“SPT”智慧课堂的“DNA分子的结构”教学案例

陈雪梅 朱国庆

(安徽省芜湖市田家炳实验中学 芜湖 241000)

基于程序应用“畅言智慧课堂”的教学实践，探索智慧课堂的教学整合模式。我校通过在主机和平板上安装“畅言智慧课堂”系统，在无线局域网环境下，师生通过平板、主机和投影三机同屏直播教学。在课外，师生通过这个平台能有效地即时互动，共同探索构建即时化、智能化、数据化和立体化的“SPT”智慧课堂教学模式(图1)。“S”代表“study”(学习)、“P”代表“PAD”(平面电脑)、“T”代表“teach”(教学)。其含义有两层： ①从教学主体的关系来说，学生和教师通过PAD进行互动；②从教学过程来说，以学定教的方式充分发挥学生学习的积极性，要让学生完成课前的预习任务，做好课中的学习内容，巩固好课后的重点知识[1]。“DNA分子的结构”一节的课例，是利用我校基于PAD应用的智慧校园环境进行创新课堂教学模式的探索和尝试。

图1 “SPT”智慧课堂教学模式图

1 教材分析

“DNA分子的结构”是人教版生物学教材《遗传与进化》第3章第2节的内容，由DNA双螺旋结构模型的构建、DNA分子结构的主要特点及制作DNA双螺旋结构模型内容构成。DNA分子结构的发现是生物学科发展史上的一个重要里程碑，其中蕴含着丰富的科学态度、科学方法、科学价值观等教育价值。在教学中，基于“SPT模式”，通过“畅言智慧课堂”平台，利用微课和任务清单课前学生自主预习，把知识的传授过程优化成一个科学探究过程，让学生在探究中领悟、在实践中提升、在反思中深化，进而实现提高学生生物学学科核心素养的课程目标。

2 教学目标

(1) 通过学习DNA分子结构的发现历史，动手制作DNA双螺旋分子结构模型。能用结构与功能相适应的观点，认识DNA分子结构特性，树立“生命观念”。

(2) 通过微课的学习尝试构建DNA双螺旋结构模型，培养学生观察能力、分析理解能力和动手能力，形成“科学思维”的习惯。

(3) 通过搜集DNA分子结构科学史料，了解科学家的研究过程及方法，能够构建DNA双螺旋结构模型，掌握“科学探究”的基本思路和方法。

(4) 通过分析DNA分子结构特点和特性，积极参与讨论涉及DNA分子结构相关的社会现象或事件，并作出理性解释，形成“社会责任”感。

3 设计思路

在设计本节课时，基于“SPT”智慧课堂模式，综合考虑课前、课中、课后3个环节整体设计。课上通过创设“DNA鉴定铁证如山”这一真实问题情境，引导学生自发地产生探究疑问： DNA为什么能做到如此公正，其结构如何，有什么特点？针对这些问题，重温科学家DNA探究之旅，围绕DNA的基本单位、单链形成、双链平面结构和双螺旋空间结构这4个主题展开深入探究。在科学史和科学探究中，学生课前课后通过“畅言智慧平台”分享展示自主建构出DNA双螺旋模型，从而实现本节课的教学目标。具体设计思路如下(表1)。

表1 基于“SPT”模式的教学设计思路

4 任务设计

教师利用平板在“畅言智慧课堂”系统的“作业平台”上录制微课、将学生分成6组，并上传任务清单： ①阅读电子教材第47～50页，以及看插图3—11；并搜集DNA发现史相关资料；②观看“发现DNA分子双螺旋结构故事”微课视频；③完成导学案；④小组通过“班级空间”讨论合作，初步构建DNA分子结构模型。

设计意图： 教师通过平台推送课前“任务清单”和微课等资源，学生在规定的时间里，通过互动能有效地完成相关学习任务，体现“SPT”模式资源推送智能化。

5 教学过程

5.1 创设情境，导入新课 在系统资源库里搜索“DNA鉴定，铁证如山！”视频并播放，提出问题： ①为什么检测DNA就可以确定嫌疑犯的身份呢？②DNA分子究竟有什么样的结构呢？激趣导入新课。教师打开“PK板”量化评价。

设计意图： 资源库提供丰富的资源方便共享。通过创设真实问题情境，激发学生自主探究DNA分子结构的意愿和兴趣，同时让学生认识到生物学知识来源于生活，又服务于生活。

5.2 多样检测，自学效果 具体检测方法如下：

检测方式一： 通过平台“电子白板”里的“课堂互动”添加题面，自制互动游戏小程序： 击中与“DNA分子的结构”相匹配的知识获得积分。学生上台PK互动大比拼，并通过“抢答”和“随机”工具获得游戏机会累积活跃度。

