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指向学科核心素养的生物名师工作室APP开发研究是以生物名师工作室为载体，发挥名师的示范、激励、凝聚、辐射和带动作用，以便携式手机或PAD作为学习终端，开发高中生物学习APP，让学生可以随时随地获取教师的教学视频、教学资料、作业资源等，实时参与问题发布和探讨，以该新颖的方式学习高中生物课程，从而发展学生生命观念、科学思维、科学探究和社会责任4个方面的生物学学科核心素养。下面以“分子与细胞”模块为例，来介绍基于高中生物名师工作室APP的教学实践。
1高中生物名师工作室进行教学实践研究的教学思想
新课程倡导的学习方式是现代学习方式，主要有自主学习、合作学习和探究学习3种。其中，自主学习对学生的终生学习有很大的帮助，自主学习就是“自我导向、自我激励、自我监控”的学习。目前，中学生的自主学习主要是通过看书（阅读）、整理、做题等传统方式。利用移动APP来进行自主学习是一种全新的学习方式，更能激发学生的学习兴趣，使得学生更乐意学习，即学起来更主动、更自觉、更有趣、更高兴。前苏联教育家苏霍姆林斯基指出：“只有能够激发学生自我学习的教育，才是真正的教育。”另外，学生进行高中生物课程学习过程中出现很大差异也是一种常见现象。通过开发合适的APP可以让学生进行个性化学习，让每个学生发挥自己独特的天赋、偏好和优势，构建适合自己的个性化学习方案，实现短时高效，从而能在较短的时间内缩小差距。
2APP应用于高中生物教学的可行性与必要性
对照高中生物新课标，会发现传统教学存在的两大问题：①受应试教育的影响，中学生物教学普通存在着过于重视知识点的梳理与训练，却忽视关注生命本质的问题;②理科不说理的现象，许多知识的传授都是直奔主题不讲道理，不说理的知识对学生来说只能死记硬背，而这样“不讲理”的教学无助于学生素养的发展。将相关APP引入生物教学有利于解决这两大问题。
高中生物学课程的根本任務是提高学生终生发展所需的生物学学科核心素养。生物学学科核心素养是学生在生物学课程学习过程中逐渐发展起来的，在解决真实情境中的实际问题时所表现出来的价值观念、必备品格与关键能力，是学生能力、知识、情感态度与价值观念的综合体现。学科核心素养的培养应贯穿于课堂教学和考试评价中。可教可学、可迁移的有意识的学科教育行为有利于学生生物学学科核心素养的培养。因此，通过开发合适的APP来培养学生的生物学学科核心素养是一个非常有效的途径。
目前，教育行政部门和学校都建有名师工作室，意图以名师带动教师队伍建设，促进教师专业成长。来自一线的优秀中青年教师加入名师工作室后，在其快速成长的道路上很重要的一个环节是要进行课题研究。工作室研究的主题往往具有前瞻性，是着眼于未来的研究主题，它应该来源于教育教学实践，应该关注当前课程改革的方向，关注新时期学生发展的动向。这样的教学科研才能有效提高教师研究能力，提升教育教学水平，促进学生素质的发展。而“基于高中生物名师工作室APP的教学实践”正好属于该类型的研究课题。
随着智能手机的普及，4G网络的全覆盖（目前5G网络也在许多城市试点，很快也即将全面覆盖），WIFI的普遍使用，使得学生使用移动APP进行学习成为可能。特别是智慧校园建设逐渐由试点向推广转变，智慧校园的功能之一是限制学生智能手机的上网范围。这样既可避免学生上网的副作用，又能实现学生人手一台智能手机，可随时上网学习相关APP。
