翻转课堂在初中生物实验教学中的应用研究

发布时间：2016-08-04 09:52

1  引  言 

1.1  选题背景及研究意义
传统的应试教育在过去几十年为我国培养了大量的应用型人才，但社会的飞速发展，对 21 世纪的教育提出了新的要求，那便是培养具有探究能力和创新能力新型人才。因此我国应改革教育模式、教学方法和教学手段，来适应新时代人才发展的需求。 初中生物科学是一门基础性学科，对初中生认识生命，探索自然以及学生的身心发展都有着重要的作用。同时生命科学的学习和发展都离不开实验探索和验证，通过实验教学，可以促进理论教学更好地进行。初中生物中的每一个实验，都能够在帮助学生积累生物知识的同时提高动手能力。《全日制义务教育生物课程标准》的课程目标中提到：“初步具有生物学实验操作的基本技能、一定的科学探究和实践能力，养成科学思维的习惯”[2]。因此，改善初中生物实验教学的教学方式，培养学生的动手能力，提高教学效率，是当前生物教学改革的必由之路。 近年来，“翻转课堂”教学模式可谓是风靡全球。它是建构主义学习理论的一种成功尝试，改变了以往教学过程中学生被动接受信息的教学模式，使得学生获得学习的主动权。学生通过自主和协作的方式主动建构知识系统，教师由知识的施与者变成了学习过程的引导者和帮助者。在国内外，针对“翻转课堂”的研究主要集中在两个方面，一方面是对“翻转课堂”理论的研究，另一方面是对其实践应用的研究，而后者多集中在对高等教育中应用翻转课堂的研究，在基础教育中应用的研究还较少，尤其是具体针对初中生物实验教学研究就更是罕见了。 因此，笔者拟通过对翻转课堂在初中生物实验教学中应用的必要性、可行性进行分析，并根据初中生物实验特点进行翻转课堂教学模式的教学设计，最终总结出初中实验教学中应用翻转课堂教学模式的一般方法。希望本研究能为初中生物教学改革提供借鉴。
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1.2  国内外研究现状分析
19 世纪初期，在西点军校中就有人曾尝试过让学生在上课前查阅课程相关资料对知识点进行了解，在课堂上，将主动权交给学生，学生可以根据课前学习的内容进行讨论和辩驳，以合作的方式共同解决问题，只是可惜这种教学方式并没有得到推广。 翻转课堂第一次作为研究主题出现应该是在 2000 年，美国学者莫琳·拉赫、迈克尔·切格力亚和格伦·普拉特共同完成的文章《翻转课堂：创建一个包容性的学习环境的方法》中提出[3][5]。 翻转课堂在课堂教学中使用的起源应该是在 2007 年。美国林地公园高中的化学老师乔纳森·伯格曼（Jonathan Bergmann）和亚伦·萨姆斯（Aaron Sams）将录屏后的 PPT课件与讲解结合起来制作成视频，通过网络传给那些缺勤的学生补习功课，这成为了翻转课堂的雏形[4]。 2011 年萨尔曼·可汗（Khan）创办的可汗学院（The Khan Academy）使翻转课堂引起了人们的广泛关注。可汗学院为学习者提供了包括了数理化、经济学等学科的在线免费视频课程，让学习者可以根据自己的时间安排学习，可以随意调整学习的进度。这种开元、自由的学习方式得到了众多学习者的喜爱，也使得翻转课堂广为人知。 近年来，翻转课堂传入国内，广泛引起了教育界人们的关注，尤其是教育技术学的学者们，更是对翻转课堂的动向极为敏感。自 2012 年开始中国知网和万方数据库上陆续涌现出很多关于翻转课堂的期刊和硕博论文。学者们纷纷对翻转课堂的涵义、优势、教学模式等展开了研究和探讨。 通过文献的阅读，笔者整理了目前翻转课堂的典型教学案例，在国外主要有美国的可汗学院、艾尔蒙湖小学、明尼苏达州的石桥小学、克林顿戴尔高中、林地公园高中和河畔联合学区等；在国内的典型案例有山东杜郎口中学、重庆江津聚奎中学的“三四五六”模式、南京市九龙中学、深圳南山实验学校的翻转教学等[6]。
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2  研究的理论基础 

