“翻转课堂”下的生物学概念教学
2022-06-08
摘 要 尝试“翻转课堂”下的生物学概念教学，以寻求课堂教学时间和空间的突破，达成最佳的教学效果。基于“云教育”理念下的课前网络教学，学生可以“微视频”点播，提出“真问题”，绘制“概念图”，“翻转课堂”的课堂教学则通过有效的活动，在“体验”、“解构”和“合作”中深入学习生物学概念。
教育期刊网http://www.jyqkw.com/
关键词 翻转课堂 概念教学 生物学教学
中图分类号 G633.91 文献标识码 B
在新课程改革深入推进的当下，一种新的教学模式――“翻转课堂”悄然兴起。简单的说，“翻转课堂”就是学生课前观看教学视频、课上进行问题解决。该模式的思想源自美国的西点军校，2007年初步成型于美国“林地公园”高中，如今，美国萨尔曼?汗创立的可汗学院微课程风靡网络，让“翻转课堂”迅速成为全球教育界的热点。
高中生物“染色体变异”一节中，概念多、难度大，如“染色体组”、“单倍体育种”、“多倍体育种”等概念的学习，即使教师采用多媒体教学，效果也不甚理想。笔者所在地区的教育行政部门架构了“网络生态学习系统”，为实践“翻转课堂”提供了很好的平台。教师尝试“翻转课堂”下的生物学概念教学，寻求课堂教学时间和空间的突破，达成最佳的教学效果，不妨从“云教育”理念下的网络教学入手。
1 基于“云教育”理念下的网络教学
在信息时代，教育的边界被进一步打破，学习的地点和方式都可以发生改变，教师将教学资源推送到“网络生态学习系统”上，学生可以用便携的电子设备随时随地登陆、学习。当这个平台融入了教学、管理、交流等更多功能时，基于“云教育”理念下的课前网络教学便得以实现。
1.1 “微视频”点播，启动课前学习
这里的课前学习并不是传统的预先阅读文本，它的载体是网络共享的“微视频”。在这一节中，笔者录制了“染色体结构会出现怎样的变异”、“染色体数目会出现怎样的变异”、“有趣的多倍体和单倍体”，“三倍体西瓜是怎么来的”等多个微视频供学生点播。这些视频时长不超过5 min，短小精悍、有一定的逻辑性，与课堂教学的主题密切相关。并且学习系统中的“动态演示区”除了有教师的视频讲解，还能实时同步播放课件、板书和标注。
这种“微视频”点播的方式实现了学习的选择性。人本主义心理学家罗杰斯强调：人的本质特征就在于自觉的选择意识，学习活动也是一连串选择的集合，在选择中体现了学习者的主体性和能动性。每一个学生都有其独特的智力背景和情感背景，正是这种差异带来了不同的情感倾向和认知基础。学生点播“微视频”，可以自主选择学习内容，播放自己感兴趣的微视频;可以选择学习进程，视频的暂停、回放功能。这些为不同层次的学生留下了学习空间，缩小了认知水平的差异。
1.2 提出“真问题”，了解认知障碍
传统教学中，能当堂提出问题的学生只是少数，教师更多地是根据预设推进教学。“翻转课堂”则不同，课前学习视频后，学生有充足的时间思考并提出自己的问题，“在线互动区”就是师生之间、学生之间的网络交流平台。
在这节课中，多数学生就提出以下问题：“染色体变异中的缺失、重复和基因突变中的缺失、增添一样吗？易位和交叉互换为什么很像呢？到底什么是一个染色体组呢？单倍体育种的过程是怎样的呢……”一些羞于提问的学生则匿名留言：“染色体丢失片段能观察到吗？XY染色体是不是同源染色体？无子西瓜怎么繁殖后代呢？……”这些问题不管复杂或是简单，都是学生经过思考后提出的“真问题”。真实的问题才能反映出个体学习过程中的认知障碍，帮助教师充分掌握学情。简单的问题可以及时在线解决，减轻学生课堂认知负荷;复杂的共性问题恰恰就是教学难点，教师可以针对性地选择教学策略，组织有效的课堂教学活动。
1.3 绘制“概念图”，搭建认知图式
“翻转课堂”的课前学习不能止步于看视频、提问题。在“网络生态学习系统”平台中还有一个“作业区”，教师可以让学生尝试完成“染色体变异”的概念图（图1）。
奥苏贝尔认为，有意义学习的心理机制是同化。同化又有三种方式：下位学习、上位学习、并列结合学习。根据其“逐渐分化”理论，学生如果有良好的认知结构，那么课堂学习就可以从包摄性最高的整体性知识开始，逐渐掌握细节和内涵。概念图能帮助学生在深入学习时联系到“固着点”上去，这种下位学习的方式最有效。建构主义的“鱼牛理论”同样告诉人们：学习的起始阶段如果没有正确的认知结构，即使课堂上经历了相同的活动和探究，最后得到的结果可能是大相径庭的。