美国发展心理学家约翰·弗拉维尔于20世纪70年代提出元认知理论，元认知的实质是人运用自我意识去监控和调整自己思维和学习的过程。学生利用APP进行移动学习属于元认知行为，不同于教师统一讲解的大班教学形式，学生自觉主动对知识点进行搜集、分析、整理，并进行针对性的强化练习，以掌握APP中揭示出的知识漏洞，完善认知结构，是学生主动把握自身认知学习的一种行为。APP的学习管理是学生的自控行为而非他控活动，学习者把自己的学习活动作为学习过程中的思考对象，并持续主动对其计划、评价、调节，目的是提高学习效率，最终实现学习目标。学习APP能够揭露学习的薄弱点，它带来的反馈信息能促使学生逐渐形成自学能力和元认知能力。
3“分子与细胞”模块内容在APP中分类
工作室自2017年以来，进行了“指向学科核心素养的生物名师工作室APP开发研究”，对高中生物各模块内容进行了APP的设计研究和在教学中的应用研究。目前，在“分子与细胞”模块内容进行APP开发研究时将其分为五大类，如图1所示。
3.1教学视频类
教学视频类主要是针对本模块的重要内容、学生学习感觉有一定难度的相关内容，由课题组部分教师录制了部分章节的教学实录。这些视频可让部分光靠课堂教学还不能完全掌握的学生利用空余时间，通过重复观看教学视频将有关内容弄懂。本模块中需要有录播课的内容是“生命活动的主要承担者——蛋白质”“遗传信息的携带者——核酸”“生物膜的流动镶嵌模型”“ATP的主要来源——细胞呼吸”“光合作用的原理和应用”“有丝分裂”等。这样能克服线下学习（传统课堂教学）不能重复的缺陷。
3.2微课类
这一类主要是解决本模块中的难点内容。例如，课题组成员利用H5制作平台中的全景窗口的控件，尝试制作了动物和植物细胞结构的全景讲解图形式的微课，可帮助学生理解和掌握动、植物细胞的亚显微结构。利用“手绘 故事”的表现形式制作了“一条染色体的自述”录屏式微课，该微课通过采用“拟人化”的手法设计了一个生动有趣的故事情境把有丝分裂过程中染色体的变化这一知识难点讲述的清清楚楚。利用H5制作的“ATP变形记”微课，在该微课中，通过手指（或鼠标）轻轻一滑就可借助文本或图形或语音进行交互式学习ATP的缩写、结构简式、结构模式图以及ATP在生命活动过程中的变化过程，学习用计算机三维动画模拟细胞内各个细胞器的分工与协作，加上语言的旁白和巩固联系制作的微课可以让抽象的内容更直观化，让学生很容易得出细胞是生命活动的基本单位这个结论。利用网上流传的“Superstal—一致敬叶绿体”视频制作的微课，让学生在朗朗上口的歌词中巩固学习光合作用的相关知识。 3.3教材辅导资源类
本模块的教材辅导资源来自三个方面。①比较不同版本教材的区别，将本地使用版本以外其他几个版本教材中特有的知识内容在APP中呈现，以供有需求的学生借以参考;②对教材内容的挖掘和拓展，对细胞学说建立、生物膜结构的探索历程、光合作用的探究历程等科学史在APP中进行了适当补充和完善;③为探究性学习创设情境需要补充相关图文信息资料、数据、各种图片或影像资料、社会关注的与生物学有关的热点问题资料，从学生生活经历中提出的探究性问题资料。由此开展的探究性学习非常有利于生物学学科核心素养的落实。
3.4实时辅导类
利用网上讨论平台主要进行作业答疑和课堂教学后对学生存在的疑问进行答疑。
3.5其他种类
不在上述类别中的内容都归在这一类中，如建立一些题库供有需要的学生进行训练、阶段复习内容、知识点巩固、单元考核等。
4教学实践与思考
工作室按以上设计在“分子与细胞”模块进行了2年教学实践。实践结果证明这样的教學对提高学生终生发展所需生物学科核心素养是非常有帮助的。
4.1
高中生物学习APP是发挥辅助的功能
