基于学科核心素养的混合式教学模式探讨——以“细胞增殖”智慧课堂教学为例

叶智锋

（南平市建阳第二中学 福建南平 354200）

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》中提出：高中生物学课程应着眼于适应未来社会发展和个人终身发展的需要，从生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等方面培养学生的学科核心素养，充分体现生物学学科特点和育人价值。在高中生物教学中，教师要注意改变传统的单向传授式课堂模式，充分利用网络信息化技术的优势，实施汇集线上线下优势的混合式教学模式，促进学生利用课堂内外的时间自主探究学习，引导学生养成科学思维的习惯，从而促进学生形成生物学学科核心素养。

1 混合式教学内涵

混合式教学指的是教师充分利用网络信息化技术，开展学科课程知识的拓展与链接，以保证教学的探究性，并引导学生根据自身实际的需要，从丰富的教学资源中选择自己感兴趣的内容来建构知识，引向深度学习，真正实现培养学科核心素养的目标。混合式学习不受到时间、地点的局限，可以课后随时、随地开展自主学习，有利于培养学生自主探究的能力。这种以自主探究为导向的学习，不仅直接影响核心素养中科学探究和科学思维的落实，也间接影响社会责任和生命观念的形成。

2 混合式教学模式设计

基于学科核心素养的混合式教学模式的主要环节包括（图1）：①课前自主学习，聚焦科学探究。教师通过网络教学平台创建新课程并添加微课、微视频、微课程等教学资源；也可以添加互动环节，包括调查问卷、讨论问题、学习任务等。学生登录网络教学平台，通过课程内容的自主在线学习、师生在线互动讨论等方式完成课前科学探究过程，在潜移默化之中渗透核心素养的培养。②课中互动探究，发展科学思维。教师依据网络教学平台的课前大数据分析选择教学策略，学生参与课堂互动探究，解答疑惑、突破重难点。教师将网络信息化技术和线下课堂教学有效结合起来，引导学生科学探究、发展科学思维，从而落实学科核心素养的培养目标。③课后拓展探究，培养社会责任。学生通过网络教学平台可以反复多次观看教学视频、课件、课后拓展等学习资料，解决课堂遗留问题，在线完成布置的作业并上传至网络教学平台。教师通过平台汇总问题，交流评价，适时上传与教学内容相关的现实生活问题、社会热点议题等资料；学生利用课余时间充分参与讨论并作出理性解释，学以致用，从而培养社会责任，提升生物学学科核心素养。

图1 基于学科核心素养的混合式教学模式

3 基于学科核心素养的混合式教学实践

“细胞的增殖”是人教版普通高中教科书生物学《必修1·分子与细胞》第六章第一节的内容。本节重点内容主要包括细胞周期、有丝分裂过程、细胞癌变等内容。细胞增殖的整个生理过程复杂而抽象，笔者利用“智慧校园课堂应用平台”、班级多媒体和平板电脑等信息工具，在覆盖全校的无线局域网环境下，采用混合式教学模式，把传统教学的“先教后学”变成“教学混合”，让学生主动探究知识形成的过程，将细胞增殖过程具体化、可视化，学生在亲历中习得生物学知识，养成科学思维的习惯，发展自主学习实践能力，从而形成积极的科学态度。

3.1 课前自主学习聚焦科学探究

能否组织以探究为特点的主动学习是落实生物学学科核心素养的关键。在混合式教学课前环节，教师通过“智慧校园课堂应用平台”上传探究实验“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”微课、“人类个体发育的过程”微视频、有丝分裂过程三维动画等微课程资源，并发送任务单：①自主学习阅读教材中的有关内容，观看课程资源；②完成导学案；③网络搜索细胞周期的调控机制对防治癌症的研究进展。学生登录“智慧校园课堂应用平台”，自主下载学习教师上传的课程资源，根据个人的知识储备情况、知识消化能力和知识需求等情况，合理安排自主探究学习的时间、内容和进度等。

学生在自主探究学习中，形成对“细胞增殖”知识网络的初步构建。教师可通过“智慧校园课堂应用平台”上的“班级群”进行互动，收集学生自主学习过程中产生的疑问，为后续的课堂教学做准备。教师借助网络教学平台实现资源共享及教学互动，充分将学生的碎片化时间利用起来，让教与学不受时空限制，使学生实现个性化、灵活化、自主化的学习，在潜移默化中培养自主探究能力，渗透核心素养的培养目标。

3.2 课中互动探究发展科学思维

以“互联网+”为代表的教育技术不仅为生物课堂提供了视频、图片、数据、模拟实验等丰富的教学资源，还可在一定程度上减少学习探究活动对教学条件的依赖，有利于在课堂教学中让每位学生亲历探究过程，获取感性认知，还有利于在科学探究活动中习得科学思维方法、培养思维能力和品质。

3.2.1 整合资源，创设情境

情境是培养学生生物学学科核心素养的重要途径和载体。混合式教学中，丰富的互联网资源为创设情境提供了更多便利，教师可以综合选用多样化的互联网资源，将虚拟情境、生活情境等融为一体。