2 以“问题解决”为核心的课堂教学
“翻转课堂”的创新在课前，但关键仍在课堂。学生做好了认知的准备，提出值得探究的问题，那么在课堂中教师就应该以问题解决为核心，通过有效的活动，使学生在“体验”、“解构”和“合作”中深入学习生物学概念。
2.1 在“体验”中形成概念
抽象概念之间如果发生混淆，可能是因为符号表征时出现了相似。同样是“缺失”、“增添”，如果分别发生在DNA中和染色体中有什么差别呢？同样是“片段的转移”，易位和交叉互换又有什么区别呢？绝大多数学生在课前学习中对此疑惑不解。
笔者设计了关于染色体和DNA的模型活动：动手“去掉”DNA纸质模型中的数个碱基和染色体上的片段，对比观察这两种情况的差别;通过“移接”磁性贴模型中同源染色体之间的片段和非同源染色体之间的片段，比较“易位”和“交叉互换”的区别。学生在活动中直接感受到了这些相似概念之间的差别，从传统课堂的“旁观者”到翻转课堂的“体验者”，获得了感性材料的真切体验，才能有效的形成概念。
2.2 在“解构”中建构概念
“雄果蝇精子中的一组染色体就组成了一个染色体组”，这是课本给出的原型。究竟什么是一个“染色体组”？学生很难理解，这个概念也很难用“定义”的形式直接传递。认知心理学中的概念学习理论认为：学习者习得的概念内容包括原型、样例和核心成分。教师在概念教学中既要充分发挥原型和样例的作用，又要使之上升到准确的核心成分，才能对概念进行双层表征。 在“翻转课堂”的课堂教学中，教师应该引导学生对“染色体组”的概念原型进一步解构：果蝇的精子中有哪几条染色体？（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Y）这些染色体在形态、大小和功能上有什么特点？（各不相同）这些染色体之间是什么关系？（是非同源染色体）它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息？（是）只有提炼出这些核心成分，学生才能真正准确地建构起“染色体组”的概念。
2.3 在“合作”中探究概念
“翻转课堂”还实现了学生的人际交往发展，课堂教学不仅是一种认知活动、情感活动和实践活动，同时也是一种人际交往活动。对于难度较大的概念，教师可以组织学生进行小组合作探究。譬如“单倍体育种”和“多倍体育种”，探究可以围绕以下问题进行：单倍体（多倍体）育种的原理是什么？常用方法有哪些？这些方法优点和缺点各是什么？小组成员各自发表观点、讨论交流、思维碰撞、彼此启发、经验共享。之后，小组安排代表向全班同学做汇报发言，要条理清晰地讲出小组的观点。结束后，其他小组可以补充发言，并展开小组间的评价。对于普遍性的问题，教师可以进行必要的全班指导。
正是在合作探究、生生对话和师生互动中，“翻转课堂”让学生真正成为了学习的主人，每个学生既是知识的传播者，又是知识的接收者。这种“人人教我，我教人人”的学习方式推动着学生：要把别人教会，必须对知识进行精细加工，才能提炼出自己的观点。“翻转课堂”下的小组合作探究，不仅培养了学生与人合作共事的能力、人际交往技能，还增强了学生的集体责任感和荣誉感。
“翻转课堂”是伴随网络技术发展出现的新的教学模式，其本质是先“学”后“教”。“学”是在多维开放、网络共享的环境下开始的，“教”是在互动合作、体验探究的课堂中进行的。
信息时代下，课堂不再是获取知识的唯一场所，课本也不再是知识的唯一载体，学生乐于亲近电子终端，随时登录平台进行微视频学习，可谓是“学得积极”。“翻转课堂”的关键更在于“教得有效”，围绕问题解决，在活动体验、合作探究中让学生有效的完成认知内化和知识建构。这种教学模式下，教学内容没有减少，教学标准没有降低，学生学得主动、愉快，完全契合素质教育“减负”的精神。在教育信息化发展的过程中，“翻转课堂”必将对现有的教学模式产生影响。这种变革也许才刚刚开始，笔者将继续实践和探索下去。
参考文献：
[1] 陈琦，刘儒德主编.教育心理学[M].北京：高等教育出版社，2005.