检测方式二： 6个小组通过平台进行“同步直播”初步构建的DNA结构模型作品。

设计意图： 多种趣味活动可检测学生课前预习效果，便于课堂上进行针对性地教学。

5.3 史实再现，重温经典 借助系统工具“翻书动画”和“抽屉画框效果”呈现DNA结构发现史实，跟随沃森和克里克的足迹，追寻多位科学家的探索历程。如富兰克林、威尔金斯的X衍射图谱、鲍林的模型构建和查哥夫的当量定律等，重温经典事迹。

设计意图： 通过动画效果能立体地展示科学家人物形象，学生身临其境般体验科学家进行科学研究的艰辛和喜悦，从而实现学科核心素养目标的内化。

5.4 科学探究，模型建构 根据提供的元件分步自主构建DNA结构的模型，通过智慧课堂“同步直播”构建过程实况： ①用磷酸、脱氧核糖和碱基3个元件构建DNA的基本单位——脱氧核苷酸；②通过磷酸二酯键连接成脱氧核苷酸单链；③将两条单链用氢键连接成脱氧核苷酸双链；④让学生将手中的模型旋转成常见的右旋DNA双螺旋结构。每拼完一步，教师通过互动平台“提问”学生批注答题或者上传照片答题，实现多屏互动展示成果。并利用“实物展台”进行课前、课中模型比较，实现多屏“同步直播”找出差异。并用“聚焦”和“至教材”工具归纳出DNA分子结构的特点。教师打开“PK板”量化评价。

设计意图： 引导学生在科学探究过程中形成严谨治学的态度。通过对事实和概念的解析，在不断修正模型过程中,培养科学思维、模型构建和创新能力。同时，体验成功的乐趣。

5.5 归纳总结，学以致用 教师引导学生根据DNA分子结构的特点，分析总结出DNA分子的特性： 多样性、稳定性和特异性。正因为有这样的特性，所以DNA鉴定的证据才能够成为司法部门的终极利器！回归到创设情境时的问题提出，顺理成章地解决问题，首尾呼应。利用“畅言智慧课堂”系统“讨论区”，请每位学生围绕“DNA”关键词，将本节课所学的内容进行“飞花令”总结。根据各小组学生发帖的数量，累积活跃度。为本组赢得积分。

设计意图： 用结构与功能相适应的观点，认识DNA分子结构的特点，理解DNA特性，树立生命观念。内化了学生“社会责任”感的核心素养。同时，通过课堂互动的“讨论区”及积分累积制，激发每位学生的积极参与发帖的兴趣，共同回忆所学内容。避免了平时课堂提问总结参与的局限性。

5.6 课堂反馈，师生评价 教师从互动课堂的“草稿箱”中调出试题，通过“即时互动测评”发布给全班学生。答题完毕，“大数据”平台即时呈现全班测评结果，能准确、快速地检测学习效果。最后环节，教师引导学生通过“投票”工具进行组间互评，教师通过“PK板”工具全程即时评价，各小组累积“活跃度”。

设计意图： 通过习题及大数据反馈课堂学习效果，评估目标达成情况。实时评价是引导学生积极学习的最好途径，课堂上及时评价可帮助学生树立小目标。教师课堂上全程通过“PK板”工具进行实时评价，能激发学生强烈的学习欲望，体现“SPT”模式的即时化。

6 课后交流

课后，学生将DNA模型进一步完善分享展示，教师在“作业平台”上传有关DNA研究的最新成果资源，让学生拓展浏览。同时，通过“大数据精准学情库”分析学情，布置“进阶练习”对DNA结构相关知识点提升应用。及时批改分析，并通过“微课实时”录制试题知识点讲解，用微课视频上传发送。另外，还可在“班级空间”释疑解惑。

设计意图： 通过“畅言智慧平台”师生之间即时互动和学情分析，能准确地掌握学生的学习动态，适时调整教学策略，扫清学生本节课内容的所有障碍。体现“SPT”模式的教学决策数据化。同时，进行资源拓展延伸，增长见识，提升学生的核心素养。

本节课例是基于“SPT”智慧课堂教学模式，师生可通过平板多工具自如切换合理应用的一种教学范式。“畅言智慧平台”系统高效地整合了多种教学App，如： 电子白板、大数据精准学情库、作业平台和班级空间等。体现了该模式资源推送智能化、交流互动立体化、评价反馈即时化和教学决策数据化的特征。