利用慕课促进高中学生掌握生物学概念

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  摘要:针对高中生物学科特点,利用慕课促进高中学生掌握生物学概念,变革教与学的方式,让优质教育资源共享,让个性化、自主性、互动式教学成为可能,从以教为主转向以学为主,让学生按自己的步骤、以自己喜欢的方式学习,有利于学生对高中生物学基础知识的夯实、创造性思维的培养,有利于学习主动性、积极性和自觉性的激发。
  关键词:慕课 学生 生物学概念 创新
  高中生物慕课是高中生物教师围绕某个高中生物知识点或教学环节或高中生物核心概念开展的简短而完整的教学微视频。针对高中生物学科特点,变革教与学的方式,让优质教育资源共享,让个性化、自主性、互动式教学成为可能,从以教为主转向以学为主,让学生按自己的步骤、以自己喜欢的方式学习,有利于学生夯实生物学基础知识,培养创造性思维,有利于学习主动性、积极性和自觉性的激发。通过课堂的翻转,教师的教学方法与学生的学习方式发生根本改变,学生的学习兴趣、参与意识、学习质量和探究能力都有可能提高,能真正实现个性化教学,促进教育公平,提高教育教学质量。
  一、利用慕课,促进高中生物优质资源共享及教学模式的不断变革
  由于发展的不平衡,教育优质资源的不足,导致我国东部和西部等地区的教育质量存在巨大差异,而借助先进的信息技术和网络平台出现的慕课,则可以使得大规模并且个性化的科学学习活动成为可能,使不同地区不同人群共享优质教育资源成为可能。以慕课的形式,让学生能够体验国外优秀教师采用的讲授型、演示型、实验型等多种教学模式进行的互动式教学传播,充分调动学习自主性。高中生物教师依据生物课程标准、生物学科特点,开发出以微视频为主要载体的微课,成为能够共享的优质教育资源,让学生能够体验到新的学习生物学的模式。信息技术的飞速发展及其在教育教学中的应用,从多媒体课堂教学模式,到生物学课堂教学计算机辅助教学模式,进而到了基于网络的生物教学模式——学生在教室手持平板电脑,通过校园无线网连接课件并配合投影仪等其他辅助设备,共享生物学课程等课内外学习内容,并随时用平板电脑与教师进行即时问答的互动或自主学习。这种学习场景已彻底改变了学科教育的传统认知模式,为学生营造了充分调动其自主性的良好学习环境。
  二、利用慕课促进高中学生掌握生物学概念
  1.利用慕课让学生了解减数分裂、同源染色体、联会、四分体的概念
  (1)许多科学家相继观察到,无论动物或植物的生殖细胞在形成过程中,染色体数目都要减少一半,并将这个过程命名为“减数分裂”。
  (2)动画演示“同源染色体的形成过程”:精卵结合形成受精卵后,来自精子(父方)的每条染色体一般都能在来自卵细胞(母方)的染色体中找到一个与之大小、形状相同的染色体,我们把这样的2条染色体称为同源染色体。所以说受精卵中的染色体是一半来自父方,一半来自母方;由受精卵有丝分裂而来的体细胞中染色体也是一半来自父方,一半来自母方。原始生殖细胞(如精原细胞)就是由体细胞分裂、分化而形成的,所以原始生殖细胞中也存在着同源染色体。
  (3)动画演示“同源染色体联会时的动态变化和四分体形成过程”,教师进行解说:“当精原细胞染色体复制完成后,进入减数第1次分裂前期,这时可以明显看到初级精母细胞中原来分散存在的染色体开始进行两两配对。配对的2条染色体互为同源染色体,这种现象称为联会。联会的每对同源染色体含有4条染色单体,叫四分体。”
  2.利用慕课促进学生掌握减数分裂过程
  利用慕课展示精子的形成过程,设疑探究:整个过程细胞分裂了几次?分裂前后细胞染色体如何变化?课件展示一遍后,停留在减数第1次分裂后期,设疑探究:①这个细胞正在进行哪一种方式的细胞分裂?试说明理由。②这个细胞中有几条染色体,几条染色单体?⑨这个细胞中有几对同源染色体,它们是哪几对?④这个细胞中哪些是非同源染色体?⑤细胞中哪些是姐妹染色单体?哪些是非姐妹染色单体?⑥这个细胞中在全部细胞分裂后,子细胞中有几条染色体?通过探究后让学生弄清减数第1次分裂过程是染色体配对,形成四分体,同源染色体的分离、染色体数目减半。
  (1)动画演示“减数第1次分裂中期和后期染色体的行为变化”。减数第1次分裂中期四分体排列在赤道板上,后期同源染色体分离;与有丝分裂中后期进行比较;分析减数第1次分裂中期和后期细胞内染色体数量、染色单体数量和DNA含量如何变化。
