李媚琳 張 松** 李躍文 魏穗華

（1華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 廣東廣州 510631 2廣州市天河中學(xué) 廣東廣州 510623）

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，多媒體教學(xué)已成為課堂教學(xué)的主要方式之一。平板電腦通過(guò)其可視、可聽(tīng)、可觸的功能，讓學(xué)生更為直觀地接觸與體驗(yàn)學(xué)習(xí)材料。因此，學(xué)生將在使用平板電腦的過(guò)程中得到更為生動(dòng)與直接的自主學(xué)習(xí)［1］。基于平板電腦的互動(dòng)教學(xué)模式，具有以下優(yōu)勢(shì)：①學(xué)生的學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)將儲(chǔ)存在平板電腦中，教師可精準(zhǔn)掌握學(xué)情和調(diào)整教學(xué)策略［2］；②通過(guò)課前預(yù)習(xí)評(píng)價(jià)、課堂實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)和課后跟蹤評(píng)價(jià)，構(gòu)建評(píng)價(jià)反饋及時(shí)化的教學(xué)評(píng)價(jià)體系［3］；③師生、生生之間的溝通與交流立體化；④平板電腦擁有豐富的媒體資源庫(kù)，可滿足學(xué)習(xí)者的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求。

“DNA的復(fù)制”為人教版高中生物學(xué)教材《遺傳與進(jìn)化》第3章第3節(jié)的內(nèi)容，是培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)實(shí)驗(yàn)思想，引導(dǎo)其進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)的良好載體。但該部分內(nèi)容抽象、復(fù)雜，學(xué)生難以理解，可結(jié)合平板電腦的多重功效，為學(xué)生提供更生動(dòng)、直接的學(xué)習(xí)環(huán)境。

本次研究使用的硬件主要由2個(gè)部分組成：智慧課堂平板電腦和同屏設(shè)備。其中智慧課堂平板電腦是教學(xué)資源的承載體，師生人手一臺(tái)，用于開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。教師可適時(shí)將教學(xué)資源（視頻、PPT、電子版教材、檢測(cè)習(xí)題等）存入平板電腦，以便在教學(xué)時(shí)使用。學(xué)生可利用平板電腦實(shí)現(xiàn)課上、課下的學(xué)習(xí)。教室內(nèi)設(shè)有無(wú)線局域網(wǎng)，在非教學(xué)使用時(shí)間段，教師將會(huì)關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)；同屏設(shè)備用于將平板電腦中的畫(huà)面內(nèi)容及聲音傳輸?shù)揭惑w機(jī)等終端。其教學(xué)流程見(jiàn)圖1：

圖1 基于平板電腦的“DNA的復(fù)制”教學(xué)模式圖

由圖1可見(jiàn)，在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中，利用平板電腦進(jìn)行教學(xué)，通過(guò)觀看微課與習(xí)題檢測(cè)，學(xué)生在課前接觸知識(shí)表層；通過(guò)師生互動(dòng)與檢測(cè)反饋，學(xué)生進(jìn)一步理解知識(shí)內(nèi)核；通過(guò)任務(wù)推送與個(gè)性化學(xué)習(xí)，學(xué)生在課后凝練知識(shí)體系［4］。由此可見(jiàn)，基于平板電腦的課堂教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂的結(jié)合，可貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程，由表及里、由點(diǎn)成面地幫助學(xué)生內(nèi)化知識(shí)。

1 課前準(zhǔn)備

1.1 習(xí)題推送 為了解學(xué)生對(duì)DNA復(fù)制的前概念認(rèn)識(shí)情況，教師在課前推送一些習(xí)題，學(xué)生在各自的平板電腦上獨(dú)立完成。

例1，細(xì)胞每次分裂時(shí)DNA都復(fù)制1次，每次復(fù)制都是（ ）。

A．母鏈和母鏈，子鏈和子鏈，各組成1條子代DNA

B．每條子鏈和與它堿基互補(bǔ)配對(duì)的母鏈組成子代DNA

C．每條子鏈隨機(jī)地和2條母鏈之一組成子代DNA

D．母鏈降解，重新形成2個(gè)子代DNA

學(xué)生提交答案后，教師可查看答題情況，從中了解學(xué)生對(duì)新知識(shí)點(diǎn)的前認(rèn)知程度。學(xué)生有時(shí)會(huì)從字面含義或受生活經(jīng)驗(yàn)影響推斷生命現(xiàn)象，不理解該生命現(xiàn)象的本質(zhì)或原理［5］。通過(guò)平板電腦的作業(yè)管理平臺(tái)，可對(duì)學(xué)生的練習(xí)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果顯示部分學(xué)生未清晰理解DNA復(fù)制的概念及其過(guò)程。教師上課時(shí)需有針對(duì)性地引導(dǎo)學(xué)生自主探究DNA的復(fù)制過(guò)程，在探究過(guò)程中暴露學(xué)生不正確的想法，讓他們?cè)谔骄颗c討論的過(guò)程之中形成對(duì)生命現(xiàn)象正確的概念認(rèn)識(shí)。

