微课程在高中生物教学中的应用探析
2022-06-08
摘 要 探讨了高中生物教学中微课程教学的实际应用，分析了微课程教学的独特优势。对微课程在中学教学中的应用有一定的参考借鉴价值。
教育期刊网http://www.jyqkw.com/
关键词 微课程 微视频 微课程教学
中图分类号 G633.91 文献标识码 B
随着“可汗学院”等网络课程的开放和“颠倒的课堂”的引入，微课程已成为当前中小学教育教学改革的热点词汇。什么是微课程？其有何独特的优势？在高中生物课堂教学中如何有效应用？……这些问题都是值得一线教师学习、实践与思考的问题。
1 微课程与微课程教学
1.1 微课程与微视频
微课程是指时间在10 min以内，有明确的教学目标，内容短小，集中说明一个问题的小课程。常见的课程形式是微视频，就是借助电脑或手机、录像机等进行屏幕录像，将授课教师的屏幕演示和语音讲解录制下来，经后期编辑优化后，将之应用于教学实践活动中。随着新技术在中小学教育教学中的广泛应用，微课程的应用必将引起传统课堂教学的结构性变革。因此，微视频的设计制作与应用是现代教师必须掌握的教育技术技能。
1.2 微课程教学
所谓微课程教学，简言之，就是运用微课程的教学实践活动。与传统课堂教学相比，微课程教学需要一定的教学环境，就是网络环境（可以是无线网络，也可以是有线或局域网）和1对1的学习终端（可以是普通电脑，也可以是MP4视频播放器，最好是平板电脑）。
需要明确的是，不是所有的教学内容都需要运用微课程进行教学的。微课程的教学是基于学生的学习能力，针对教学重难点，有选择性的。微课程学习可发生在课外，即课前预习、课后复习和课外拓展等；也可以运用在课堂内，或用于情境创设，导入教学，或用于探究学习，突破重点，或用于归纳总结，构建体系。
在整个教学过程中，教师可以根据教学的需要，多次运用微课程教学。微课程教学的基本结构应是学生自主学习微课程，发现问题并提出问题；在此基础上，教师指导合作学习，交流讨论，分析问题并解决问题；最终引导学生建构知识，应用知识解决问题。
2 微课程教学的实践
2.1 微课程指导知识结构的网络建构
构建知识结构网络是单元学习后重要的教学内容，能很好地帮助学生建立知识间的逻辑关系，深入理解知识。通常，教师会利用PPT边讲解边构建。由于内容多，费时费力，学生只听不思考，没有很好地发挥构建网络的优势功能。基因工程是近年来发展起来的新兴技术，学习内容新、多、杂、细，应用面较广，学生学起来困难较大。在该单元的复习课中，笔者尝试了微课程教学，利用思维软件制作了可逐级展开的思维导图，指导学生沿着思维导图的主干，不断补充完善整个思维导图（图1）。由于数字化的导图，可逐级展开，学生可以先独立思考，再打开教师的导图学习。经过一段时间的“思维导图”微视频学习后，学生便可自己利用软件，独立完成相关知识结构的网络化建构。在课堂上，教师需要做的便是组织学生进行导图的交流与分享，同时，引导更加深入的问题探究。
2.2 微课程突破核心概念的有效学习
生物核心概念是基于众多事实的思维产物，是位于学科中心的概念性知识，是学科结构的主干部分。因此，生物核心概念的学习将有利于学生建立知识框架，理解生物学的重要观点，提高生物科学素养。如何有效开展核心概念的教学呢？美国课程专家H.Lynn Erickon提出了“概念为本的课程与教学”。她认为，教学重心应该从讲授事实转移到使用事实，帮助学生发展深层理解和有效转化知识的能力（理解力和迁移能力）。可见，教师提供丰富的事实材料，引导学生分析事实，发现规律是核心概念教学的有效方法。微课程是提供事实材料的有效方式之一。“生物进化”一节的核心概念是“生物进化的实质是种群基因频率的改变”。如何帮助学生理解“在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化”？教师需要提供怎样的事实材料引导学生思维呢？笔者选择了学生熟悉的白化现象，设计了利于学生理解的数字化问题情境。具体如下：植物中常见的白化苗是由于缺乏叶绿素，不能成活，无法留下后代。假定有一株小麦苗表现正常且携带白化基因，该株小麦自花受粉结出第1代种子，第1代种子种植后，自花受粉获得第2代种子，依此获得第3代，请运用已有的遗传学知识完成计算。