  (2)动画演示“次级精母细胞形成过程”。提出问题:次级精母细胞中染色体数与初级精母细胞相比发生了怎样的变化?次级精母细胞会以怎样的方式进行减数第2次分裂?染色体数还会再减半吗?细胞内的染色体数量、染色单体数量和DNA含量又会如何变化?学生观看,教师解说:“接着,细胞膜从中部向内凹陷,分裂成2个子细胞,叫次级精母细胞。”
  (3)动画演示“次级精母细胞到精子的过程”。教师解说:“减数第2次分裂类似有丝分裂过程。前期,细胞内的染色体散乱分布;中期(与有丝分裂中期进行比较),染色体的着丝点排成一排,排列在细胞中央的赤道板上;后期(与有丝分裂后期进行比较),染色体的着丝点分裂,一分为二,2个姐妹染色单体分开成为2个子染色体(注:不是同源染色体),在纺锤丝的牵引下,移向两极;接着,细胞继续分裂,每个次级精母细胞分裂成2个精细胞,共形成4个精细胞,减数分裂完成。”
  停留在减数第2次分裂后期,设疑探究:①染色体、染色单体、DNA如何变化?②比较2次细胞分裂的异同点,试说明原因。强调“减数第2次分裂是着丝点分裂,姐妹染色单体分开,分别移向细胞两极”。
  (4)根据精子形成过程的学习,自主学习卵细胞的形成过程。
  3.利用慕课练习促进学生巩固减数分裂概念
  (1)学生根据视频中所给的基础练习,写出同源染色体、四分体、减数分裂的概念,减数第1次分裂过程中染色体的行为变化特点,减数第2次分裂染色体的行为变化特点,配子中染色体形态和数目特点,回答为什么次级精母细胞的染色体数目减半,何时减半,精子的形成和卵细胞的形成有何异同点等问题,达到80分即可进入下一个练习,未达到80分则从头开始。   (2)分析减数分裂各时期细胞内的染色体数量、染色单体数量和DNA含量的变化情况。展示图表,学生回答填表(以精原细胞中染色体数2n,DNA数2c为例),并布置学生绘出减数分裂过程中染色体、DNA变化曲线图。学生能在“精子形成过程图解”中填出减数分裂各个时期细胞的名称、细胞内染色体数目、DNA数目等。同时学生能独立画出各个时期的图像(主要是染色体的变化),从而达到巩固强化的目的。根据学生绘制情况,指出错误,以引导思维的方式提出问题,让学生分析思考,寻找正确的答案。
  这样,通过慕课,学生能够将减数分裂各个时期的图像进行识别,培养识图和判断能力;学生分析减数分裂过程中染色体和DNA的行为和数量变化规律,培养分析和判断能力。在学习过程中学生能够抓住重点,理解原理,掌握过程,学起来不但有趣,而且能牢固掌握。对于比较难懂和核心的知识内容,要认真剖析、深入对比。如减数分裂与有丝分裂图像的区别,可以运用图形、曲线进行DNA、染色体变化分析,加深记忆和理解,效果会更好。学生自主观看相关慕课视频,观看过程中遇到难点,可以采用适当方式与教师进行交流互动;完成慕课视频中的进阶习题;记录尚未解决的问题,留待课堂讨论。教师进行有针对性辅导,提供必要练习夯实学生知识基础;通过对相关知识点的系统梳理,形成对完整知识体系的构建。
  三、利用慕课掌握生物学概念促进高中学生积极参与科技活动
  笔者在指导学生开展((不同修复植物对改善篑笃湖生态环境差异性研究》的科技活动中,利用慕课让学生学习生态浮床技术,掌握植物修复方法,了解修复效果。学生在掌握了这些生物学概念后,迫切地想参与到科学研究过程中,利用慕课所学的知识进行归纳整理、分类鉴定不同修复植物种类,比较修复差异(从修复后水质差异、植物生长状况、不同水体重金属含量、不同修复水域鱼类的分布、鱼体重金属含量差异等),力图寻求植物修复有效性、针对性和组合性,提高植物治理水域污染的效果。激发学生探索自然界生物结构、生命现象的兴趣和思维的自觉性。将他们的活动做成微视频,协助环保部门宣传环境保护的政策与法规,提高自身对贫笃湖污染及治理状况的认识,也促使更多的市民认识和关心贫笃湖水域资源的保护意义,养成保护环境的良好习惯。
  实践证明,在教学中能否引导学生进入一种最佳的学习情境是教学成败的关键。而应用慕课辅助教学,改变传统的教学模式,可以把复杂的问题具体化,把抽象的问题形象化,动中有静,静中有动,给学生创设一种良好的学习氛围。从以教为主转向以学为主,让学生按自己的步骤、以自己喜欢的方式学习,激发学生的学习热情,使他们积极主动参与到教学中,从而大大提高课堂教学效率。
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