基于微課程資源的混合式學(xué)習(xí)模式在生物學(xué)教學(xué)中的運用

陶明鳳+謝虎成

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代是一個“微”時代，網(wǎng)絡(luò)逐步成為學(xué)生學(xué)習(xí)必不可少的條件，數(shù)字化環(huán)境下的在線學(xué)習(xí)、移動學(xué)習(xí)和泛在學(xué)習(xí)所流轉(zhuǎn)的主要是碎片化的“微信息”，這種學(xué)習(xí)方式大有取代傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式而成為主流的趨勢。數(shù)字化學(xué)習(xí)資源給學(xué)習(xí)者帶來便捷的同時，也深埋著隱患，圖文并茂的海量信息可能使學(xué)生在知識的海洋中“溺亡”，而碎片化閱讀則容易造成淺表性理解。如何消除這些隱患，利用數(shù)字化環(huán)境來促進學(xué)生深度學(xué)習(xí)，是新形勢下教師必須面對的難題。教師合理利用微課程資源，將線上學(xué)習(xí)與線下學(xué)習(xí)、個人學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)等多種學(xué)習(xí)方式優(yōu)化整合，建構(gòu)混合式學(xué)習(xí)模式，是解決上述矛盾的有效方法。下面以“蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者”一節(jié)為例加以說明。

1 優(yōu)化整合微資源

微課程資源指以微課、微視頻、微文本、微練習(xí)等形式存在的課程資源，它們以短小精悍和靈活為特征，在現(xiàn)代學(xué)習(xí)領(lǐng)域中有著獨特的地位。不同的資源其價值和作用各不相同，如果不加區(qū)別、不加選擇，會泛濫成災(zāi)。

1.1 微課

微課是指微課件加教師的講解錄制成的微型教學(xué)視頻，是一種半結(jié)構(gòu)化的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源。微課主題突出，特別適合于基本概念或單個知識點的學(xué)習(xí)。

在“蛋白質(zhì)”這一節(jié)里，氨基酸是一個基礎(chǔ)性概念。這個概念的理解對于蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性有著重要的作用。但是學(xué)生在此前幾乎沒有學(xué)過有機物的知識，對于化學(xué)鍵、共價鍵的知識也是一片空白，理解氨基酸有較大的困難。將氨基酸的知識制作成微課，可以幫助學(xué)生有效地克服這一難題。

在“氨基酸”的微課，筆者設(shè)計了三條主線：① 有機物和基團，沿著無機酸→有機酸（-COOH）、氨氣（NH3）→氨基（-NH2）的順序揭開有機物的面紗，為理解氨基酸奠定基礎(chǔ)；② 從原子結(jié)構(gòu)和離子健、共價鍵講起，將甲烷中的氫一個一個地取代，步步引申，得到甘氨酸：C原子結(jié)構(gòu)→CH4→CH3-COOH→NH2-CH2-COOH，再進一步講其他的氨基酸，這樣循序漸進，便于學(xué)生掌握氨基酸的結(jié)構(gòu)特點；③ 著重講解空間結(jié)構(gòu)，從甲烷的正四面體空間結(jié)構(gòu)開始類推，展示甘氨酸的空間結(jié)構(gòu)圖，再擴展到其他氨基酸的空間結(jié)構(gòu)，為下一步學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)埋下伏筆。

1.2 微動畫

微動畫的特點是可以把靜態(tài)的知識表征形式轉(zhuǎn)變成為動態(tài)，對于促進學(xué)生對生物學(xué)的反應(yīng)機理和生理過程的理解更為明顯。對于氨基酸脫水縮合的反應(yīng)（圖1），學(xué)生常常無法理解化學(xué)健是如何斷裂的，新的化學(xué)鍵是如何生成的。教師將這個過程做成動畫，再配以相應(yīng)的解說，讓學(xué)生直觀地“看到”鍵的斷裂與生成，使“微觀”過程“宏觀”化，這一反應(yīng)的過程和機理就一清二楚了。

1.3 微視頻

微視頻的特點是利用可視化技術(shù)，生動有趣地表達(dá)生物學(xué)的事實、概念和原理，符合學(xué)生的認(rèn)知特點，可以調(diào)動學(xué)生的情感參與，使其理解空間結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生想象力。

對于蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，學(xué)生理解起來存在較大的困難。教師用視頻，從不同的角度來展示蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，立體感強，大大增強了直觀效果，降低了理解的難度。

1.4 微練習(xí)

每個學(xué)習(xí)任務(wù)后面，配1～3道練習(xí)題。這些練習(xí)與常規(guī)意義上以訓(xùn)練應(yīng)試能力為目的的練習(xí)不同，旨在讓學(xué)生自我診斷學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握程度。如在“氨基酸”微課中的微練習(xí)：

