互联网思维下的生物学“在线课堂”科学探究活动策略研究

■姚 菲 沈 瑜

“00 后”是伴随着数字和通信技术发展而成长起来的一代，这代人的特征是思维和学习方式都普遍基于互联网思维。基于互联网环境下的在线课堂就是以“学习者为中心”的，区别于传统课堂的一种新型课堂。生物学在线课堂科学探究活动设计要以互联网思维进行思考，教师在进行教学设计时要充分考虑学习者的需求。互联网环境下的学生是以自主学习作为主要学习方式的。因此，研究如何应用互联网思维设计出实现学生自主学习和个性化学习的在线课堂是具有重要意义的。

一、以用户思维设计主线任务情境

用户思维是互联网思维的第一思维，即以用户为中心去考虑问题进行决策。对于在线课堂，我们的用户就是学习者。如何使网络前看不到的学习者主动跟着网课动手操作起来呢？教师要以学习者的需求作为在线科学探究活动的设计宗旨，可以根据章节中科学探究活动之间的联系设计主线任务情境，吸引学习者线上步步深入，线下主动参与。教师可以将真实生活任务情境、故事任务情境、角色任务情境等贯穿整个科学探究活动系列。学习者可以通过一个个任务推进完成科学探究活动，使在线保持率上升。

例如，苏科版生物学八年级下册“生物的遗传”一节，笔者就以“小明的烦恼”创设了一组角色任务情境的科学探究活动。小明寻找自己与爸爸妈妈“哪里像——为何像——更像谁”的主线任务，网络前的学生需要对应完成的科学探究活动有“亲子间性状的调查”“染色体—DNA—基因关系模型制作”“扑克牌大、小司令模拟显、隐性基因控制性状的在线模拟游戏”。在寻找自己和父母“哪里像”的性状调查环节中，笔者在学生QQ 群发布“问卷星”在线统计二维码，学生和父母可以同时在线选填问卷，随后“问卷星”会在线生成全班学生和家长的性状数据。学生可以根据数据自主得出结论——自己和父母是性状相似，并能得出遗传现象是普遍存在的结论。教师和学生虽然隔着网络，但运用“问卷星”等在线调查程序高效地完成了调查。在寻找自己和父母“为何像”探究活动中，对“染色体、DNA、基因三者间的关系”的理解，学生可以通过在互联网检索多款3D 视频进行直观的学习，还可以在线下用身边现成的材料制作模型进行充分理解，使思考可视化。在寻找自己和父母“更像谁”的科学探究活动中，笔者为了让学生理解控制生物性状的一对基因有显性和隐性之分，就让学生在家里找出两副扑克牌，把其中的大司令和小司令挑选出来，两两自由配对，大司令代表显性基因，小司令代表隐性基因，再配合笔者制作的模拟动画，一起探究配对后的大小司令分别决定了显性性状还是隐性性状，让学生深入理解一对基因决定性状的规律。以上设计，笔者充分考虑了教师和学生隔空见不了面、手边材料有限的情况，通过有趣的主线任务推进，引导学生线上线下共同完成科学探究活动。

运用用户（学习者）思维进行在线课堂科学探究活动任务情境的设计很好地提高了在线学习的保持率，增加了每一个孩子主动参与科学探究活动的兴趣。

二、以简约思维设计多元话题内容

“网络一代”每天都习惯在互联网中获取各种碎片化、话题式信息，在线课堂的科学探究活动要吸引他们学习投入，就要用简约思维进行话题式多元化设计。一般人的集中注意时间不超过18 分钟，那么在线课堂的有效授课时间最好不要超过20 分钟。这就需要我们重新整合章节，将探究的内容多元化设计，涵盖更广泛的知识，更具发散性，与现在流行话题结合也是不错的选择。

例如，苏科版生物学八年级下册“传染病的预防”一节，可以用当下话题串联科学探究活动：“一个戴着皇冠的新病毒”“新冠肺炎病毒发现人传人”“重大突发公共卫生事件Ⅰ级响应”等。学生需要对应完成的科学探究活动是“传染病病原体种类的调查”“传染病的传播模拟实验”“传染病流行的三个环节探究讨论”。在“传染病病原体种类的调查”科学探究活动中，笔者首先在腾讯直播间发布了此项调查的腾讯“在线收集表”二维码，然后建议电脑前的学生在家里找出小时候的疫苗接种本，初步了解自己接种过哪些疫苗，并通过网络去检索这些疫苗都是预防哪些病原体的，并把找到的内容填写在“在线收集表”问卷中。笔者再把后台生成的统计表内容发给学生，集全班之力完成在线调查，并共享调查内容。

