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[摘要]在高中生物教学中，教师应精准挖掘预学习数据，对学生的预学习成效进行精准定位，从而开展精准教学，使学生的生物学习更高效。文章以《物质跨膜运输的方式》教学为例，探究基于预学习数据分析的精准教学模式。
[关键词]预学习;数据分析;精准教学
[中图分类号]G633.91
[文献标识码] A
[文章编号] 1674-6058（ 2020） 35-0083-03
一、预学习数据与精准教学
精准教学是一种高效的面向知识教学的方法[1]。精准教学需聚焦三个问题：预学习数据的精准挖掘，预学习情况的精准定位，基于预学习数据的精准教学决策[2]。預学习数据的精准挖掘指教师分析教材和学情后，布置预学习检测，采集数据，通过对数据的分析挖掘，形成对教学有价值的信息。预学习情况的精准定位指教师根据预学习数据，寻找学生学习困难的知识点，确定教学重难点。精准教学决策指教师在精准挖掘预学习数据和精准定位预学习情况的基础上，制订教学计划，设计学生活动，突破教学重难点。
二、《物质跨膜运输的方式》一节的精准教学
（一）预学习数据的精准挖掘
《物质跨膜运输的方式》（人教版高中生物必修1第四章第三节）的内容包括被动运输（分为自由扩散和协助扩散）和主动运输两部分，此外还介绍了胞吞和胞吐。课程标准对本部分的要求是能说明物质进出细胞的方式。通过前三章的学习，学生已经掌握细胞的结构基础和物质基础的相关知识，学习了分泌蛋白的合成和运输的过程，初步认识了同位素标记法。通过第四章第1、2节的学习，学生已经知道动物细胞和成熟的植物细胞通过渗透作用吸水和失水，碘离子可以逆浓度梯度进入甲状腺滤泡上皮细胞的生物学事实。
课前利用智慧课堂的作业平台布置预习任务，指导学生完成预习检测。每道题目检测的知识点如表1所示。利用作业平台，生成班级学生每道题目的得分率，并和年段所有学生的得分进行对比，制成柱状图（如图1），同时得到每道题目各选项的选择人数，制成饼状图（如图2）。
（二）预学习情况的精准定位
通过图1，得出学生第1题、第2题、第3题的得分较高，第4题、第5题、第6题的得分较低。即学生在“说明主动运输的特点、理解生物膜的结构特点、归纳大分子物质跨膜运输的特点”等方面存在学习障碍。因此，笔者将本节课的教学重难点聚焦在这三个方面上。
（三）基于预学习数据的精准教学决策
由于学生通过自主预习能较好地掌握被动运输的特点，笔者首先设计通过举例、观察，让学生能主动比较被动运输的两种方式，渗透结构与功能观;其次，通过解读图表、分析讨论、角色扮演等多种方式，突破主动运输及其意义这一难点，训练学生的科学思维;再次，让学生回忆分泌蛋白的合成和运输的过程，理解生物膜的结构特点，在此基础上归纳大分子物质跨膜运输的特点;最后，通过概念图的建构，总结物质跨膜运输的几种方式，提升学生的归纳与概括能力。基于预学习数据的精准教学决策如图3所示。
（四）《物质跨膜运输的方式》精准教学实战
1.基于预学习数据的分析
展示图1，确定本节课的知识重难点——说明主动运输的特点;理解生物膜的结构特点;归纳大分子物质跨膜运输的特点。
设计意图：基于预学习数据，让学生明确自己的薄弱项和本节课的学习重难点，从而有目的地听课，进行精准学习。
2.精准学习
（1）被动运输
