能仍然无法实现，本节学生自主构建的是二维的平面模型，而DNA的結构是立体的三维模型，因此为了呈现DNA的三维结构，教师还要借助现成虚拟三维模型。如若电子书包平板端能够直接实现二维与三维的转化，将学生构建的二维模型转化为三维模型，将更加有效地提高课堂效率和节约教育资源。另外，在碱基互补配对原则的讲授上，二维模型向三维模型的转化，学生能够直观地看到A与T配对，G与C配对产生的螺旋直径相等，从而更好地理解碱基互补配对原则。
　　（二） 教学效果上
　　在新型教学模式下，学生学习的兴趣和热情较高，往往会忽略对课本知识点的记录，所以需要教师在授课过程进行提点，否则容易出现“架空课本”的现象。另外，学生接触电子平板时容易转移注意力，因此教师在授课过程中除了充分利用电子书包的“认真听讲”功能，将学生的注意力转移至课堂内外。
　　尽管电子书包平台的应用还不是十分成熟和广泛，但与传统法模型建构课堂相比，基于电子书包的模型建构课堂在实现实体教学资源简化的同时，更使模型建构活动高效、生动、有序，大大提高了课堂教学的有效性。于学生而言，新型的课堂模式能够较好地激发学生的学习热情，使学生能够积极主动地参与到模型构建中，有助于培养学生的科学问题意识、自主探究精神、分析归纳能力和评价反思能力，凸显了学习的差异性。如它能与有效的教学方法结合，根据课堂需要，适当、适量地使用，定能成为生物教学的一道风景线。
　　参考文献：
　　[1]谭永平.高中生物学新课程中的模型、模型方法及模型建构[J].生物学教学，2009（1）：10-12.
　　[2]郭海霞.电子书包动了谁的奶酪[J].教育，2010（8）：23.
　　[3]高志丽.电子书包推广的现状及应对策略[J].出版参考，2010（24）：8-9
　　作者简介：
　　郑兰萍，福建省厦门市，厦门市海沧中学。
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