2.1  概念界定
笔者在文献综述中提到国内外研究翻转课堂内涵的学者很多，研究的成果也不尽相同。主要分为两种不同结论：一个是从教学实施的过程来阐述的，另一个则是从学习的本质过程角度出发来表述的。因此总结两种不同的结论，对翻转课堂的定义可以概括为：将传统的上课讲课下课做作业的两个教学阶段进行反转，课前让学生通过以教学视频为主的教学资源实现知识的传授，课上通过同学讨论、个别化辅导、自主探究或者测验题等方式完成知识的内化的一种教学模式。 那么，是不是学生在课前自主看了教学视频，课上参与老师安排的讨论等各种活动的教学就可以称为翻转课堂呢？其实不然。因为翻转课堂要达到的是课前完成知识传授，课上完成知识内化，只有达到了这两个条件，才能算作翻转课堂。也就是说，课前学生因借助高质量的教学资源以及教师和同伴的帮助来学习，达到超越传统课堂上教师讲授的学习效果，才算完成了知识的传授，才能为课堂的知识内化做好准备。而在课堂上，学生应当真正将知识内化才算完成了本节内容的学习。至于通过哪些活动进行内化知识，以及如何检测学生知识的内化程度，都应该根据具体的教学内容进行精心设计，这也是未来翻转课堂应该研究的重点所在。 
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2.2  研究的理论基础 
“学习金字塔”最早是是在 1946 年，由美国学者埃德加·戴尔提出的。通过他的研究他得出了这样的结论：不同的学习形式会产生不同的学习效果，其中阅读可以记住10%的内容；听讲可以记住 20%的内容；通过图片可以记住 30%的内容；视听结合可以记住 50%的内容；通过讨论可以记住 70%的内容；通过给别人讲解和动手操作可以记住90%。美国缅因州贝瑟尔国家培训实验室也对该理论进行了研究，并且得出了类似的结论，如图 2.1 所示。但是后者的结论中认为听讲较阅读而言，学生能记住的内容更少一些[20]。 虽然他们的理论有些许差别，但也足够给我们很多启示：在实际教学中应当根据教学内容选择恰当的教学形式，已达到更高的教学效果；并不是教师讲得越多，教学效果越好，因此应当多鼓励学生针对问题发表自己的看法，在条件允许的情况下给学生亲自动手的机会，这些都能提高学生的学习效率，达到事半功倍的效果。众所周知，建构主义源于认知发展理论，认为学习的发生需要学习者内在认知的主动建构而不是单纯的刺激和反应之间的联结[21]。建构主义学习理论强调，一方面学习的主体是学生，学习需要学生进行主动的意义建构，教师一味的灌输不利于学生建构自己的知识系统。也就是要突出学习过程中学生的主体地位。另一方面，学生在进行进行内部的意义建构时，需要进行建构知识的情景和帮助，因此教师应该在学生的学习中起到主导作用，为学生提供意义建构的情景和帮助。另外，学生在建构知识结构时，教师要考虑到学生的已有知识结构，根据学生的已有经验，创设学习情景，激发学生学习的积极性、主动性和合作精神。
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3  初中生物实验现状分析 .......... 12 
3.1  问卷设计与实施 ............ 12 
3.2  结果统计与分析 ............ 12 
3.3  初中生物实验教学存在的问题 .......... 18
3.4  在初中生物实验教学中应用翻转课堂的必要性和可行性分析 .... 19 
3.4.1  分析新课程标准对生物实验教学提出的新要求 ............ 19 
3.4.2  初中生物实验中应用翻转课堂的必要性和可行性 .......... 21 
4  基于翻转课堂教学模式的生物实验教学设计的框架建构 ............ 22 
4.1  翻转课堂的教学模型 ........ 22
4.2  基于翻转课堂教学模式的初中生物实验教学模式设计依据 ...... 25
4.3  基于翻转课堂教学模式的初中生物实验教学设计的基本思路 .... 28 
5  基于翻转课堂的初中生物实验教学案例 ...... 37 
5.1  验证性实验案例 ............ 37
5.2  探究性实验案例 ............ 42
5.3 比较分析 ......... 45
5.4 教学案例实施 ..... 46 

5  基于翻转课堂的初中生物实验教学案例 

初中生物实验总体可以分为演示型实验、验证性实验和探究性实验三种类型，由于课程标准中对演示型实验的要求多是教师演示，学生观察实验，，而且多数的演示型实验都比较简单，传统的实验教学方式可以实现教学目标，所以不建议采用翻转课堂的教学模式进行实验教学。因此本研究将针对剩余的两种实验类型分别进行案例设计与分析。 

5.1  验证性实验案例 

验证性实验是对已知的结论或假设进行验证的一种实验形式，在初中生物实验教学中，验证性实验是为了培养学生的实验操作技能，观察能力和实验数据分析能力。因此，验证性实验教学的重点是向学生传授正确的实验原理和实验流程，让学生理解实验原理、熟练实验操作流程。针对验证性实验的翻转课堂教学设计的基本思路是，课前向学生传授正确的实验规范和实验原理，课堂上学生通过亲自动手实践验证实验原理、熟练实验操作、锻炼动手能力。《练习显微镜的使用》属于人教版生物教材，七年级上册第二单元第一章《细胞是生命体的基本单位》的第一节。显微镜属于初中生物实验中最常用的仪器，后续学习的很多实验都要依靠显微镜才能完成，然而在日常生活中学生基本上没有机会接触显微镜，显微镜的认识和使用对于学生来说是比较困难的内容。因此《练习使用显微镜》这一实验内容在整个初中生物实验教学中显得尤为重要。 在传统的实验教学中，教师由于课堂时间短、实验设备不足等原因，往往采用教师演示配合讲解的形式来展开教学，这种情况下学生只能记忆操作步骤，而缺少练习机会，无法熟练的使用显微镜。 综合上述原因，笔者认为《练习显微镜的使用》这一节，适合采用翻转课堂的教学模式进行教学。 

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结  论

笔者查阅大量的有关翻转课堂和初中生物实验教学的文献，总结了翻转课堂在国内外的研究现状。通过设计和分析针对初中生物教师和初中生的调查问卷，发现目前初中生物实验教学存在生物实验教学不受重视、实验条件欠缺、实验教学方式需要改变以及忽视教学评价等问题。针对这些问题，在建构主义学习理论、人本主义学习理论、学习金字塔理论的指导下，设计了基于翻转课堂教学模式的初中生物实验教学模式。该教学模式结合生物实验学科特点，充分发挥了翻转课堂体现学生主体地位、培养学生探究能力的优势。最后，分别为以《练习显微镜的使用》和《馒头在口腔中的变化》为案例，进行基于翻转课堂的生物验证性实验和生物探究性实验的教学设计，并在实际教学中试用该教学模式，理论联系实际，为广大一线教师提供了借鉴。  
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参考文献(略)

本文编号：84477