高中生物学习APP主要用于教师辅助教学和学生辅助学习，千万不能喧宾夺主完全用来代替课堂教学。教师要以精心准备的课堂教学为主，绝对不能整堂课都让学生自己用APP学习，只能在有需要的时候进行适当的辅助教学。同时，学生也不能因为有了学习APP在，课堂学习时反而不认真听讲，寄希望于课后用学习APP去自学。如果这样做将会得不偿失，浪费时间，降低学习效率。
4.2发挥学习类APP积极作用，有效促进课堂教学
学习APP的诞生与科学技术的发展是紧密相关的，这是一种趋势，虽然在使用中出现了一定问题，如作业依赖和游戏化等，但不能因此而舍弃。该技术能有效地实现课堂向课外延伸，可实现学生由被动学习向主动学习发展，因此教师有责任在一线教学岗位上探索发挥它的积极作用。事实上，教师自己设计开发高中生物学习APP完全可以避开让学生直接抄答案，不用游戏类的激励设计就可趋利避害。2年多的教学实践活动充分证明了在课堂教学中使用能有效促进高中生物课堂教学。后续，笔者要充分接受学生和教师使用后的反馈意见，进一步完善和扩充学生需要和教师认为可行的内容。
4.3高中生物学习类APP资源建设的建议
随着新课标的落地，智慧校园的建设，未来学习类APP的使用会越来越多，其中最重要的一个环节便是资源建设。结合2年多的教学实践研究，对开发高中生物学习APP提出如下建议：①要以教师辅助教学和学生辅助学习为目的，当然APP中资料可以覆盖面大一些，让教师和学生有选择的余地。②建议以微课形式讲解知识内容，制作微课的方式可以有多种，其中推荐用H5制作高中生物交互微课。③重视设计培养四大生物学核心素养相关内容，让高中生物学习APP有利于学科核心素养的培养。④选择内容一定要根据新课标和新教材来定，目前可先开发两个必修模块的，特别是要注意新教材己作修改的部分，如必修1模块中ATP的内容。⑤教学视频最好由名师或在学生中有一定影响力的教师来担任。⑥作业试题的质量要保证，最好分有层次，让不同水平的学生都能有所收获。最后，专业的事让专业的人来做，一线高中生物教师主要负责设计和准备高中生物专业知识的各种资料，整合成APP软件则需要专业的软件公司来做。
1高中生物名师工作室进行教学实践研究的教学思想
新课程倡导的学习方式是现代学习方式，主要有自主学习、合作学习和探究学习3种。其中，自主学习对学生的终生学习有很大的帮助，自主学习就是“自我导向、自我激励、自我监控”的学习。目前，中学生的自主学习主要是通过看书（阅读）、整理、做题等传统方式。利用移动APP来进行自主学习是一种全新的学习方式，更能激发学生的学习兴趣，使得学生更乐意学习，即学起来更主动、更自觉、更有趣、更高兴。前苏联教育家苏霍姆林斯基指出：“只有能够激发学生自我学习的教育，才是真正的教育。”另外，学生进行高中生物课程学习过程中出现很大差异也是一种常见现象。通过开发合适的APP可以让学生进行个性化学习，让每个学生发挥自己独特的天赋、偏好和优势，构建适合自己的个性化学习方案，实现短时高效，从而能在较短的时间内缩小差距。
2APP应用于高中生物教学的可行性与必要性
对照高中生物新课标，会发现传统教学存在的两大问题：①受应试教育的影响，中学生物教学普通存在着过于重视知识点的梳理与训练，却忽视关注生命本质的问题;②理科不说理的现象，许多知识的传授都是直奔主题不讲道理，不说理的知识对学生来说只能死记硬背，而这样“不讲理”的教学无助于学生素养的发展。将相关APP引入生物教学有利于解决这两大问题。
