基于移动终端的微课程系统设计

周苑 孙宁 张一蕙

创新整合点

《植物生长素的发现》一课作为基于微视频资源的翻转课堂课例，由课前自主学习和课堂协作探究组成。首先，教师利用微信公众平台向学生推送微视频，再现达尔文、詹森、拜尔、温特等科学家对植物向光性研究的经典实验。然后，在自主学习任务单的引领下，通过问题引导、任务驱动，让学生利用智能手机移动终端展开个性化学习，理解科学的本质和科学研究的方法。课堂学习围绕学生自主学习的过程中向微信公众平台推送的典型问题设计，在基于真实情境的探究问题引领下展开对植物向光性原因的探究活动，然后利用智能手机与希沃授课助手配合展示小组的合作学习成果—接受质疑—做出阐释，最终实现内化知识拓展能力的课堂学习目标。整个课程的实施过程都是利用移动终端使信息技术与学科教学有机整合，培养了学生的批判精神和创新意识，促进核心素养落地。

教材分析

《植物生长素的发现》是人教版生物必修3第3章第1节的内容，参考课时为1课时，与后续植物激素的生理作用以及生产生活实践联系紧密。教材以科学家对植物向光性的研究为情境脉络展开，再现达尔文、詹森、拜尔、温特等科学家的经典实验。它隐含着科学研究的步骤和方法，体现了人们对科学理论的认识过程，是培养学生科学研究能力的很好的载体。

学情分析

经过之前的学习，学生对植物向光生长这一自然界普遍存在的现象并不陌生，对生物实验中应遵循的原则和注意事项已有所了解。但是，学生对植物向光性的原因还不清楚，对实验的严谨性分析还没有系统的学习。所以，本节微课程系统设计将技术融入学与教之中，用计算机模拟科学发现过程，通过分析经典实验来体验科学的严谨性及科学发现之美，来培养学生发现问题、解决问题的能力，从而体会科学家不懈的探索精神。学生对智能手机的娴熟使用为课前利用微视频进行自主学习提供了强有力的支持，解决了课堂时空的限制，融视听于一体。这样，在问题引导、任务驱动下，学生基本都能达成课前自主学习目标，为微课堂的深度学习奠定了基础。

教学目标

《植物向光性的研究》一课作为基于移动终端的翻转课堂课例，由课前自主学习和课堂协作探究组成。

1.课前自主学习目标

①通过观看微视频、阅读教材第46～47页，完成学习任务1、2、3、4、5，了解詹森、拜尔、温特、郭葛等科学家的实验过程及结论。

②能发现达尔文、詹森所做实验中的不足之处，养成理性思维的习惯，形成批判精神和创新意识。

③能通过分析科学家的实验结论理解植物向光生长的原因。

2.课堂学习目标

①能够评价科学家的实验过程及结论，针对科学家实验的漏洞，创意出具有说服力的解决方案，训练逻辑思维的严密性。

②通过探究植物向光性的原因，掌握科学探究的方法。

③在协作探究的过程中逐渐达成对生长素的产生、运输和作用机理的了解和内化。

教学过程

1.课前自主学习

学生在自主学习任务单的引领下，利用智能手机等移动终端进行课前自主学习。为了达成课前自主学习目标，我们在课前自主学习任务单中设计了如下的学习任务：

①通过观看《达尔文的实验发现》微视频、阅读教材第46页相关内容，回答下列问题：达尔文的实验推论是什么？达尔文是否验证了自己的假说？

②通过观看《詹森和拜尔的实验》微视频，阅读教材第47页相关内容，回答下列问题：詹森的实验结论是什么？能否验证达尔文的推论？

③通过观看《詹森和拜尔的实验》微视频，阅读教材第47页的相关内容，完成下列问题：a.没有了单侧光，胚芽鞘还会发生弯曲？由此能得出什么结论？b.拜尔的结论实验结论是什么？