（1） 下列分子中，與構(gòu)成生物體的蛋白質(zhì)的氨基酸分子式不相符的是（ ）

學(xué)生能回答這一道題，就基本掌握了氨基酸的結(jié)構(gòu)特點的要點。

1.5 微資料

微資料主要是以文本信息儲存與學(xué)習(xí)內(nèi)容有關(guān)的拓展性知識，以超鏈接的方式連接。它的作用是拓展學(xué)生的知識視野，幫助學(xué)生把零碎的知識整理聯(lián)系在一起，形成良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。本節(jié)課提供的微資料有：① 氨基酸的結(jié)構(gòu)式、分類；② 必需氨基酸；③ 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與分類；④ 蛋白質(zhì)的變性。微資料不屬于必學(xué)性內(nèi)容，不要求所有學(xué)生都要掌握，適合于學(xué)有余力的學(xué)生課后使用。

2 混合式學(xué)習(xí)模式建構(gòu)

微課程資源表征知識的方式契合了當(dāng)代學(xué)生多元化的學(xué)習(xí)方式，顛覆了傳統(tǒng)的線性學(xué)習(xí)方式。從學(xué)習(xí)時間來看，有課前、課中、課后學(xué)習(xí)；從學(xué)習(xí)方式來看，有個人獨立學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)；從學(xué)習(xí)類型來看，有線上學(xué)習(xí)、線下學(xué)習(xí)?；旌闲蛯W(xué)習(xí)模式成為數(shù)字化環(huán)境下學(xué)習(xí)方式的必然選擇。但是各種學(xué)習(xí)方式必須與學(xué)習(xí)資源配套，加以優(yōu)化組合，不然就會無序而嚴(yán)重影響學(xué)習(xí)效率?！暗鞍踪|(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者”一節(jié)的教學(xué)流程和組合式見表1。

2.1 課前學(xué)習(xí)、課中學(xué)習(xí)、課后學(xué)習(xí)

傳統(tǒng)課堂要求學(xué)生學(xué)習(xí)每個知識點時都齊步走，理論上說不通，實踐中也行不通。學(xué)生的基礎(chǔ)不同，學(xué)習(xí)習(xí)慣不同，對不同的知識敏感性不同，理解和領(lǐng)悟知識的效率有很大的區(qū)別，學(xué)習(xí)的進度自然不同。如前所述，氨基酸的知識是這節(jié)課的難點之一，也是學(xué)生學(xué)習(xí)進度差異最大的知識點。有的學(xué)生很快就理解了，而有的學(xué)生要花較長的時間才能弄明白。教師將關(guān)于氨基酸的內(nèi)容錄制成微課，讓學(xué)生課前自學(xué)，能夠較好地解決學(xué)習(xí)進度不一致的矛盾。

課堂仍然是學(xué)習(xí)的主戰(zhàn)場，重點內(nèi)容仍然應(yīng)該在課堂上學(xué)習(xí)完成，如本節(jié)中蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)的多樣性等知識。課后學(xué)習(xí)主要是對知識的梳理和運用，以使學(xué)生形成完整的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。本節(jié)課安排的課后學(xué)習(xí)是微練習(xí)——畫概念圖，把本節(jié)課中出現(xiàn)的概念：氨基酸、多肽、肽鏈、蛋白質(zhì)、脫水縮合、肽鍵等用概念圖表示出來。

2.2 個人學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)

有些學(xué)習(xí)內(nèi)容適合于學(xué)生自學(xué)。學(xué)生只有靜以閱讀、思考，冥思苦索才能理解，如氨基酸的知識。所以教師安排學(xué)生在課前自學(xué)。課堂的多數(shù)時間也主要以個人學(xué)習(xí)為主，學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)資源學(xué)生自主選擇，學(xué)習(xí)進度可以隨個人的學(xué)習(xí)能力進行調(diào)整。網(wǎng)絡(luò)平臺給個人學(xué)習(xí)帶來了更多的自由，合作學(xué)習(xí)形式多樣，可以是線上合作，也可以是線下合作，不懂的問題可以問老師、可以問同學(xué)，還可以在網(wǎng)絡(luò)上搜索。討論的方式也多樣化了，可以線上討論，也可以線下討論，網(wǎng)絡(luò)平臺給個人更多發(fā)言的機會、更平等的交流空間，學(xué)生表達(dá)時更容易大膽地說出自己的想法。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性就適合進行小組合作學(xué)習(xí)。哪些可能性使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)具有多樣性？這些多樣性的原因中間哪一種是最主要的原因？學(xué)生分享彼此的觀點，并從別人的發(fā)言中得到啟發(fā)，調(diào)整自己的視角。endprint

2.3 線上學(xué)習(xí)與線下學(xué)習(xí)

線上集中閱讀和思考，積累知識和問題，線下更多的時間用于討論和交流，有利于促成學(xué)生對知識的深度理解和意義建構(gòu)。教師要善于在學(xué)生線上學(xué)習(xí)所提出的問題中篩選出有價值的問題，組織學(xué)生討論，把學(xué)習(xí)引向深入。本節(jié)課中關(guān)于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的問題，就是從學(xué)生提問中篩選出來的。