情境实例一：教师播放“人类受精及个体发育的过程”的动画，并提出问题：一个受精卵为什么能长成一个成人?学生分析得出“细胞的体积增大，数目增多”，从而在问题情境创设中开始新课的学习。

情境实例二：教师微视频播放有关癌症的新闻报道：癌症发病率在持续上升，已成为人类健康的重大威胁。学生百度搜索因为癌症去世的明星，了解其患癌的类型及病情，探究细胞异常增殖的癌变。这样，教师在生活化情境探究中唤起学生的社会责任感。

教师借助微视频、微课、微动画等资源创设多种形态的情境，让学生更直观立体地感受并融入到问题解决当中，为进一步的科学探究打下基础。

3.2.2 虚拟实验，体验探究

在“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”探究实验中，学生需要动手制作装片，并在显微镜下观察分裂各时期的特点。传统实验教学在一节课内很难让每一个学生都能完整地完成实验；也往往没有实验条件能让学生观察到连续的、动态的有丝分裂过程。混合式教学模式下能够为学生提供逼真的虚拟仿真实验环境。利用平板电脑，学生可以在“智慧校园课堂应用平台”相应软件上构建虚拟实验，进行虚拟仿真实验操作，无论是模拟实验仪器的使用或是实验现象的发生，学生都能身临其中，体验科学探究的过程。在学生模拟实验过程中，教师可以通过系统观察每位学生的实验动态，并有针对性地给予合理的指导与评价，以提高实验的效率和质量。

3.2.3 科学探究，模型建构

教师可借助混合式教学的优势，引导学生科学探究并模型建构有丝分裂的过程，以突破重难点。①通过存储在网络平台云端的微视频，展示课前学生用橡皮泥或其他材料构建的染色体行为变化物理模型，引导学生讨论有丝分裂各时期的特征。②学生观察分裂各时期的染色体、细胞核DNA、染色单体的数量变化，列表填写分裂各时期的数量并绘制成曲线图。教师通过网络平台的同屏技术实时直播，引导学生构建数学模型。③教师展示有丝分裂各时期特点的连线题，学生完成并总结有丝分裂的概念，建立概念模型。每建立一种模型，教师混合使用线上线下的技术手段，让学生自主分析不同模型的差异性、科学性，学生在科学探究中不断修正模型，构建核心概念。

在混合式教学课堂实践中，教师依托网络平台的应用软件和移动智能终端等现代信息技术手段，引导学生建立可视化的模型建构，培养学生的探究能力，并在不断修正模型中，培养科学思维能力，促进学科核心素养的落地。

3.2.4 课堂反馈，即时评价

传统课堂教学中，进行学习反馈与评价的主要方式是课堂提问，但往往只能覆盖少部分学生。如果需要对全体学生的学习情况进行反馈评价，只能通过布置作业或者考试的形式加以测量。这个过程时间周期较长，且缺乏针对性。而在混合式教学环境中，借助“智慧校园课堂应用平台”的即时作答软件以及师生的平板电脑，可以明显的改善反馈评价的速度和覆盖面。

例如，细胞中染色体、染色单体、DNA数量的变化规律是有丝分裂教学中的难点。教师要及时评估学生的掌握情况，可设计不同细胞分裂的数量变化问题在“智慧校园课堂应用平台”即时发布，学生在平板电脑上进行课堂抢答。系统可以立即反馈并统计出来学生答题结果，然后以图表的形式将结果进行呈现。通过这些图表，教师及时获得学生的掌握情况，能快速、准确地检测学习效果，并及时作出评价。

在混合式教学模式下，教师借助信息工具和网络教学平台开展实时评价，弥补传统课堂教学反馈形式单一、覆盖面不广的缺陷，极大提高了交流和反馈效率，能精准掌握学生学习存在的问题，增强学生学习成就感和竞争意识。

3.3 课后反馈拓展提升

课后，教师根据课中学生互动情况分析，发布分层分类练习或个性化的作业，提升学生对有关知识的掌握和运用能力。教师及时批改分析，并录制试题精讲微课上传到“智慧校园课堂应用平台”，还可在平台上的“班级群”中答疑解惑。最后，教师发布细胞周期的调控机制与癌症的防治相关研究进展，以便学生参与讨论。

教师通过大数据学情分析，能及时掌握学生的学习动态，评价教学效果，反思教学策略。同时，利用课后时间线上发布与教学内容相关的科学进展、社会热点问题，可以让学生充分地讨论而不受课堂时间的限制，也能使学生更好地运用课堂已掌握的生物学知识和方法思考问题，便于进一步培养学生的社会责任和生命观念等学科核心素养。

4 反思

在教学中，教师创设更加灵活与多样化的知识获取渠道，让师生成为学习共同体，共同建构知识的发生过程，促进学生的深度学习，可以有效地促进学生生物学学科核心素养的落地。混合式教学作为一种有别于传统课堂教学的新型教学方式，学生在线上学习中可以根据自身实际和需要进行自主、协作地学习，在课堂线下讨论的过程中探究、内化知识，从而突破了传统课堂教学的时空制约，知识获取的方式从课内拓展到课外，从书本拓展到网络，学习情况可以适时反馈，充分发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性，有利于培养学生的生物学学科核心素养。