[2] 中华人民共和国教育部，普通高中生物课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003.
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关键词 翻转课堂 概念教学 生物学教学
中图分类号 G633.91 文献标识码 B
在新课程改革深入推进的当下，一种新的教学模式――“翻转课堂”悄然兴起。简单的说，“翻转课堂”就是学生课前观看教学视频、课上进行问题解决。该模式的思想源自美国的西点军校，2007年初步成型于美国“林地公园”高中，如今，美国萨尔曼?汗创立的可汗学院微课程风靡网络，让“翻转课堂”迅速成为全球教育界的热点。
高中生物“染色体变异”一节中，概念多、难度大，如“染色体组”、“单倍体育种”、“多倍体育种”等概念的学习，即使教师采用多媒体教学，效果也不甚理想。笔者所在地区的教育行政部门架构了“网络生态学习系统”，为实践“翻转课堂”提供了很好的平台。教师尝试“翻转课堂”下的生物学概念教学，寻求课堂教学时间和空间的突破，达成最佳的教学效果，不妨从“云教育”理念下的网络教学入手。
1 基于“云教育”理念下的网络教学
在信息时代，教育的边界被进一步打破，学习的地点和方式都可以发生改变，教师将教学资源推送到“网络生态学习系统”上，学生可以用便携的电子设备随时随地登陆、学习。当这个平台融入了教学、管理、交流等更多功能时，基于“云教育”理念下的课前网络教学便得以实现。
1.1 “微视频”点播，启动课前学习
这里的课前学习并不是传统的预先阅读文本，它的载体是网络共享的“微视频”。在这一节中，笔者录制了“染色体结构会出现怎样的变异”、“染色体数目会出现怎样的变异”、“有趣的多倍体和单倍体”，“三倍体西瓜是怎么来的”等多个微视频供学生点播。这些视频时长不超过5 min，短小精悍、有一定的逻辑性，与课堂教学的主题密切相关。并且学习系统中的“动态演示区”除了有教师的视频讲解，还能实时同步播放课件、板书和标注。
这种“微视频”点播的方式实现了学习的选择性。人本主义心理学家罗杰斯强调：人的本质特征就在于自觉的选择意识，学习活动也是一连串选择的集合，在选择中体现了学习者的主体性和能动性。每一个学生都有其独特的智力背景和情感背景，正是这种差异带来了不同的情感倾向和认知基础。学生点播“微视频”，可以自主选择学习内容，播放自己感兴趣的微视频;可以选择学习进程，视频的暂停、回放功能。这些为不同层次的学生留下了学习空间，缩小了认知水平的差异。
1.2 提出“真问题”，了解认知障碍
传统教学中，能当堂提出问题的学生只是少数，教师更多地是根据预设推进教学。“翻转课堂”则不同，课前学习视频后，学生有充足的时间思考并提出自己的问题，“在线互动区”就是师生之间、学生之间的网络交流平台。
在这节课中，多数学生就提出以下问题：“染色体变异中的缺失、重复和基因突变中的缺失、增添一样吗？易位和交叉互换为什么很像呢？到底什么是一个染色体组呢？单倍体育种的过程是怎样的呢……”一些羞于提问的学生则匿名留言：“染色体丢失片段能观察到吗？XY染色体是不是同源染色体？无子西瓜怎么繁殖后代呢？……”这些问题不管复杂或是简单，都是学生经过思考后提出的“真问题”。真实的问题才能反映出个体学习过程中的认知障碍，帮助教师充分掌握学情。简单的问题可以及时在线解决，减轻学生课堂认知负荷;复杂的共性问题恰恰就是教学难点，教师可以针对性地选择教学策略，组织有效的课堂教学活动。
1.3 绘制“概念图”，搭建认知图式
“翻转课堂”的课前学习不能止步于看视频、提问题。在“网络生态学习系统”平台中还有一个“作业区”，教师可以让学生尝试完成“染色体变异”的概念图（图1）。
奥苏贝尔认为，有意义学习的心理机制是同化。同化又有三种方式：下位学习、上位学习、并列结合学习。根据其“逐渐分化”理论，学生如果有良好的认知结构，那么课堂学习就可以从包摄性最高的整体性知识开始，逐渐掌握细节和内涵。概念图能帮助学生在深入学习时联系到“固着点”上去，这种下位学习的方式最有效。建构主义的“鱼牛理论”同样告诉人们：学习的起始阶段如果没有正确的认知结构，即使课堂上经历了相同的活动和探究，最后得到的结果可能是大相径庭的。