高中生物学课程的根本任務是提高学生终生发展所需的生物学学科核心素养。生物学学科核心素养是学生在生物学课程学习过程中逐渐发展起来的，在解决真实情境中的实际问题时所表现出来的价值观念、必备品格与关键能力，是学生能力、知识、情感态度与价值观念的综合体现。学科核心素养的培养应贯穿于课堂教学和考试评价中。可教可学、可迁移的有意识的学科教育行为有利于学生生物学学科核心素养的培养。因此，通过开发合适的APP来培养学生的生物学学科核心素养是一个非常有效的途径。
目前，教育行政部门和学校都建有名师工作室，意图以名师带动教师队伍建设，促进教师专业成长。来自一线的优秀中青年教师加入名师工作室后，在其快速成长的道路上很重要的一个环节是要进行课题研究。工作室研究的主题往往具有前瞻性，是着眼于未来的研究主题，它应该来源于教育教学实践，应该关注当前课程改革的方向，关注新时期学生发展的动向。这样的教学科研才能有效提高教师研究能力，提升教育教学水平，促进学生素质的发展。而“基于高中生物名师工作室APP的教学实践”正好属于该类型的研究课题。
随着智能手机的普及，4G网络的全覆盖（目前5G网络也在许多城市试点，很快也即将全面覆盖），WIFI的普遍使用，使得学生使用移动APP进行学习成为可能。特别是智慧校园建设逐渐由试点向推广转变，智慧校园的功能之一是限制学生智能手机的上网范围。这样既可避免学生上网的副作用，又能实现学生人手一台智能手机，可随时上网学习相关APP。
美国发展心理学家约翰·弗拉维尔于20世纪70年代提出元认知理论，元认知的实质是人运用自我意识去监控和调整自己思维和学习的过程。学生利用APP进行移动学习属于元认知行为，不同于教师统一讲解的大班教学形式，学生自觉主动对知识点进行搜集、分析、整理，并进行针对性的强化练习，以掌握APP中揭示出的知识漏洞，完善认知结构，是学生主动把握自身认知学习的一种行为。APP的学习管理是学生的自控行为而非他控活动，学习者把自己的学习活动作为学习过程中的思考对象，并持续主动对其计划、评价、调节，目的是提高学习效率，最终实现学习目标。学习APP能够揭露学习的薄弱点，它带来的反馈信息能促使学生逐渐形成自学能力和元认知能力。
3“分子与细胞”模块内容在APP中分类
工作室自2017年以来，进行了“指向学科核心素养的生物名师工作室APP开发研究”，对高中生物各模块内容进行了APP的设计研究和在教学中的应用研究。目前，在“分子与细胞”模块内容进行APP开发研究时将其分为五大类，如图1所示。
3.1教学视频类
教学视频类主要是针对本模块的重要内容、学生学习感觉有一定难度的相关内容，由课题组部分教师录制了部分章节的教学实录。这些视频可让部分光靠课堂教学还不能完全掌握的学生利用空余时间，通过重复观看教学视频将有关内容弄懂。本模块中需要有录播课的内容是“生命活动的主要承担者——蛋白质”“遗传信息的携带者——核酸”“生物膜的流动镶嵌模型”“ATP的主要来源——细胞呼吸”“光合作用的原理和应用”“有丝分裂”等。这样能克服线下学习（传统课堂教学）不能重复的缺陷。
3.2微课类
这一类主要是解决本模块中的难点内容。例如，课题组成员利用H5制作平台中的全景窗口的控件，尝试制作了动物和植物细胞结构的全景讲解图形式的微课，可帮助学生理解和掌握动、植物细胞的亚显微结构。利用“手绘 故事”的表现形式制作了“一条染色体的自述”录屏式微课，该微课通过采用“拟人化”的手法设计了一个生动有趣的故事情境把有丝分裂过程中染色体的变化这一知识难点讲述的清清楚楚。利用H5制作的“ATP变形记”微课，在该微课中，通过手指（或鼠标）轻轻一滑就可借助文本或图形或语音进行交互式学习ATP的缩写、结构简式、结构模式图以及ATP在生命活动过程中的变化过程，学习用计算机三维动画模拟细胞内各个细胞器的分工与协作，加上语言的旁白和巩固联系制作的微课可以让抽象的内容更直观化，让学生很容易得出细胞是生命活动的基本单位这个结论。利用网上流传的“Superstal—一致敬叶绿体”视频制作的微课，让学生在朗朗上口的歌词中巩固学习光合作用的相关知识。 3.3教材辅导资源类