教师利用微视频录制了问题情境，同时，也录制了问题的解决过程。不同的学生有选择地运用视频进行学习。在视频的指导下，学生会发现，在世代传递过程中，通过自然选择，白化基因的频率由1/2降到1/3，依次会降为1/4、1/5，从而真正理解了自然选择定向改变基因频率，进化的方向是由自然选择决定的。
2.3 微课程强化典型例题的精讲精练
遗传病的系谱计算是高中生物教学中最常见的一类题型，且解题规律性较强。但在实际教学中，由于课堂集中授课，不同的学生接受能力有差异，学生的学习效果差异较大。如何解决这类问题，避免教师在课堂上重复教学？借助微视频录制典型例题的解题过程是很有效的方法。课后，学生可根据自身的学习情况重复观看，也可在困惑的地方暂停、思考与讨论，切实实现因材施教，差异性学习。
2.4 微课程丰富学生的拓展学习
新课程的“教材观”倡导“用教材教”，在教学中创造性地处理教材，开发教材，丰富课程资源。在“酶”一节的教学中，有一个重要的概念，即“酶的作用是加快反应速度，并不会改变反应的结果”。教材中并没有提供相关事实材料，教师在教学中往往只是通过一个现成的曲线图加以说明。学生大多是通过记忆进行学习的。在2013年江苏省课堂教学大赛中，江苏省通州中学高红梅老师的实验探究微视频，让教师、学生加深了对知识的理解。视频围绕“建构过氧化氢分解产生的氧气量与时间关系的数学模型”展开。首先，提出问题：如果一定量的过氧化氢在无催化剂的条件下分解产生的氧气量与时间的关系如图所示，那么等量的过氧化氢分别在Fe3+、过氧化氢酶的条件下分解产生的氧气量与时间的关系又是怎样？接着，要求学生提出合理的假设，并在图中画出自己的假设，构建数学模型。接下来，教师用视频展示了实验的设计、实验过程及实验现象。最后，要求学生根据观察的实验现象，对自己所建立的模型进行检验或修正。高老师的课为微视频教学用于拓展学习，提供了很好的例子。 3 微课程教学的反思
3.1 微课程教学变革课堂教学结构
目前，高中生物的教学方法有讲授法、实验法、发现法、探究法、课题研究、合作学习等。虽然教学方法很多，但基本的教学结构是基于教师中心、教材中心和课堂中心的“先教后练”，即课堂内知识讲解，课后完成作业。其弊端是学生在家完成作业过程时需要克服学习中的重点、难点，而此时教师往往并不在现场。而学生间的学习能力存在很大的差异性，在一对多的教学体系下，传统的教学模式很难关照到这些差异性。另外学生处于被动的学习状态，难以培养学习兴趣，提升高级思维能力。微课程教学改变了课堂教学结构，实现了真正的“先学后教”。这样的教学把知识传授的过程放在了教室外，赋予学生更多的空间，而知识内化的过程放在教室内，以便学生之间、学生和教师之间有更多的沟通和交流。夸美纽斯在《大教学论》中留下这样一段话：《大教学论》的主要目的在于寻求并找出一种教学的方法，使教员少教，学生多学；使学校少些喧嚣、厌恶和无益的劳苦，多些闲暇、快乐和坚实的进步”。微课程教学似乎可以帮助教师实现这样的理想。
3.2 微课程教学推动学生个性化学习
课前学生利用微视频学习时，可以根据自己的理解程度，反复观看，可以多次暂停、倒带、做笔记或阅读。课堂上，教师可以通过小组辅导、1对1教学等方式，帮助第一位学生理解教学内容。根据“学习金字塔”理论（图2），微课程教学给学生更多的看、听、说、做的空间，可以更好地实现个性化学习，更好地提升学习效率。
随着网络环境与数字技术的发展，知识和信息的传播途径变得更为广泛，传播方式更为快捷，传播速率更为高效，数字化学习将成为适应未来社会重要的学习方式。因此，培养学生良好的数字化学习习惯，也应成为教师教学的一个部分。在日常的教学中，教师适时运用微视频进行教学，有利于学生逐步养成视频阅读与实践探究等学习习惯。
3.4 微课程教学有利于资源的优化与共享
微视频是教师选择教学重点和难点，精心设计与录制，并经过后期编辑与优化的，供学生自主学习的教学内容，也是很好的数字化学习资源。教师持续地、有计划地制作微视频，并在教学中不断运用与改进，最终能促成微视频学习资源库的建立，更好地实现资源共享。
3.5 微课程教学有促进教师的教学创新
微视频最大的优点就是“短、快、精”。设计与制作微视频的过程需要教师研究课标，钻研教材，了解学生，用简洁的语言、清晰的思路、细致的图示完成教学。同时，微课程在教学过程中的合理运用，对教师也是一个新的挑战，能激发教师的教学热情，创新教学，提升教学研究能力。
