(天津市第一輕工業(yè)學(xué)校，天津 300131)

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來給傳統(tǒng)的教育教學(xué)帶來了巨大的變革，而用信息技術(shù)創(chuàng)新教育教學(xué)已然成為職業(yè)教育改革創(chuàng)新的必經(jīng)之路。在信息技術(shù)環(huán)境下，以現(xiàn)代教學(xué)理念為指導(dǎo)，充分利用信息技術(shù)和資源，對教學(xué)過程的各個環(huán)節(jié)和要素進(jìn)行科學(xué)安排即為信息化教學(xué)設(shè)計。信息化教學(xué)設(shè)計的目的是激勵學(xué)生利用信息化環(huán)境進(jìn)行探究、實(shí)踐、思考、綜合運(yùn)用等高級思維活動，以此培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和解決問題的能力，從而完成教學(xué)任務(wù)，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)應(yīng)用能力。

有機(jī)化學(xué)，是工業(yè)分析與檢測專業(yè)的核心專業(yè)課程，授課群體是該專業(yè)二年級的學(xué)生。自2012年以來，筆者在校內(nèi)進(jìn)行該課程信息化教學(xué)的改革與探索，從最初的有機(jī)化合物分子圖片信息到Flash技術(shù)展示的3D分子模型，從有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的仿真模擬到AR技術(shù)呈現(xiàn)的人機(jī)互動模擬體驗(yàn)，逐步實(shí)現(xiàn)有機(jī)化學(xué)課程信息技術(shù)與信息資源的與時共進(jìn)。借助教學(xué)平臺系統(tǒng)開展線上線下混合式教學(xué)，拓展了學(xué)生學(xué)習(xí)的時間與空間，為培養(yǎng)兼具一定信息化能力的技術(shù)技能型人才的培養(yǎng)提供了可參考的典型案例，信息化教學(xué)改革初具成果?，F(xiàn)將該課程中的教學(xué)單元——蛋白質(zhì)的變性信息化教學(xué)過程的實(shí)施與反思總結(jié)如下，同時該課程設(shè)計也是2017年全國職業(yè)院校信息化教學(xué)大賽一等獎的參賽作品。

一、教學(xué)情況分析

有機(jī)化學(xué)是工業(yè)分析與檢驗(yàn)專業(yè)的核心課程，我們參考了中等職業(yè)學(xué)校規(guī)劃教材《有機(jī)化學(xué)》第十三章第二節(jié)蛋白質(zhì)的變性，同時將教學(xué)內(nèi)容與信息技術(shù)相整合，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)全新互動模擬體驗(yàn)式教學(xué)課堂。

授課對象是工業(yè)分析與檢驗(yàn)專業(yè)二年級的學(xué)生，他們具有一定的信息化基礎(chǔ)，其未來的就業(yè)崗位是：食品、藥品、化工產(chǎn)品的分析員，蛋白質(zhì)分析是這個崗位的主要工作內(nèi)容之一。

結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和崗位技能要求，確定了三維教學(xué)目標(biāo)。知識目標(biāo)為蛋白質(zhì)變性的特征、條件及應(yīng)用；能力目標(biāo)為對蛋白質(zhì)變性的實(shí)驗(yàn)操作以及對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的正確觀察；情感目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)安全與防范意識。教學(xué)重點(diǎn)確立為蛋白質(zhì)變性的特征，教學(xué)難點(diǎn)為蛋白質(zhì)變性的條件及應(yīng)用。

二、教學(xué)設(shè)計思路

依據(jù)中職學(xué)生形象思維優(yōu)于邏輯思維的認(rèn)知特點(diǎn)，充分利用信息化教學(xué)資源，開展“課前預(yù)習(xí)、課上學(xué)習(xí)、課后拓展”的教學(xué)活動，以問題導(dǎo)向，實(shí)踐驗(yàn)證，互動體驗(yàn)，模擬演示的設(shè)計思路進(jìn)行教學(xué)，努力做到學(xué)習(xí)內(nèi)容豐富、學(xué)習(xí)體驗(yàn)良好、學(xué)習(xí)過程可控。教學(xué)時長共2課時90min，教學(xué)環(huán)節(jié)及時間分配如表1所示。

表1 《蛋白質(zhì)的變性》教學(xué)設(shè)計環(huán)節(jié)

三、教學(xué)實(shí)施過程

(一)課前準(zhǔn)備，新課導(dǎo)入

1.課前預(yù)習(xí)

課前，教師將《蛋白質(zhì)變性》預(yù)習(xí)報告、實(shí)驗(yàn)操作微課等學(xué)習(xí)資料上傳至學(xué)習(xí)通課程平臺，并借助平臺發(fā)布課前預(yù)習(xí)通知。學(xué)生接到預(yù)習(xí)通知后，下載電子資料，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，完成預(yù)習(xí)報告。教師批閱預(yù)習(xí)報告，整理問題，更新問題庫，并根據(jù)預(yù)習(xí)反饋對教學(xué)計劃進(jìn)行微調(diào)整。