2 以“问题解决”为核心的课堂教学
“翻转课堂”的创新在课前，但关键仍在课堂。学生做好了认知的准备，提出值得探究的问题，那么在课堂中教师就应该以问题解决为核心，通过有效的活动，使学生在“体验”、“解构”和“合作”中深入学习生物学概念。
2.1 在“体验”中形成概念
抽象概念之间如果发生混淆，可能是因为符号表征时出现了相似。同样是“缺失”、“增添”，如果分别发生在DNA中和染色体中有什么差别呢？同样是“片段的转移”，易位和交叉互换又有什么区别呢？绝大多数学生在课前学习中对此疑惑不解。
笔者设计了关于染色体和DNA的模型活动：动手“去掉”DNA纸质模型中的数个碱基和染色体上的片段，对比观察这两种情况的差别;通过“移接”磁性贴模型中同源染色体之间的片段和非同源染色体之间的片段，比较“易位”和“交叉互换”的区别。学生在活动中直接感受到了这些相似概念之间的差别，从传统课堂的“旁观者”到翻转课堂的“体验者”，获得了感性材料的真切体验，才能有效的形成概念。
2.2 在“解构”中建构概念
“雄果蝇精子中的一组染色体就组成了一个染色体组”，这是课本给出的原型。究竟什么是一个“染色体组”？学生很难理解，这个概念也很难用“定义”的形式直接传递。认知心理学中的概念学习理论认为：学习者习得的概念内容包括原型、样例和核心成分。教师在概念教学中既要充分发挥原型和样例的作用，又要使之上升到准确的核心成分，才能对概念进行双层表征。 在“翻转课堂”的课堂教学中，教师应该引导学生对“染色体组”的概念原型进一步解构：果蝇的精子中有哪几条染色体？（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Y）这些染色体在形态、大小和功能上有什么特点？（各不相同）这些染色体之间是什么关系？（是非同源染色体）它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息？（是）只有提炼出这些核心成分，学生才能真正准确地建构起“染色体组”的概念。
2.3 在“合作”中探究概念
“翻转课堂”还实现了学生的人际交往发展，课堂教学不仅是一种认知活动、情感活动和实践活动，同时也是一种人际交往活动。对于难度较大的概念，教师可以组织学生进行小组合作探究。譬如“单倍体育种”和“多倍体育种”，探究可以围绕以下问题进行：单倍体（多倍体）育种的原理是什么？常用方法有哪些？这些方法优点和缺点各是什么？小组成员各自发表观点、讨论交流、思维碰撞、彼此启发、经验共享。之后，小组安排代表向全班同学做汇报发言，要条理清晰地讲出小组的观点。结束后，其他小组可以补充发言，并展开小组间的评价。对于普遍性的问题，教师可以进行必要的全班指导。
正是在合作探究、生生对话和师生互动中，“翻转课堂”让学生真正成为了学习的主人，每个学生既是知识的传播者，又是知识的接收者。这种“人人教我，我教人人”的学习方式推动着学生：要把别人教会，必须对知识进行精细加工，才能提炼出自己的观点。“翻转课堂”下的小组合作探究，不仅培养了学生与人合作共事的能力、人际交往技能，还增强了学生的集体责任感和荣誉感。
“翻转课堂”是伴随网络技术发展出现的新的教学模式，其本质是先“学”后“教”。“学”是在多维开放、网络共享的环境下开始的，“教”是在互动合作、体验探究的课堂中进行的。
信息时代下，课堂不再是获取知识的唯一场所，课本也不再是知识的唯一载体，学生乐于亲近电子终端，随时登录平台进行微视频学习，可谓是“学得积极”。“翻转课堂”的关键更在于“教得有效”，围绕问题解决，在活动体验、合作探究中让学生有效的完成认知内化和知识建构。这种教学模式下，教学内容没有减少，教学标准没有降低，学生学得主动、愉快，完全契合素质教育“减负”的精神。在教育信息化发展的过程中，“翻转课堂”必将对现有的教学模式产生影响。这种变革也许才刚刚开始，笔者将继续实践和探索下去。
参考文献：
[1] 陈琦，刘儒德主编.教育心理学[M].北京：高等教育出版社，2005.
[2] 中华人民共和国教育部，普通高中生物课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003.