“SPT”智慧課堂的“DNA分子的結構”教學案例

陳雪梅 朱國慶

(安徽省蕪湖市田家炳實驗中學 蕪湖 241000)

基于程序應用“暢言智慧課堂”的教學實踐，探索智慧課堂的教學整合模式。我校通過在主機和平板上安裝“暢言智慧課堂”系統，在無線局域網環境下，師生通過平板、主機和投影三機同屏直播教學。在課外，師生通過這個平臺能有效地即時互動，共同探索構建即時化、智能化、數據化和立體化的“SPT”智慧課堂教學模式(圖1)?！癝”代表“study”(學習)、“P”代表“PAD”(平面電腦)、“T”代表“teach”(教學)。其含義有兩層： ①從教學主體的關系來說，學生和教師通過PAD進行互動；②從教學過程來說，以學定教的方式充分發揮學生學習的積極性，要讓學生完成課前的預習任務，做好課中的學習內容，鞏固好課后的重點知識[1]?！癉NA分子的結構”一節的課例，是利用我?；赑AD應用的智慧校園環境進行創新課堂教學模式的探索和嘗試。

圖1 “SPT”智慧課堂教學模式圖

1 教材分析

“DNA分子的結構”是人教版生物學教材《遺傳與進化》第3章第2節的內容，由DNA雙螺旋結構模型的構建、DNA分子結構的主要特點及制作DNA雙螺旋結構模型內容構成。DNA分子結構的發現是生物學科發展史上的一個重要里程碑，其中蘊含著豐富的科學態度、科學方法、科學價值觀等教育價值。在教學中，基于“SPT模式”，通過“暢言智慧課堂”平臺，利用微課和任務清單課前學生自主預習，把知識的傳授過程優化成一個科學探究過程，讓學生在探究中領悟、在實踐中提升、在反思中深化，進而實現提高學生生物學學科核心素養的課程目標。

2 教學目標

(1) 通過學習DNA分子結構的發現歷史，動手制作DNA雙螺旋分子結構模型。能用結構與功能相適應的觀點，認識DNA分子結構特性，樹立“生命觀念”。

(2) 通過微課的學習嘗試構建DNA雙螺旋結構模型，培養學生觀察能力、分析理解能力和動手能力，形成“科學思維”的習慣。

(3) 通過搜集DNA分子結構科學史料，了解科學家的研究過程及方法，能夠構建DNA雙螺旋結構模型，掌握“科學探究”的基本思路和方法。

(4) 通過分析DNA分子結構特點和特性，積極參與討論涉及DNA分子結構相關的社會現象或事件，并作出理性解釋，形成“社會責任”感。

3 設計思路

在設計本節課時，基于“SPT”智慧課堂模式，綜合考慮課前、課中、課后3個環節整體設計。課上通過創設“DNA鑒定鐵證如山”這一真實問題情境，引導學生自發地產生探究疑問： DNA為什么能做到如此公正，其結構如何，有什么特點？針對這些問題，重溫科學家DNA探究之旅，圍繞DNA的基本單位、單鏈形成、雙鏈平面結構和雙螺旋空間結構這4個主題展開深入探究。在科學史和科學探究中，學生課前課后通過“暢言智慧平臺”分享展示自主建構出DNA雙螺旋模型，從而實現本節課的教學目標。具體設計思路如下(表1)。

表1 基于“SPT”模式的教學設計思路

4 任務設計

教師利用平板在“暢言智慧課堂”系統的“作業平臺”上錄制微課、將學生分成6組，并上傳任務清單： ①閱讀電子教材第47～50頁，以及看插圖3—11；并搜集DNA發現史相關資料；②觀看“發現DNA分子雙螺旋結構故事”微課視頻；③完成導學案；④小組通過“班級空間”討論合作，初步構建DNA分子結構模型。

設計意圖： 教師通過平臺推送課前“任務清單”和微課等資源，學生在規定的時間里，通過互動能有效地完成相關學習任務，體現“SPT”模式資源推送智能化。

5 教學過程

5.1 創設情境，導入新課 在系統資源庫里搜索“DNA鑒定，鐵證如山！”視頻并播放，提出問題： ①為什么檢測DNA就可以確定嫌疑犯的身份呢？②DNA分子究竟有什么樣的結構呢？激趣導入新課。教師打開“PK板”量化評價。

設計意圖： 資源庫提供豐富的資源方便共享。通過創設真實問題情境，激發學生自主探究DNA分子結構的意愿和興趣，同時讓學生認識到生物學知識來源于生活，又服務于生活。

5.2 多樣檢測，自學效果 具體檢測方法如下：

檢測方式一： 通過平臺“電子白板”里的“課堂互動”添加題面，自制互動游戲小程序： 擊中與“DNA分子的結構”相匹配的知識獲得積分。學生上臺PK互動大比拼，并通過“搶答”和“隨機”工具獲得游戲機會累積活躍度。