多種學(xué)習(xí)方式合理組合，才能消解微課本身孤立、零碎、割裂的致命弱點，增加理解的深度，使知識系統(tǒng)化。本節(jié)課最關(guān)鍵的問題是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性原因包括組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類不同、數(shù)量不同、排列順序不同以及蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同。這4種原因中，哪一種是最主要的原因？學(xué)生通過線下討論，最后形成了一致意見“氨基酸的排列順序是最主要的原因”。蛋白質(zhì)的氨基酸種類不同、數(shù)量不同都會直接導(dǎo)致氨基酸的排列順序不同，而氨基酸的排列順序又直接影響著蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)。

多種學(xué)習(xí)方式不僅僅體現(xiàn)在以上幾種方式的組合，還體現(xiàn)在具體學(xué)習(xí)方法的選擇上。針對氨基酸的排列方式是如何決定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性的，分組學(xué)習(xí)時，不同組分別選擇了不同的模擬方法：

① 用20種不同的形狀模擬氨基酸進行排列。

② 用20種字母模擬氨基酸進行排列：

③ 4個學(xué)生分別代表不同的氨基酸，手牽手代表脫水縮合，變換排列的位置代表不同的多肽。

④ 用數(shù)學(xué)方法進行計算。

如果某蛋白質(zhì)由100個氨基酸組成，而氨基酸有20種，理論上這個蛋白質(zhì)中氨基酸可能的排列方式有20100種，這無疑是一個天文數(shù)字。

無論哪種方法，都能較好地幫助理解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因，而不同的方法又適合于不同思維方式和學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)生。

3 混合式學(xué)習(xí)的監(jiān)控與調(diào)節(jié)

3.1 下發(fā)學(xué)習(xí)任務(wù)單，保證學(xué)習(xí)效率

基于微課程資源的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)并不是放任自流，教師要編制學(xué)習(xí)任務(wù)單，詳細(xì)列出學(xué)習(xí)的過程性任務(wù)，明確哪一些是必學(xué)、哪一些是選學(xué)，哪一些是必做、哪一些是選做。教師及時巡視與檢查，保證學(xué)習(xí)進度，也保證優(yōu)先學(xué)習(xí)必學(xué)內(nèi)容。

3.2 運用現(xiàn)代技術(shù)驅(qū)動學(xué)習(xí)

在基于微課程資源的學(xué)習(xí)中，微課程資源本身就是推動學(xué)習(xí)的動力，在技術(shù)上也設(shè)置了驅(qū)動機制。如每一個知識點的微練習(xí)后面，都設(shè)置了關(guān)卡：通過，則進入下一學(xué)習(xí)任務(wù)；不通過，可以進行二次學(xué)習(xí)；也可以點擊解析，理解了學(xué)習(xí)內(nèi)容再進入下一個學(xué)習(xí)任務(wù)；還可以網(wǎng)上提問尋求幫助。通過后還有適當(dāng)?shù)莫剟钤O(shè)置，這樣不斷地驅(qū)動學(xué)習(xí)過程的行進。

3.3 學(xué)習(xí)的選擇性和選擇權(quán)

在學(xué)習(xí)資源的選擇上，學(xué)生可以選擇網(wǎng)絡(luò)平臺學(xué)習(xí)，也可以選擇教材文本學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)程序的選擇上，教師充分考慮到學(xué)習(xí)的個性化因素，針對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，制做了兩個視頻：① “分總式”：氨基酸（脫水綜合）→二肽→多肽→肽鏈→蛋白質(zhì)（空間結(jié)構(gòu)）；② “總分式”：蛋白質(zhì)（空間結(jié)構(gòu)）→肽鏈→多肽→二肽→氨基酸。學(xué)生根據(jù)自己的思維方式，可以選擇不同的視頻進行學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)程序上，有學(xué)生選擇先學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，再學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)的功能，沿用“結(jié)構(gòu)決定功能”的演繹式推理模式進行學(xué)習(xí)；也有學(xué)生選擇先學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)的功能，再學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，沿用歸因式推理模式進行學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，如上節(jié)“氨基酸的排列方式”所述，也有多種選擇?；谖⒄n程資源的學(xué)習(xí)極大地滿足了學(xué)生學(xué)習(xí)的選擇權(quán)，包括對學(xué)習(xí)資源的選擇、對學(xué)習(xí)方式的選擇、對學(xué)習(xí)程序的選擇等，保證了學(xué)生可以按照適合于自己的方式高效率地學(xué)習(xí)。

基于微課程資源的混合式學(xué)習(xí)模式的實施，較好地解決了“時空異步”與“共時同步”的平衡問題，使個性學(xué)習(xí)得以實現(xiàn)；微資源形式多樣，交互性強，較好地解決了學(xué)習(xí)自主性的問題；學(xué)習(xí)方式的合理組合，促進了學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)的優(yōu)化重組，消解了微課模式下知識的碎片化和認(rèn)知斷層問題。

參考文獻

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