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关键词 微课程 微视频 微课程教学
中图分类号 G633.91 文献标识码 B
随着“可汗学院”等网络课程的开放和“颠倒的课堂”的引入，微课程已成为当前中小学教育教学改革的热点词汇。什么是微课程？其有何独特的优势？在高中生物课堂教学中如何有效应用？……这些问题都是值得一线教师学习、实践与思考的问题。
1 微课程与微课程教学
1.1 微课程与微视频
微课程是指时间在10 min以内，有明确的教学目标，内容短小，集中说明一个问题的小课程。常见的课程形式是微视频，就是借助电脑或手机、录像机等进行屏幕录像，将授课教师的屏幕演示和语音讲解录制下来，经后期编辑优化后，将之应用于教学实践活动中。随着新技术在中小学教育教学中的广泛应用，微课程的应用必将引起传统课堂教学的结构性变革。因此，微视频的设计制作与应用是现代教师必须掌握的教育技术技能。
1.2 微课程教学
所谓微课程教学，简言之，就是运用微课程的教学实践活动。与传统课堂教学相比，微课程教学需要一定的教学环境，就是网络环境（可以是无线网络，也可以是有线或局域网）和1对1的学习终端（可以是普通电脑，也可以是MP4视频播放器，最好是平板电脑）。
需要明确的是，不是所有的教学内容都需要运用微课程进行教学的。微课程的教学是基于学生的学习能力，针对教学重难点，有选择性的。微课程学习可发生在课外，即课前预习、课后复习和课外拓展等；也可以运用在课堂内，或用于情境创设，导入教学，或用于探究学习，突破重点，或用于归纳总结，构建体系。
在整个教学过程中，教师可以根据教学的需要，多次运用微课程教学。微课程教学的基本结构应是学生自主学习微课程，发现问题并提出问题；在此基础上，教师指导合作学习，交流讨论，分析问题并解决问题；最终引导学生建构知识，应用知识解决问题。
2 微课程教学的实践
2.1 微课程指导知识结构的网络建构
构建知识结构网络是单元学习后重要的教学内容，能很好地帮助学生建立知识间的逻辑关系，深入理解知识。通常，教师会利用PPT边讲解边构建。由于内容多，费时费力，学生只听不思考，没有很好地发挥构建网络的优势功能。基因工程是近年来发展起来的新兴技术，学习内容新、多、杂、细，应用面较广，学生学起来困难较大。在该单元的复习课中，笔者尝试了微课程教学，利用思维软件制作了可逐级展开的思维导图，指导学生沿着思维导图的主干，不断补充完善整个思维导图（图1）。由于数字化的导图，可逐级展开，学生可以先独立思考，再打开教师的导图学习。经过一段时间的“思维导图”微视频学习后，学生便可自己利用软件，独立完成相关知识结构的网络化建构。在课堂上，教师需要做的便是组织学生进行导图的交流与分享，同时，引导更加深入的问题探究。
2.2 微课程突破核心概念的有效学习
生物核心概念是基于众多事实的思维产物，是位于学科中心的概念性知识，是学科结构的主干部分。因此，生物核心概念的学习将有利于学生建立知识框架，理解生物学的重要观点，提高生物科学素养。如何有效开展核心概念的教学呢？美国课程专家H.Lynn Erickon提出了“概念为本的课程与教学”。她认为，教学重心应该从讲授事实转移到使用事实，帮助学生发展深层理解和有效转化知识的能力（理解力和迁移能力）。可见，教师提供丰富的事实材料，引导学生分析事实，发现规律是核心概念教学的有效方法。微课程是提供事实材料的有效方式之一。“生物进化”一节的核心概念是“生物进化的实质是种群基因频率的改变”。如何帮助学生理解“在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化”？教师需要提供怎样的事实材料引导学生思维呢？笔者选择了学生熟悉的白化现象，设计了利于学生理解的数字化问题情境。具体如下：植物中常见的白化苗是由于缺乏叶绿素，不能成活，无法留下后代。假定有一株小麦苗表现正常且携带白化基因，该株小麦自花受粉结出第1代种子，第1代种子种植后，自花受粉获得第2代种子，依此获得第3代，请运用已有的遗传学知识完成计算。