根据话题来设计科学探究活动，每节课可以只出现一个话题、一个科学探究活动，不需要完整的一节传统课堂的课，甚至还可以打破章节的壁垒，使科学探究活动根据探究专题、主题调整前后顺序。学生可以通过“分—总”的方式构建自己的知识体系，这更体现了学习者可以按兴趣来学，自主且高效。

三、以平台思维设计在线学习环境

平台思维就是开放、共享、共赢的思维，在线课堂可以为学习者、教师的科学探究活动提供这样的平台，营造良好的在线学习共享环境。学生的科学探究能力中，交流与表达是重要的一个能力，在线课堂可以实现这个能力的养成。传统课堂的单一小组讨论、分享是很局限的，特别是分享环节。传统课堂由于时间、教学计划等限制，每个小组不可能都上台进行科学探究活动方案、成果、困惑的分享。以腾讯QQ 课堂为例，虽然学生不能够面对面，但可以通过直播间的“自由模式”“排序模式”进行语音讨论，或通过留言区文字输入发表意见。学生可以听到、看到大家的发言，即时提供横向参考，组织小组讨论和思考。教师也可以在直播间进行线上解答、指导。

例如，笔者在腾讯QQ 课堂开设了一节学生制作“DNA 双螺旋结构模型”的专题研讨。首先在“直播模式”下，笔者分享各个学生前一天下课后在家制作的“DNA 双螺旋结构模型”的照片、视频，再打开“自由模式”，学生就可以自由通过语音发言参与讨论了。有的学生在留言区用文字留言，分析同伴制作模型的优缺点，其中用橡皮泥（黏土）捏成的平面DNA 双螺旋照片引起了大家的讨论，很多人认为没有制作出DNA 立体双螺旋结构，对双螺旋结构产生了误解。如果教师觉得“自由模式”过于杂乱，还可以打开“排麦模式”，给学生排序，指定学生依次用语音发表观点。有的学生特别想发言，学生端可以点击“连麦”向教师端申请要发言，教师看到申请后可以点击同意，该生就能语音发言了。这节研讨课的第二天，就有学生用家里的3D 打印笔制作出了立体的“DNA 双螺旋结构模型”，共享了制作过程小视频，帮助大家进一步理解该知识。

比起传统课堂，在线课堂使每个学生的思考可视化程度进一步提高，讨论的效率也大大提高，不见面的网络讨论，让更多的学生参与进来，特别是平时不善于口头表达的学生，更愿意用文字进行表达，这是在线课堂为培养学生科学探究能力做出的最大贡献之一。

四、以大数据思维设计科学评价

大数据思维是指运用数据给我们提出解决问题的方法，数据之间的相关性在某种程度上可以体现因果关系，从而进一步指导我们做出优质决策。在线课堂科学探究活动利用平台后台的优势，会生成相关数据，如在线课堂科学探究活动的到课率、保持率等数据，这些都是最原始的数据，可以让教师第一时间了解学生的网课学习情况，还可以运用这些数据对学习者和教师进行科学评价。

例如，通过在线课堂的后台，我们除了可以获得到课率、保持率、参与在线调查人数原始数据外，还可以统计参与科学探究活动讨论的发言人数、每个人的发言条数。这些数据都可以相对准确地评估每一个学习者参与在线课堂科学探究活动的活跃度、参与度。另外，教师还可以利用一些软件导入学生参与科学探究的相关反馈，如参与探究方案的讨论次数、实验成果的展示打分、获得小伙伴的点赞数等，生成每一个学生的科学探究能力“雷达图”，学生便能够非常直观地看到自己探究能力的数据分析，进而调整努力方向。教师还能够全面了解本班学生科学探究的参与情况，并对生物学科学探究活动的开发决策进行科学的指导和调整，以达到让学生更愿意投入的目标。

未来已来，网络时代的教育将无法阻挡地进入基础教育生物教学一线。生物学在线课堂科学探究活动课程的研发还在起步阶段，一线生物教师对在线课堂的认识还有待进一步提高，研究科学探究活动的在线课堂实践将是未来不可回避的发展趋势。