1.2 制作微課 根據(jù)教學(xué)重點(diǎn)，教師在課前錄制了10 min“DNA探究實(shí)驗(yàn)及驗(yàn)證”的微課，可供學(xué)生在課中進(jìn)行DNA復(fù)制過(guò)程探究之后觀看。由于原版視頻為英文，不利于學(xué)生消化理解，教師提前錄制微課，可化難為易，變抽象為具體。微課視頻既驗(yàn)證了DNA的復(fù)制方式，也生動(dòng)展示了密度梯度離心實(shí)驗(yàn)的原理與過(guò)程。教師將微課保存至平板電腦的本地資源庫(kù)，于課前同步發(fā)送至學(xué)生的平板電腦端，學(xué)生收到資源后即可進(jìn)行觀看學(xué)習(xí)。

2 基于平板電腦互動(dòng)的教學(xué)過(guò)程及組織

2.1 搭建模型，引入新課 上節(jié)課學(xué)生已學(xué)習(xí)DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本節(jié)課一開(kāi)始先讓學(xué)生自行利用平板電腦中的模型構(gòu)建APP搭建DNA結(jié)構(gòu)模型，學(xué)生在APP中可隨意移動(dòng)脫氧核糖、磷酸、含氮堿基這3種原料，并可旋轉(zhuǎn)、復(fù)制或刪除，從而構(gòu)建DNA雙鏈結(jié)構(gòu)。學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手操作，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，也鍛煉了動(dòng)手操作能力。當(dāng)他們完成構(gòu)建之后在平板電腦上傳其作品。此時(shí)教師可查看學(xué)生的作品，學(xué)生之間也可互相查閱。針對(duì)學(xué)生的錯(cuò)誤構(gòu)建，教師可挑出單個(gè)作品示例進(jìn)行講解，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)DNA結(jié)構(gòu)的理解，從而鞏固已學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)。

教師設(shè)問(wèn)：既然DNA作為遺傳物質(zhì)而存在，它是如何將遺傳物質(zhì)從親代傳遞給子代的？它的復(fù)制傳遞與其自身結(jié)構(gòu)有何關(guān)系？通過(guò)設(shè)疑激發(fā)學(xué)生的求知欲。

2.2 自主猜想，屏幕展示 教師提問(wèn)：假設(shè)提供1條DNA分子，你能否根據(jù)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)設(shè)想DNA可能以怎樣的方式進(jìn)行復(fù)制？

教師向?qū)W生的平板電腦端發(fā)送學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生自行猜想“DNA分子是如何進(jìn)行復(fù)制的”，并在平板電腦上的電子白板自行繪制1條DNA分子復(fù)制1代后的結(jié)果（注意提示學(xué)生可用不同顏色區(qū)別親代與子代DNA）。教師可隨時(shí)在后臺(tái)查看每位學(xué)生的繪制結(jié)果，了解學(xué)生對(duì)于DNA復(fù)制方式的不同猜想。待學(xué)生完成之后，教師在大屏終端上展示幾幅不同學(xué)生的繪制結(jié)果，并讓其進(jìn)行思路講解。最后教師再總結(jié)這幾種不同思路，從而引出當(dāng)時(shí)科學(xué)家在研究DNA的復(fù)制方式時(shí)提出的“全保留復(fù)制”“半保留復(fù)制”和“彌散復(fù)制”。

通過(guò)聯(lián)系前面所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)讓學(xué)生自行假設(shè)猜想，盡可能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和學(xué)習(xí)興趣，并培養(yǎng)他們自主思考能力和動(dòng)手繪制能力。先讓學(xué)生嘗試，再由教師進(jìn)行總結(jié)，可讓學(xué)生經(jīng)過(guò)充分猜想之后再進(jìn)行驗(yàn)證推理。