2.課堂簽到

課上，教師發(fā)布簽到手勢，學(xué)生通過手機(jī)端APP進(jìn)行手勢實(shí)時簽到，教師記錄病事假等缺勤學(xué)生并輸入教學(xué)平臺，教學(xué)平臺的統(tǒng)計功能自動生成出勤成績。

3.課程導(dǎo)入

為吸引學(xué)生的注意力，課程導(dǎo)入環(huán)節(jié)先讓學(xué)生觀看一個Flash動畫故事：王奶奶家的淘氣狗誤食了水銀球，王奶奶急中生智用雞蛋給小狗解毒。

Flash動畫情節(jié)生動、直觀，學(xué)生易于接受，同時也會引發(fā)思考：原來雞蛋可以挽救生命，那么這個雞蛋里究竟藏著什么秘密呢？讓學(xué)生帶著疑問進(jìn)入教學(xué)的下一個環(huán)節(jié)。

(二)任務(wù)實(shí)施，互動演示

1.任務(wù)剖析

由雞蛋里隱藏的秘密作為問題導(dǎo)向，引入本次課的教學(xué)任務(wù)——完成蛋白質(zhì)變性的實(shí)驗(yàn)操作，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，理解蛋白質(zhì)變性的特征、條件及應(yīng)用。教師首先對照實(shí)驗(yàn)任務(wù)單幫助學(xué)生對實(shí)驗(yàn)任務(wù)進(jìn)行剖析，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)安全操作注意事項(xiàng)，學(xué)生分組，為實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。

表2 “蛋白質(zhì)的變性”任務(wù)實(shí)施單

2.實(shí)踐驗(yàn)證

為驗(yàn)證雞蛋和水銀在小狗體內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，我們將雞蛋中的清蛋白，配制成溶液，取2～4ml清蛋白溶液置于試管中，并在試管中滴加硝酸汞試劑；教師提示學(xué)生安全操作，并引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，當(dāng)觀察到蛋白質(zhì)凝結(jié)沉淀時，引出蛋白質(zhì)變性的概念，進(jìn)行概念解析。利用對比教學(xué)法，與蛋白質(zhì)的鹽析現(xiàn)象進(jìn)行比較，鹽析之后的蛋白質(zhì)加水溶解，說明鹽析過程可逆，是物理變化過程，但是變性后的蛋白質(zhì)加入水后不溶解，過程不可逆，是化學(xué)變化過程。由此得出結(jié)論：水銀致使雞蛋的性質(zhì)發(fā)生了變化，并且這個變化是一個不可逆的過程，而正是這個不可逆的變性過程，讓蛋白質(zhì)失去了生理活性。

3.互動體驗(yàn)

蛋白質(zhì)在變性過程中生理活性消失的原因是蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，變性前蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是指組成蛋白質(zhì)的多肽鏈在空間的盤繞折疊，變性后，蛋白質(zhì)的多肽鏈在三維空間的盤繞折疊現(xiàn)象消失，只剩下二維空間的多肽鏈。像蛋白質(zhì)這種生物大分子的微觀結(jié)構(gòu)具有看不見、摸不著的特點(diǎn)，其抽象難懂，教師難教，學(xué)生難學(xué)，為傳統(tǒng)的課堂教學(xué)帶來了一定的困難。為了突破這一教學(xué)瓶頸，我們借助了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR(Augmented Reality)技術(shù)，讓學(xué)生利用手機(jī)端ProteinAR App，掃描任務(wù)單上蛋白質(zhì)變性前后的結(jié)構(gòu)示意圖，此時，蛋白質(zhì)的三維立體結(jié)構(gòu)躍然“手機(jī)屏幕”之上，學(xué)生通過對此結(jié)構(gòu)的觸摸、旋轉(zhuǎn)、觀察和理解蛋白質(zhì)變性前后結(jié)構(gòu)的變化。

圖1 AR技術(shù)呈現(xiàn)出的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)

AR技術(shù)通過全新互動體驗(yàn)吸引學(xué)生全面參與到課堂活動中來，讓學(xué)生用眼看、用腦想、動手觸摸，真正實(shí)現(xiàn)多元化教育。通過互動式體驗(yàn)，學(xué)生理解了蛋白質(zhì)變性前后結(jié)構(gòu)的變化，進(jìn)而理解了蛋白質(zhì)變性的實(shí)質(zhì)特征，突出了教學(xué)重點(diǎn)。

至此，F(xiàn)lash動畫再次顯示王奶奶用雞蛋給小狗解毒的畫面，同時也以動畫的形式巧妙的化解了雞蛋清給小狗解毒的原理，做到課堂內(nèi)容的前后呼應(yīng)。

利用圖片信息提示同學(xué)們，未來在從事重金屬鹽檢驗(yàn)工作時，可以多喝牛奶，預(yù)防重金屬中毒，以此來增強(qiáng)學(xué)生的職業(yè)安全防護(hù)意識。