教师利用微视频录制了问题情境，同时，也录制了问题的解决过程。不同的学生有选择地运用视频进行学习。在视频的指导下，学生会发现，在世代传递过程中，通过自然选择，白化基因的频率由1/2降到1/3，依次会降为1/4、1/5，从而真正理解了自然选择定向改变基因频率，进化的方向是由自然选择决定的。
2.3 微课程强化典型例题的精讲精练
遗传病的系谱计算是高中生物教学中最常见的一类题型，且解题规律性较强。但在实际教学中，由于课堂集中授课，不同的学生接受能力有差异，学生的学习效果差异较大。如何解决这类问题，避免教师在课堂上重复教学？借助微视频录制典型例题的解题过程是很有效的方法。课后，学生可根据自身的学习情况重复观看，也可在困惑的地方暂停、思考与讨论，切实实现因材施教，差异性学习。
2.4 微课程丰富学生的拓展学习
新课程的“教材观”倡导“用教材教”，在教学中创造性地处理教材，开发教材，丰富课程资源。在“酶”一节的教学中，有一个重要的概念，即“酶的作用是加快反应速度，并不会改变反应的结果”。教材中并没有提供相关事实材料，教师在教学中往往只是通过一个现成的曲线图加以说明。学生大多是通过记忆进行学习的。在2013年江苏省课堂教学大赛中，江苏省通州中学高红梅老师的实验探究微视频，让教师、学生加深了对知识的理解。视频围绕“建构过氧化氢分解产生的氧气量与时间关系的数学模型”展开。首先，提出问题：如果一定量的过氧化氢在无催化剂的条件下分解产生的氧气量与时间的关系如图所示，那么等量的过氧化氢分别在Fe3+、过氧化氢酶的条件下分解产生的氧气量与时间的关系又是怎样？接着，要求学生提出合理的假设，并在图中画出自己的假设，构建数学模型。接下来，教师用视频展示了实验的设计、实验过程及实验现象。最后，要求学生根据观察的实验现象，对自己所建立的模型进行检验或修正。高老师的课为微视频教学用于拓展学习，提供了很好的例子。 3 微课程教学的反思
3.1 微课程教学变革课堂教学结构
目前，高中生物的教学方法有讲授法、实验法、发现法、探究法、课题研究、合作学习等。虽然教学方法很多，但基本的教学结构是基于教师中心、教材中心和课堂中心的“先教后练”，即课堂内知识讲解，课后完成作业。其弊端是学生在家完成作业过程时需要克服学习中的重点、难点，而此时教师往往并不在现场。而学生间的学习能力存在很大的差异性，在一对多的教学体系下，传统的教学模式很难关照到这些差异性。另外学生处于被动的学习状态，难以培养学习兴趣，提升高级思维能力。微课程教学改变了课堂教学结构，实现了真正的“先学后教”。这样的教学把知识传授的过程放在了教室外，赋予学生更多的空间，而知识内化的过程放在教室内，以便学生之间、学生和教师之间有更多的沟通和交流。夸美纽斯在《大教学论》中留下这样一段话：《大教学论》的主要目的在于寻求并找出一种教学的方法，使教员少教，学生多学；使学校少些喧嚣、厌恶和无益的劳苦，多些闲暇、快乐和坚实的进步”。微课程教学似乎可以帮助教师实现这样的理想。
3.2 微课程教学推动学生个性化学习
课前学生利用微视频学习时，可以根据自己的理解程度，反复观看，可以多次暂停、倒带、做笔记或阅读。课堂上，教师可以通过小组辅导、1对1教学等方式，帮助第一位学生理解教学内容。根据“学习金字塔”理论（图2），微课程教学给学生更多的看、听、说、做的空间，可以更好地实现个性化学习，更好地提升学习效率。
随着网络环境与数字技术的发展，知识和信息的传播途径变得更为广泛，传播方式更为快捷，传播速率更为高效，数字化学习将成为适应未来社会重要的学习方式。因此，培养学生良好的数字化学习习惯，也应成为教师教学的一个部分。在日常的教学中，教师适时运用微视频进行教学，有利于学生逐步养成视频阅读与实践探究等学习习惯。
3.4 微课程教学有利于资源的优化与共享
微视频是教师选择教学重点和难点，精心设计与录制，并经过后期编辑与优化的，供学生自主学习的教学内容，也是很好的数字化学习资源。教师持续地、有计划地制作微视频，并在教学中不断运用与改进，最终能促成微视频学习资源库的建立，更好地实现资源共享。
3.5 微课程教学有促进教师的教学创新
微视频最大的优点就是“短、快、精”。设计与制作微视频的过程需要教师研究课标，钻研教材，了解学生，用简洁的语言、清晰的思路、细致的图示完成教学。同时，微课程在教学过程中的合理运用，对教师也是一个新的挑战，能激发教师的教学热情，创新教学，提升教学研究能力。