2.3 演繹推理，小組討論 學(xué)生完成各自的猜想之后，教師提出預(yù)設(shè)問(wèn)題：①DNA分子肉眼不可見(jiàn)，怎樣區(qū)分復(fù)制過(guò)程中的母鏈和子鏈？通過(guò)此問(wèn)題引出同位素示蹤標(biāo)記法。②如果用同位素標(biāo)記DNA分子，當(dāng)DNA分子在不同的環(huán)境中進(jìn)行復(fù)制后，如何區(qū)別DNA分子帶［6］？讓學(xué)生思考之后，再提出“密度梯度離心”的方法，為后續(xù)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證提供認(rèn)知支架。

師生共同分析梅塞爾森（M.Meselson）和斯特爾（F.W.Stahl）利用同位素標(biāo)記法探究問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)思路，并使學(xué)生明確：15N標(biāo)記的鏈代表母鏈，14N標(biāo)記的鏈代表子鏈。將親代15N大腸桿菌轉(zhuǎn)移至氮源為含14N的培養(yǎng)基中，再連續(xù)繁殖2代，且最后用密度梯度離心法分離。此時(shí)學(xué)生4人一組展開(kāi)思考，并討論這3種復(fù)制方式經(jīng)過(guò)1代、2代復(fù)制且離心后DNA分子帶的分布情況，并在平板電腦的電子白板上進(jìn)行結(jié)果繪制。

小組完成討論與推斷之后，以拍照的形式將討論結(jié)果上傳至平板電腦端。在學(xué)生討論的過(guò)程中，教師同樣可通過(guò)平板電腦的直播功能錄制學(xué)生的討論過(guò)程，保存后在課后發(fā)送至學(xué)生客戶端。學(xué)生完成討論并上傳推論結(jié)果后，各小組可在平板電腦上與其他小組的推斷結(jié)果進(jìn)行比對(duì)。同時(shí)，每個(gè)小組推選1名成員在全班進(jìn)行展示講解。在討論的過(guò)程中，學(xué)生可相互點(diǎn)評(píng)或點(diǎn)贊，從而實(shí)現(xiàn)小組間的互動(dòng)交流。經(jīng)過(guò)全新的教與學(xué)，思維的異同在課堂上交匯與碰撞，產(chǎn)生的火花點(diǎn)燃了思想的火苗。此刻，教師已經(jīng)不僅是一名指導(dǎo)者，更是一名欣賞者［7］。

學(xué)生在動(dòng)腦、動(dòng)手、動(dòng)口的過(guò)程中更加主動(dòng)地思考問(wèn)題，原本難以理解的知識(shí)點(diǎn)，經(jīng)學(xué)生的討論與思考之后得到更好地吸收，從而突破重、難點(diǎn)。

2.4 觀看微課，得出結(jié)論 學(xué)生對(duì)3種復(fù)制方式進(jìn)行推導(dǎo)后，教師再將自制的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證微課視頻分享至每位學(xué)生的平板電腦端，并讓學(xué)生帶著問(wèn)題觀看視頻：①科學(xué)家在驗(yàn)證的過(guò)程用到了哪些方法或技術(shù)？②根據(jù)子1代和子2代DNA在離心管中的分布情況，如何排除某種復(fù)制方式的可能性，從而確定最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果？

學(xué)生自主觀看微課視頻，了解Meselson和Stahl的大腸桿菌DNA密度梯度離心實(shí)驗(yàn)，更好地構(gòu)建了知識(shí)，提升了學(xué)習(xí)效率。微課不僅展示了DNA復(fù)制的推斷過(guò)程，同時(shí)也形象生動(dòng)地展示了密度梯度離心實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過(guò)觀看微課，最終了解DNA復(fù)制的方式為半保留復(fù)制。

2.5 自主答題，在線反饋 學(xué)生學(xué)習(xí)完新課內(nèi)容后，教師在平板電腦的班級(jí)學(xué)習(xí)空間發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，將課堂練習(xí)以選擇題的形式傳送至學(xué)生的平板電腦，學(xué)生提交后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)答題情況。點(diǎn)擊學(xué)生姓名，即可查看該生答題的正確率，以及每道題具體選擇了哪個(gè)選項(xiàng)。

例2，由15N標(biāo)記細(xì)菌的DNA，然后又將14N供給這種細(xì)菌，于是該細(xì)菌便用14N合成DNA，假設(shè)細(xì)菌連續(xù)分裂3次產(chǎn)生了8個(gè)新個(gè)體，新個(gè)體中含14N鏈的DNA與含15N鏈的DNA比例是（ ）。