为了帮助学生顺利完成上述学习任务，我们录制了相应的微视频辅助学习。视频的内容主要包括达尔文、詹森、拜尔、温特等科学家发现生长素的相关实验及结论，短时间内再现了科学家的实验探究过程，使抽象问题具体化。

学生通过观看微视频、阅读教材相关内容，不断地解决任务单上的问题，完成相应的学习任务，最终达成课前自主学习目标。

移动终端使学生摆脱课堂时空的限制，按照自己的方法和步骤去学习，实现个性化学习。无论学生处于什么样的智力水平，只要没有病理因素的影响，都能掌握基本概念、原理、方法所包含的意义，发现达尔文、詹森所做实验中的不足之处，养成理性思维的习惯，形成批判精神和创新意识，并能够通过分析科学家的实验结论理解植物向光生长的原因，为课堂的深度学习奠定基础、扫清障碍。

2.课堂协作学习

环节一 ：课始检测 基础回顾

①图1中哪组实验可用于探究植物胚芽鞘感受单侧光刺激的部位？

A.①② B.①③

C.②③ D.③④

②上页图2所示4个实验中燕麦胚芽鞘能继续伸长生长的是（ ）。

A.①③ B.①②

C.①④ D.②③

③下面是生长素发現过程中的部分实验示意图（如上页图3），下列说法错误的是（ ）。

A.实验一是达尔文的两组相互对照实验，证明了感受单侧光刺激的是胚芽鞘尖端，而不是尖端以下。

B.实验二是鲍森·詹森的实验，证明胚芽鞘尖端产生的“影响”可以通过琼脂片传递给下部，将琼脂片换成云母片不能达到实验目的。

C.实验三是拜尔的实验，证明胚芽鞘尖端产生的“影响”在其下部分布不均匀会造成胚芽鞘的弯曲生长，此实验必须在黑暗下进行。

D.实验四是温特的实验，证明琼脂块中的生长素进入去掉尖端胚芽鞘的方式是主动运输，若要达到实验目的还需增加一对照组。

课始检测的目的并不是查缺补漏，与“课前自主学习任务单”给出的学习任务相关联，主要目的是夯实基础，体验学习成就感，对课前自主学习内容进行简单回顾，使学生能够有所准备，满怀信心和期待地投入到内化知识、拓展能力的课堂深度学习中。

环节二：展示问题 头脑风暴

集中展示学生自主学习过程中在微信公共平台提出的最具代表性的问题：①达尔文是否验证了自己的推论？②詹森的实验中用琼脂块将尖端和尖端下部隔开的目的是什么？詹森的实验是否存在漏洞？

学生首先围绕“达尔文是否验证了自己的推论”展开头脑风暴。因为解决上述问题是为了满足自己的学习需求，所以学生的积极性强、参与度高。他们畅所欲言、观点碰撞、智慧共享，很快认同达尔文实验的不足之处，掌握了实验设计的步骤和方法。有了这样的理论基础，学生敏锐地意识到詹森实验的漏洞，为接下来创意严谨的实验方案奠定了基础。

环节三：协作探究 完善方案

适时地抛出下面的问题：怎样利用图示的实验材料（PPT展示相应的图片素材）设计方案，完善詹森的实验？问题驱动使学生情不自禁地积极思考，全身心地投入到实验方案的设计当中。然后学生以小组为单位进行研讨，争先恐后地表达自己的创意和解决方案，在协作探究的过程中形成严谨的实验方案。这一过程培养了学生的批判精神和创新意识，使他们对詹森的实验有了深刻理解和内化。