展示预习检测第1题的饼状图（如图4），说明学生基本掌握生物膜的流动镶嵌模型。请学生表达生物膜的流动镶嵌模型内容。通过问题“生物膜中的脂质和蛋白质在物质跨膜运输的过程中分别起到什么作用？”过渡，展示脂双层，举例H，O、O2、CO2、N2、甘油、尿素、性激素等物质可以自由通过。再举例葡萄糖不能直接通过脂双层，但红细胞能吸收葡萄糖，因为红细胞膜上有蛋白质，可以协助葡萄糖通过脂双层。给出载体蛋白概念。接着，归纳被动运输，指明被动运输的动力来源是浓度差。最后，展示预习检测第2、3题的饼状图（如图5），讲评习题。
预习检测第2题：下列物质进出细胞膜的方式，属于自由扩散的是（ ）。
A.葡萄糖 B.氨基酸 C.CO2 D.胰岛素
预习检测第3题：下列关于协助扩散的叙述，不正确的是（ ）。
A.物质从浓度高的一侧运动到浓度低的一侧
B.需要载体蛋白的协助
C.红细胞吸收葡萄糖是协助扩散
D.该过程需要消耗能量
设计意图：通过预习检测第1题，检测学生对生物膜的流动镶嵌模型的掌握情况。通过学生表达生物膜的流动镶嵌模型，提高学生口头语言的表达能力。通过预习检测、数据分析，已知学生通过预习，基本知道自由扩散的例子，但在协助扩散的特点掌握上个别学生还存在困难。通过举例各种物质通过脂双层的情况，对比自由扩散和协助扩散的特点。最后，通过预习检测第2、3题的讲评，加强学生对被动运输的理解。
（2）主动运输
首先，展示人教版必修1教材第63页的实例“I一逆浓度梯度进入甲状腺滤泡上皮细胞”，指出这种运输方式是主动运输。提出问题：影响主动运输的因素有哪些？其次，讲评预习检测第4题。
预习检测第4题：人体肝细胞内CO2分压和K十浓度高于细胞外，而O2分压和Na 浓度低于细胞外，上述四种物质中通过主动运输进入该细胞的是（ ）。
A.CO2
B.O2
C.Na
D.K
此题考查学生能否理解主动运输的物质是从低浓度一侧运输到高浓度一侧。再者，通过人教版必修1教材第73页的技能训练，解读图表，检测学生是否真正掌握主动运输的方向。接着，给出科学家研究葡萄糖进入小肠上皮细胞的实验资料（如表2），引导学生讨论，通过智慧课堂平台提交实验结论，得出载体和能量会影响葡萄糖进入小肠上皮细胞。最后，请学生上台角色扮演葡萄糖进入小肠上皮细胞的过程，小结主动运输的实例及其意义。 设计意图：通过学生已掌握的生物学事实，导入主动运输。通过设问激发学生的学习兴趣。通过讲评预习检测第4题，技能训练、图表解读，学生能真正理解主动运输的方向，并掌握把题目文字转换成图表的解题方法。通过分析葡萄糖进入小肠上皮细胞的实验，利用智慧课堂平台，讨论主动运输的影响因素。通过角色扮演，增加学生的参与性和体验感，提高课堂趣味性，加深学生对主动运输特点的理解，突破教学难点。
（3）大分子物质的跨膜运输
教师：以上是小分子物质的跨膜运输，那么大分子物质蛋白质是以被动运输还是主动运输的方式进出细胞膜呢？还是有其他的运输方式呢？展示预习检测第5题及其答题情况。
预习检测第5题：胰岛素的合成与分泌过程说明细胞膜具有（ ）。
A.一定的流动性
B.选择透过性
C.较大的稳定性
D.运输物质的功能
此题的答题情况较不理想。指导学生回忆，并上台讲述分泌蛋白的合成和运输过程。再者，动画展示胞吞胞吐的例子。通过讲评预习检测第6题，归纳大分子物质跨膜运输的特点。
预习检测第6题：细胞膜转运大分子物质一般（ ）。
A.不消耗能量
B.不依赖膜的流动性
C.不需要载体参与 D.不需要线粒体参与
设计意图：通过设问、过渡，引入大分子物质的跨膜运输。联系“分泌蛋白的合成和运输过程”，由旧知建构新知，通过动画播放，帮助学生更好地理解胞吞和胞吐的运输过程，归纳特点。
3.总结反思，建构概念图
学生总结反思，形成“物质跨膜运输的方式”的知识网络，建构概念图，利用智慧课堂平台拍照上传（如图6）。
设计意图：通过概念图建构，让学生掌握概念与概念之间的联系，形成知识网络结构。