檢測方式二： 6個小組通過平臺進行“同步直播”初步構建的DNA結構模型作品。

設計意圖： 多種趣味活動可檢測學生課前預習效果，便于課堂上進行針對性地教學。

5.3 史實再現，重溫經典 借助系統工具“翻書動畫”和“抽屜畫框效果”呈現DNA結構發現史實，跟隨沃森和克里克的足跡，追尋多位科學家的探索歷程。如富蘭克林、威爾金斯的X衍射圖譜、鮑林的模型構建和查哥夫的當量定律等，重溫經典事跡。

設計意圖： 通過動畫效果能立體地展示科學家人物形象，學生身臨其境般體驗科學家進行科學研究的艱辛和喜悅，從而實現學科核心素養目標的內化。

5.4 科學探究，模型建構 根據提供的元件分步自主構建DNA結構的模型，通過智慧課堂“同步直播”構建過程實況： ①用磷酸、脫氧核糖和堿基3個元件構建DNA的基本單位——脫氧核苷酸；②通過磷酸二酯鍵連接成脫氧核苷酸單鏈；③將兩條單鏈用氫鍵連接成脫氧核苷酸雙鏈；④讓學生將手中的模型旋轉成常見的右旋DNA雙螺旋結構。每拼完一步，教師通過互動平臺“提問”學生批注答題或者上傳照片答題，實現多屏互動展示成果。并利用“實物展臺”進行課前、課中模型比較，實現多屏“同步直播”找出差異。并用“聚焦”和“至教材”工具歸納出DNA分子結構的特點。教師打開“PK板”量化評價。

設計意圖： 引導學生在科學探究過程中形成嚴謹治學的態度。通過對事實和概念的解析，在不斷修正模型過程中,培養科學思維、模型構建和創新能力。同時，體驗成功的樂趣。

5.5 歸納總結，學以致用 教師引導學生根據DNA分子結構的特點，分析總結出DNA分子的特性： 多樣性、穩定性和特異性。正因為有這樣的特性，所以DNA鑒定的證據才能夠成為司法部門的終極利器！回歸到創設情境時的問題提出，順理成章地解決問題，首尾呼應。利用“暢言智慧課堂”系統“討論區”，請每位學生圍繞“DNA”關鍵詞，將本節課所學的內容進行“飛花令”總結。根據各小組學生發帖的數量，累積活躍度。為本組贏得積分。

設計意圖： 用結構與功能相適應的觀點，認識DNA分子結構的特點，理解DNA特性，樹立生命觀念。內化了學生“社會責任”感的核心素養。同時，通過課堂互動的“討論區”及積分累積制，激發每位學生的積極參與發帖的興趣，共同回憶所學內容。避免了平時課堂提問總結參與的局限性。

5.6 課堂反饋，師生評價 教師從互動課堂的“草稿箱”中調出試題，通過“即時互動測評”發布給全班學生。答題完畢，“大數據”平臺即時呈現全班測評結果，能準確、快速地檢測學習效果。最后環節，教師引導學生通過“投票”工具進行組間互評，教師通過“PK板”工具全程即時評價，各小組累積“活躍度”。

設計意圖： 通過習題及大數據反饋課堂學習效果，評估目標達成情況。實時評價是引導學生積極學習的最好途徑，課堂上及時評價可幫助學生樹立小目標。教師課堂上全程通過“PK板”工具進行實時評價，能激發學生強烈的學習欲望，體現“SPT”模式的即時化。

6 課后交流

課后，學生將DNA模型進一步完善分享展示，教師在“作業平臺”上傳有關DNA研究的最新成果資源，讓學生拓展瀏覽。同時，通過“大數據精準學情庫”分析學情，布置“進階練習”對DNA結構相關知識點提升應用。及時批改分析，并通過“微課實時”錄制試題知識點講解，用微課視頻上傳發送。另外，還可在“班級空間”釋疑解惑。

設計意圖： 通過“暢言智慧平臺”師生之間即時互動和學情分析，能準確地掌握學生的學習動態，適時調整教學策略，掃清學生本節課內容的所有障礙。體現“SPT”模式的教學決策數據化。同時，進行資源拓展延伸，增長見識，提升學生的核心素養。

本節課例是基于“SPT”智慧課堂教學模式，師生可通過平板多工具自如切換合理應用的一種教學范式?！皶逞灾腔燮脚_”系統高效地整合了多種教學App，如： 電子白板、大數據精準學情庫、作業平臺和班級空間等。體現了該模式資源推送智能化、交流互動立體化、評價反饋即時化和教學決策數據化的特征。