本模块的教材辅导资源来自三个方面。①比较不同版本教材的区别，将本地使用版本以外其他几个版本教材中特有的知识内容在APP中呈现，以供有需求的学生借以参考;②对教材内容的挖掘和拓展，对细胞学说建立、生物膜结构的探索历程、光合作用的探究历程等科学史在APP中进行了适当补充和完善;③为探究性学习创设情境需要补充相关图文信息资料、数据、各种图片或影像资料、社会关注的与生物学有关的热点问题资料，从学生生活经历中提出的探究性问题资料。由此开展的探究性学习非常有利于生物学学科核心素养的落实。
3.4实时辅导类
利用网上讨论平台主要进行作业答疑和课堂教学后对学生存在的疑问进行答疑。
3.5其他种类
不在上述类别中的内容都归在这一类中，如建立一些题库供有需要的学生进行训练、阶段复习内容、知识点巩固、单元考核等。
4教学实践与思考
工作室按以上设计在“分子与细胞”模块进行了2年教学实践。实践结果证明这样的教學对提高学生终生发展所需生物学科核心素养是非常有帮助的。
4.1
高中生物学习APP是发挥辅助的功能
高中生物学习APP主要用于教师辅助教学和学生辅助学习，千万不能喧宾夺主完全用来代替课堂教学。教师要以精心准备的课堂教学为主，绝对不能整堂课都让学生自己用APP学习，只能在有需要的时候进行适当的辅助教学。同时，学生也不能因为有了学习APP在，课堂学习时反而不认真听讲，寄希望于课后用学习APP去自学。如果这样做将会得不偿失，浪费时间，降低学习效率。
4.2发挥学习类APP积极作用，有效促进课堂教学
学习APP的诞生与科学技术的发展是紧密相关的，这是一种趋势，虽然在使用中出现了一定问题，如作业依赖和游戏化等，但不能因此而舍弃。该技术能有效地实现课堂向课外延伸，可实现学生由被动学习向主动学习发展，因此教师有责任在一线教学岗位上探索发挥它的积极作用。事实上，教师自己设计开发高中生物学习APP完全可以避开让学生直接抄答案，不用游戏类的激励设计就可趋利避害。2年多的教学实践活动充分证明了在课堂教学中使用能有效促进高中生物课堂教学。后续，笔者要充分接受学生和教师使用后的反馈意见，进一步完善和扩充学生需要和教师认为可行的内容。
4.3高中生物学习类APP资源建设的建议
随着新课标的落地，智慧校园的建设，未来学习类APP的使用会越来越多，其中最重要的一个环节便是资源建设。结合2年多的教学实践研究，对开发高中生物学习APP提出如下建议：①要以教师辅助教学和学生辅助学习为目的，当然APP中资料可以覆盖面大一些，让教师和学生有选择的余地。②建议以微课形式讲解知识内容，制作微课的方式可以有多种，其中推荐用H5制作高中生物交互微课。③重视设计培养四大生物学核心素养相关内容，让高中生物学习APP有利于学科核心素养的培养。④选择内容一定要根据新课标和新教材来定，目前可先开发两个必修模块的，特别是要注意新教材己作修改的部分，如必修1模块中ATP的内容。⑤教学视频最好由名师或在学生中有一定影响力的教师来担任。⑥作业试题的质量要保证，最好分有层次，让不同水平的学生都能有所收获。最后，专业的事让专业的人来做，一线高中生物教师主要负责设计和准备高中生物专业知识的各种资料，整合成APP软件则需要专业的软件公司来做。