环节四：展示交流 思维碰撞

通过智能手机与希沃授课助手配合在大屏幕直观呈现各个小组的实验方案（如图4），并在仔细比对的同时对实验方案进行质疑评价。这个时候各个小组派代表针对同学的质疑进行相应的阐释，全班学生都在仔细聆听审视。这一过程很容易暴露学生的知识漏洞并发现新的问题，引发一波未平一波又起的探究活动，不断使实验方案得到完善，逐步趋于成熟。这一过程促进了学生思维的发展，实现了知识要素的迁移和多重连接，最终使学生掌握了科学实验的设计步骤和方法，同时这也为接下来的课堂协作探究作了必要的阶梯型的知识储备，再次展示了移动终端在课程实施过程中的巨大魅力。

环节五：协作探究 内化知识

坚实的理论依据为接下来的基于真实情境的探究问题引导课堂教学方式创新奠定了基础。科学史上对植物弯向光源生长的原因一直存在争议。那么胚芽鞘弯向光源生长的主要原因是单侧光照使向光侧的生长素分解了还是转移到了背光侧？带着这样的来自真实情境的问题，学生以小组为单位进行协作探究，利用教师提供的模型教具设计对照实验，并将自己的实验设计思路呈现在展示板上分享交流。然后，教师利用移动终端将各种情况分别展示，使学生们脑洞大开，迸发出更多的设计思路和灵感。用“以学为主”的课堂取代“以讲为主”的课堂，实现了课前自主学习、课堂协作学习及微视频三大模块导学一体的教学模式。

环节六：生成作品 拓展能力

布置课后作业：完成自己的盆景造型作品，说出设计依据。

教学反思

本节课首先围绕学生课前自主学习中发现的问题“达尔文是否验证了自己的推论”展开头脑风暴，紧接着对詹森实验的严谨性进行了重新审视。自主学习过程中普遍存在的问题使问题取向更加具有针对性，有助于引发学生的关注和积极思考，更加满足学生的学习需求，极大地调动了学生的积极性和参与热情。这一过程能够呼唤学生的灵光闪现，出现观点碰撞，实现智慧共享，使他们在重新审视达尔文和詹森实验的同时充分认识实验的不足之处，在不知不觉中掌握生物实验设计的步骤和方法，为进一步的实验探究活动奠定基础。让学生体验发现生长素的过程和方法，及科学家不懈的探索精神，明白科学是严谨的，来不得半点马虎。同时，培养了学生的批判精神和创新意识，促进核心素养落地。

来自真实情境的探究主题“胚芽鞘弯向光源生长的主要原因是单侧光照使向光侧的生长素分解了还是转移到了背光侧”引导的课堂协作探究活动将课堂协作学习推向高潮。为了达到对植物相关性生长的原因的深刻理解和认知，掌握生长素的产生、运输及作用机理，课前对学生活动进行了充分的预设，精心准备了模型道具。學生拿着模型道具进行实验探究的过程更加投入和直观，思维始终处于兴奋活跃状态，有效助推了学生认知水平的发展，完成课堂学习目标。

利用移动终端对学生发现的问题和实验设计方案进行了展示，利用模型道具对学生的协作探究结果也进行了充分的展示。在不断地展示、接受质疑的过程中进行了有效的教学评价，使生生评价、师生评价贯穿整个教学活动的始终。最后学生在不断接受质疑作出阐释的过程中循序渐进地获取新知，提高了能力。

设计亮点

设计课前自主学习任务单指导学生课前自主学习，使学生摆脱了课堂有限时间和空间的限制，利用移动终端在微视频的帮助下按照自己的步骤和方法去学习，基本都能了解达尔文、詹森、拜尔、温特及郭葛等科学家的实验过程及结论。同时发现问题，为课堂的进一步协作探究活动奠定基础。课堂教学中基于课前自主学习中发现的问题而展开的协作探究活动，实现已有知识的的重组和不断访问、知识要素的迁移和多重链接，并利用移动终端展示自己的学习成果，使学生在不断的“展示—质疑—阐释”中内化知识、拓展能力，发展核心素养；基于真实情境的探究问题引导课堂教学方式创新，使学生具备能够运用植物的向光性原理解决生产生活中实际问题的能力。