A.4∶1 B.2∶1 C.1∶1 D.3∶1

教師通過(guò)后臺(tái)查看學(xué)生的答題情況，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)DNA的復(fù)制方式掌握較好，但仍有小部分學(xué)生還存在問(wèn)題。此時(shí)，教師通過(guò)平板電腦中的統(tǒng)計(jì)分析，讓答錯(cuò)的學(xué)生談?wù)勊麄兪侨绾嗡伎嫉?。利用平板電腦的數(shù)據(jù)分析功能，教師可針對(duì)學(xué)生的錯(cuò)誤思路予以糾正，再次幫學(xué)生強(qiáng)化知識(shí)重點(diǎn)，有力地改善了傳統(tǒng)教學(xué)中存在的“一對(duì)多”反饋不及時(shí)的缺陷。

2.6 小組合作，課外探究 課后學(xué)生將以小組為單位，分組思考并完成圖2的繪制：若用15N標(biāo)記的DNA作為模板，用含14N標(biāo)記的培養(yǎng)基培養(yǎng)，在坐標(biāo)圖中畫(huà)出連續(xù)培養(yǎng)細(xì)菌60 min過(guò)程中，每代DNA中含15N標(biāo)記的DNA分子數(shù)與DNA分子總數(shù)的百分比變化圖。

圖2 每代DNA中含15N的DNA百分?jǐn)?shù)

學(xué)生以小組為單位思考討論后，上傳繪制結(jié)果至客戶端。教師通過(guò)查看了解學(xué)生對(duì)DNA復(fù)制方式的應(yīng)用情況，及時(shí)得到教學(xué)反饋。學(xué)生也在探究過(guò)程中培養(yǎng)了小組合作探究能力。

3 教學(xué)反思及建議

利用平板電腦進(jìn)行教學(xué)，突出了其高效的互動(dòng)與反饋功能。平板電腦強(qiáng)大的互動(dòng)功能充分增強(qiáng)師生之間的互動(dòng)力度，從而取得較好的教學(xué)效果。整節(jié)課以師生互動(dòng)為中心，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，也滿足了學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求。但在實(shí)際的教學(xué)中，并非每節(jié)課都適合運(yùn)用平板電腦進(jìn)行教學(xué)，教師需有選擇性地選取內(nèi)容授課。

綜上所述，在應(yīng)用平板電腦進(jìn)行教學(xué)時(shí)，需思考下列問(wèn)題：①結(jié)合平板電腦進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，如何提升學(xué)生的課堂參與度？②如何利用平臺(tái)的即時(shí)反饋功能，捕捉學(xué)生的知識(shí)薄弱點(diǎn)，從而提升教學(xué)的針對(duì)性？③如何利用平臺(tái)的個(gè)性化推送功能，有針對(duì)性地滿足不同學(xué)生的個(gè)性化差異［8］？

同時(shí)，應(yīng)用平板電腦進(jìn)行教學(xué)時(shí)，可采納以下建議：①教師可在平板電腦的班級(jí)空間功能中增加獎(jiǎng)勵(lì)性措施，鼓勵(lì)學(xué)生分享好的學(xué)習(xí)方法和經(jīng)驗(yàn)；②有選擇性地采用平板電腦授課，多選擇知識(shí)抽象、學(xué)生不易理解的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行，例如遺傳的分子基礎(chǔ)等章節(jié)內(nèi)容；③教師根據(jù)平板電腦中的數(shù)據(jù)反饋，有針對(duì)性地推送模塊習(xí)題，便于學(xué)生鞏固知識(shí)，突破重、難點(diǎn)；④教師多錄制一些試卷及習(xí)題講評(píng)的視頻進(jìn)行推送，學(xué)生可有針對(duì)性地關(guān)注某個(gè)知識(shí)點(diǎn)，從而進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)；⑤由于平板電腦與筆記本和手機(jī)的功能類似，并在平時(shí)使用筆記本或手機(jī)更加便捷，教師可先在筆記本上完成教學(xué)資料的制作，再傳輸至平板電腦（只需通過(guò)U盤或者鏈接USB線進(jìn)行傳輸）。學(xué)生可將平板電腦中有價(jià)值的資源拷貝或通過(guò)微信、QQ等軟件傳輸至手機(jī)客戶端進(jìn)行學(xué)習(xí)；教師也可將平板電腦中的教學(xué)資源以二維碼的形式呈現(xiàn)，學(xué)生掃碼后便可在手機(jī)上學(xué)習(xí)。