4.当堂检测，获取新数据
通过智慧课堂平台，发布当堂检测。学生完成后，通过平板提交答案。
当堂检测第1题：图7表示某生物膜的部分结构，图中a、b、c、d表示某些物质，请选择1、2、3、4分别表示物质跨膜运输的哪种方式。（ ）
A.自由扩散
B.协助扩散
C.主动运输
D.胞吞
当堂检测第2题：图8是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液中吸收K 和NO2一的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素分别是（ ）。
A.载体数量、能量
B.能量、载体数量
C.载体数量、离子浓度
D.能量、离子浓度
设计意图：当堂检测第1题考查物质跨膜运输方式模式图，当堂检测第2题考查影响跨膜运输因素的曲线，检测学生本节课的学习情况。
5.基于新数据，布置作业
通过智慧课堂平台的数据分析，得出当堂检测第2题的得分率为42%，比第1题的得分率低，说明学生还不能熟练分析影响物质跨膜运输因素的曲线，因此布置作业：其一，自主學习“影响物质跨膜运输因素的曲线图”;其二，思考离子的跨膜运输是不是都是以主动运输方式进行的。
三、教学反思
通过对预学习数据的精准挖掘，对学生的预学习成效实施精准定位，辅助教师开展精准教学。从课前数据到课堂数据再到课后作业布置，层层推进，同时运用智慧课堂抢答、随机进行小组PK、讨论，实现活动多元化，让学生成为学习的主体。在此过程中，渗透结构与功能观，培养学生运用证据和逻辑做出判断的科学精神，以及归纳与概括、演绎与推理、模型与建模等科学思维能力。
[参考文献]
[1]祝智庭，彭红超.信息技术支持的高效知识教学：激发精准教学的活力[J].中国电化教育，2016（1）：18-25.
[2]雷云鹤，祝智庭.基于预学习数据分析的精准教学决策[J].中国电化教育，2016（6）：27-35.
（责任编辑 黄春香）
[关键词]预学习;数据分析;精准教学
[中图分类号]G633.91
[文献标识码] A
[文章编号] 1674-6058（ 2020） 35-0083-03
一、预学习数据与精准教学
精准教学是一种高效的面向知识教学的方法[1]。精准教学需聚焦三个问题：预学习数据的精准挖掘，预学习情况的精准定位，基于预学习数据的精准教学决策[2]。預学习数据的精准挖掘指教师分析教材和学情后，布置预学习检测，采集数据，通过对数据的分析挖掘，形成对教学有价值的信息。预学习情况的精准定位指教师根据预学习数据，寻找学生学习困难的知识点，确定教学重难点。精准教学决策指教师在精准挖掘预学习数据和精准定位预学习情况的基础上，制订教学计划，设计学生活动，突破教学重难点。
二、《物质跨膜运输的方式》一节的精准教学
（一）预学习数据的精准挖掘
《物质跨膜运输的方式》（人教版高中生物必修1第四章第三节）的内容包括被动运输（分为自由扩散和协助扩散）和主动运输两部分，此外还介绍了胞吞和胞吐。课程标准对本部分的要求是能说明物质进出细胞的方式。通过前三章的学习，学生已经掌握细胞的结构基础和物质基础的相关知识，学习了分泌蛋白的合成和运输的过程，初步认识了同位素标记法。通过第四章第1、2节的学习，学生已经知道动物细胞和成熟的植物细胞通过渗透作用吸水和失水，碘离子可以逆浓度梯度进入甲状腺滤泡上皮细胞的生物学事实。
课前利用智慧课堂的作业平台布置预习任务，指导学生完成预习检测。每道题目检测的知识点如表1所示。利用作业平台，生成班级学生每道题目的得分率，并和年段所有学生的得分进行对比，制成柱状图（如图1），同时得到每道题目各选项的选择人数，制成饼状图（如图2）。