4.模擬演示

水銀屬于重金屬，是蛋白質(zhì)變性的其中一個條件，而紫外光照、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑等因素也是蛋白質(zhì)變性的條件，這些條件多而易混，學(xué)生不易記憶，而我們的課堂也不具備將這些變性因素一一驗(yàn)證的條件，為此我們用模擬演示實(shí)驗(yàn)代替實(shí)操，節(jié)約實(shí)驗(yàn)原料成本。同時也確保了有機(jī)化學(xué)課堂的綠色環(huán)保、安全可控。

為活躍課堂氣氛，我們通過學(xué)習(xí)通教學(xué)平臺的搶答功能，讓學(xué)生借助電子白板進(jìn)行拖曳式操作練習(xí)，拖曳正確則系統(tǒng)加分鼓勵，拖曳錯誤減分，但給學(xué)生再次練習(xí)的機(jī)會。師生互動，集體參與，將個人記憶活動變?yōu)榧w記憶互動，通過反復(fù)操作，觀察理解，強(qiáng)化記憶，突破了教學(xué)難點(diǎn)。

5.實(shí)例應(yīng)用

蛋白質(zhì)的變性在實(shí)際生活中有非常多的應(yīng)用，例如，用酒精棉球消毒、利用紫外光線的照射殺死棉被中的螨蟲等。為了幫助學(xué)生對教學(xué)難點(diǎn)的理解，我們與學(xué)生一起展開“水果撈里撈蛋白”的實(shí)驗(yàn)活動?！八麚啤笔钱?dāng)下人們餐桌上的一款美食，在牛奶中加入各類水果，營養(yǎng)豐富且美觀健康。但是當(dāng)把菠蘿加入到牛奶中時牛奶凝結(jié)成固體析出，“水果撈”中撈出了固體蛋白質(zhì)，其實(shí)這款水果撈也是制作失敗了，但是學(xué)生也從中理解了菠蘿中的有機(jī)酸也是蛋白質(zhì)的一個變性因素。

(三)總結(jié)評價，拓展延伸

1.總結(jié)評價

最后進(jìn)行課堂總結(jié)以及學(xué)生評價。學(xué)生將自評成績與小組間的互評成績填入任務(wù)單，并將填寫完整的任務(wù)單上傳至教學(xué)平臺，教師在平臺端接收任務(wù)單進(jìn)行審閱批改并給出師評成績，由自評、互評、師評組成的三方評價即為主觀評價，與教學(xué)平臺系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生課前、課中、課后的表現(xiàn)給出的客觀評價一并算入學(xué)生的總評成績。

2.課后拓展

(1)單元測試。學(xué)生在課后的某個固定時間段完成《蛋白質(zhì)的變性》的單元測試，以檢驗(yàn)本次課的學(xué)習(xí)效果，系統(tǒng)自動判卷給出成績，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的無紙化考核。(2)論壇發(fā)帖。學(xué)生還可利用課余時間，以論壇發(fā)帖的形式，完成老師或同學(xué)提出的問題，以此增加師生間的交流，拓展學(xué)習(xí)的時間和空間。(3)在線課堂。學(xué)生還可以在每周二和周四的晚7點(diǎn)借助學(xué)習(xí)通app參加老師的在線課堂，以此鼓勵學(xué)生多思考多參與，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。

四、教學(xué)效果反思

(一)教學(xué)效果及學(xué)生反饋

本教學(xué)設(shè)計是以雞蛋里隱藏的秘密為線索，以學(xué)習(xí)平臺為載體，利用多種信息化手段，讓學(xué)生在虛實(shí)結(jié)合的學(xué)習(xí)情境中，自主學(xué)習(xí)、靈活學(xué)習(xí)。多維度的學(xué)習(xí)任務(wù)逐步推進(jìn)了學(xué)生綜合職業(yè)能力的養(yǎng)成，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性、開放性和實(shí)踐性。

工業(yè)分析16-1班全體同學(xué)的調(diào)查分析表明：100%的學(xué)生對信息技術(shù)整合后的教學(xué)課堂表示滿意，并且認(rèn)可AR技術(shù)在課堂教學(xué)中發(fā)揮的作用，同時借助信息技術(shù)學(xué)生們也掌握了蛋白質(zhì)變性的重難點(diǎn)，達(dá)到了本次教學(xué)的預(yù)期效果，同時增加了教師利用信息技術(shù)進(jìn)行改革的信心與決心。

(二)教學(xué)成果應(yīng)用及推廣

蛋白質(zhì)的變性信息化教學(xué)設(shè)計取得的成效有效推動了有機(jī)化學(xué)課程線上線下混合式教學(xué)的改革，同時也為校內(nèi)教師提供了可參考的信息化教學(xué)的典型案例，引領(lǐng)了全校師生信息素養(yǎng)的提升，推進(jìn)了學(xué)校信息化建設(shè)的進(jìn)程。 2017年比賽結(jié)束后，筆者多次在校內(nèi)、天津市及全國進(jìn)行信息化教學(xué)大賽以及課程改革的經(jīng)驗(yàn)分享與交流，信息化課堂教學(xué)改革成果得到了進(jìn)一步的鞏固和深化，同時也為我國職業(yè)院校信息化教學(xué)的發(fā)展貢獻(xiàn)了微薄的力量。