（二）预学习情况的精准定位
通过图1，得出学生第1题、第2题、第3题的得分较高，第4题、第5题、第6题的得分较低。即学生在“说明主动运输的特点、理解生物膜的结构特点、归纳大分子物质跨膜运输的特点”等方面存在学习障碍。因此，笔者将本节课的教学重难点聚焦在这三个方面上。
（三）基于预学习数据的精准教学决策
由于学生通过自主预习能较好地掌握被动运输的特点，笔者首先设计通过举例、观察，让学生能主动比较被动运输的两种方式，渗透结构与功能观;其次，通过解读图表、分析讨论、角色扮演等多种方式，突破主动运输及其意义这一难点，训练学生的科学思维;再次，让学生回忆分泌蛋白的合成和运输的过程，理解生物膜的结构特点，在此基础上归纳大分子物质跨膜运输的特点;最后，通过概念图的建构，总结物质跨膜运输的几种方式，提升学生的归纳与概括能力。基于预学习数据的精准教学决策如图3所示。
（四）《物质跨膜运输的方式》精准教学实战
1.基于预学习数据的分析
展示图1，确定本节课的知识重难点——说明主动运输的特点;理解生物膜的结构特点;归纳大分子物质跨膜运输的特点。
设计意图：基于预学习数据，让学生明确自己的薄弱项和本节课的学习重难点，从而有目的地听课，进行精准学习。
2.精准学习
（1）被动运输
展示预习检测第1题的饼状图（如图4），说明学生基本掌握生物膜的流动镶嵌模型。请学生表达生物膜的流动镶嵌模型内容。通过问题“生物膜中的脂质和蛋白质在物质跨膜运输的过程中分别起到什么作用？”过渡，展示脂双层，举例H，O、O2、CO2、N2、甘油、尿素、性激素等物质可以自由通过。再举例葡萄糖不能直接通过脂双层，但红细胞能吸收葡萄糖，因为红细胞膜上有蛋白质，可以协助葡萄糖通过脂双层。给出载体蛋白概念。接着，归纳被动运输，指明被动运输的动力来源是浓度差。最后，展示预习检测第2、3题的饼状图（如图5），讲评习题。
预习检测第2题：下列物质进出细胞膜的方式，属于自由扩散的是（ ）。
A.葡萄糖 B.氨基酸 C.CO2 D.胰岛素
预习检测第3题：下列关于协助扩散的叙述，不正确的是（ ）。
A.物质从浓度高的一侧运动到浓度低的一侧
B.需要载体蛋白的协助
C.红细胞吸收葡萄糖是协助扩散
D.该过程需要消耗能量
设计意图：通过预习检测第1题，检测学生对生物膜的流动镶嵌模型的掌握情况。通过学生表达生物膜的流动镶嵌模型，提高学生口头语言的表达能力。通过预习检测、数据分析，已知学生通过预习，基本知道自由扩散的例子，但在协助扩散的特点掌握上个别学生还存在困难。通过举例各种物质通过脂双层的情况，对比自由扩散和协助扩散的特点。最后，通过预习检测第2、3题的讲评，加强学生对被动运输的理解。
（2）主动运输
首先，展示人教版必修1教材第63页的实例“I一逆浓度梯度进入甲状腺滤泡上皮细胞”，指出这种运输方式是主动运输。提出问题：影响主动运输的因素有哪些？其次，讲评预习检测第4题。
预习检测第4题：人体肝细胞内CO2分压和K十浓度高于细胞外，而O2分压和Na 浓度低于细胞外，上述四种物质中通过主动运输进入该细胞的是（ ）。
A.CO2
B.O2
C.Na
D.K
此题考查学生能否理解主动运输的物质是从低浓度一侧运输到高浓度一侧。再者，通过人教版必修1教材第73页的技能训练，解读图表，检测学生是否真正掌握主动运输的方向。接着，给出科学家研究葡萄糖进入小肠上皮细胞的实验资料（如表2），引导学生讨论，通过智慧课堂平台提交实验结论，得出载体和能量会影响葡萄糖进入小肠上皮细胞。最后，请学生上台角色扮演葡萄糖进入小肠上皮细胞的过程，小结主动运输的实例及其意义。 设计意图：通过学生已掌握的生物学事实，导入主动运输。通过设问激发学生的学习兴趣。通过讲评预习检测第4题，技能训练、图表解读，学生能真正理解主动运输的方向，并掌握把题目文字转换成图表的解题方法。通过分析葡萄糖进入小肠上皮细胞的实验，利用智慧课堂平台，讨论主动运输的影响因素。通过角色扮演，增加学生的参与性和体验感，提高课堂趣味性，加深学生对主动运输特点的理解，突破教学难点。
（3）大分子物质的跨膜运输
教师：以上是小分子物质的跨膜运输，那么大分子物质蛋白质是以被动运输还是主动运输的方式进出细胞膜呢？还是有其他的运输方式呢？展示预习检测第5题及其答题情况。
预习检测第5题：胰岛素的合成与分泌过程说明细胞膜具有（ ）。
A.一定的流动性
B.选择透过性
C.较大的稳定性
D.运输物质的功能
此题的答题情况较不理想。指导学生回忆，并上台讲述分泌蛋白的合成和运输过程。再者，动画展示胞吞胞吐的例子。通过讲评预习检测第6题，归纳大分子物质跨膜运输的特点。
预习检测第6题：细胞膜转运大分子物质一般（ ）。
A.不消耗能量
B.不依赖膜的流动性
C.不需要载体参与 D.不需要线粒体参与
设计意图：通过设问、过渡，引入大分子物质的跨膜运输。联系“分泌蛋白的合成和运输过程”，由旧知建构新知，通过动画播放，帮助学生更好地理解胞吞和胞吐的运输过程，归纳特点。
3.总结反思，建构概念图
学生总结反思，形成“物质跨膜运输的方式”的知识网络，建构概念图，利用智慧课堂平台拍照上传（如图6）。
设计意图：通过概念图建构，让学生掌握概念与概念之间的联系，形成知识网络结构。
4.当堂检测，获取新数据
通过智慧课堂平台，发布当堂检测。学生完成后，通过平板提交答案。
当堂检测第1题：图7表示某生物膜的部分结构，图中a、b、c、d表示某些物质，请选择1、2、3、4分别表示物质跨膜运输的哪种方式。（ ）
A.自由扩散
B.协助扩散
C.主动运输
D.胞吞
当堂检测第2题：图8是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液中吸收K 和NO2一的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素分别是（ ）。
A.载体数量、能量
B.能量、载体数量
C.载体数量、离子浓度
D.能量、离子浓度
设计意图：当堂检测第1题考查物质跨膜运输方式模式图，当堂检测第2题考查影响跨膜运输因素的曲线，检测学生本节课的学习情况。
5.基于新数据，布置作业
通过智慧课堂平台的数据分析，得出当堂检测第2题的得分率为42%，比第1题的得分率低，说明学生还不能熟练分析影响物质跨膜运输因素的曲线，因此布置作业：其一，自主學习“影响物质跨膜运输因素的曲线图”;其二，思考离子的跨膜运输是不是都是以主动运输方式进行的。
三、教学反思
通过对预学习数据的精准挖掘，对学生的预学习成效实施精准定位，辅助教师开展精准教学。从课前数据到课堂数据再到课后作业布置，层层推进，同时运用智慧课堂抢答、随机进行小组PK、讨论，实现活动多元化，让学生成为学习的主体。在此过程中，渗透结构与功能观，培养学生运用证据和逻辑做出判断的科学精神，以及归纳与概括、演绎与推理、模型与建模等科学思维能力。
[参考文献]
[1]祝智庭，彭红超.信息技术支持的高效知识教学：激发精准教学的活力[J].中国电化教育，2016（1）：18-25.
[2]雷云鹤，祝智庭.基于预学习数据分析的精准教学决策[J].中国电化教育，2016（6）：27-35.
（责任编辑 黄春香）