“互联网+”生物学课堂视听刺激对学习兴趣的影响

李 慧 王全喜 胡兴昌 张民选

(1上海师范大学生命与环境科学学院； 2上海师范大学国际与比较教育研究院 200234)

1 “互联网+”课堂成为教学的新常态

随着“互联网+”概念逐渐深入人心，可自由接入的网络、电子白板、电子书包、平板电脑和iPad等设备已经成为现代课堂的常见教学资源。在一些发达地区，以多屏教室和畅通网络为主要特征，师生借助平板电脑频繁互动的课堂教学已经成为新常态。

图1 上海市实验学校“互联网+”智慧课堂教室环形投影屏幕

2 “互联网+”生物学课堂视听刺激的特征

视觉刺激和听觉刺激是课堂学习中的优势刺激形式[1]。学习的生理学本质就是依靠视觉器官、听觉器官和嗅觉器官等感受器接收外界信息刺激，经神经系统加工，形成反射的过程。双重编码理论[2]、认知负荷理论[3]和梅耶的多媒体认知模型[4]都强调视觉信息和听觉信息会对学习产生影响。与平时的教学相比，“互联网+”生物学课堂呈现的视觉和听觉刺激体量更大，形式更多样。

例如，“有丝分裂”一节的课堂教学，在“互联网+”课堂上，教师设计主屏上显示以文字和连线组成的结构图，概要性地呈现有丝分裂过程各个时期的主要特点，即“间期‘复制合成’—前期‘两现两失’—中期‘排列中央’—后期‘暂时倍增’—末期‘两失两现’”，与此同时，在一块辅屏上用动画播放细胞分裂的详细过程，另一块辅屏上用实拍的照片展示显微镜下各个时期染色体的特征。在讲到每个时期时，教师利用手中的控制板向学生发布课堂问题。例如“圈一圈：圈出你觉得在分裂的细胞”，让学生现学现用，判断各个时期分裂细胞的典型特征，学生在自己的平板电脑上既能看到辅屏上的实拍显微镜照片，又能触屏圈出自己的答案，通过无线网络将答案上传到教师的控制板上，教师可将所有学生或部分学生的答案投射在辅屏上，供大家分析和讨论，做到即时发现和解决学习中的问题。

上述课例显示，在“互联网+”课堂上，教师使用主屏的结构图、辅屏的动画和实拍照片，以及学生平板电脑上的文字和图片习题，对学生形成视觉和听觉刺激集合。如果说，主屏发挥的功能与传统课堂的黑板、多媒体课堂的大屏幕类似，那么，辅屏、平板电脑的应用则极大地丰富了课堂的视觉刺激和听觉刺激，这是平时课堂和多媒体教学所不及之处。

3 “互联网+”课堂视听刺激对学习兴趣的影响

根据上海市部分学校高中开展“互联网+”课堂生物学教学的情况调查显示，“互联网+”生物学课堂上的刺激形式以视觉刺激为主，类型多样，包括文字、实物照片(例如，“叶绿体中色素的提取和分离”一节中展示了不同颜色的植物叶片)、非实物图片(例如，有丝分裂中期染色体的示意图)、流程图(例如，叶绿素提取的实验步骤)、表格(例如，比较有丝分裂各个时期染色体数目和染色单体数目的变化)、柱状图等图形(例如，表示课堂上学生作答正确率的柱状图)和无声动画(例如，有丝分裂中期和后期染色体由赤道板向两级移动的动画)，听觉刺激主要体现在教师讲述的声音和操作环节的各种声音(例如，师生互动中的音乐、课堂竞猜环节抢答器的声音等)。此外，还有视听刺激兼具的视频(例如，植物叶绿素提取的真人操作实验录像)。在上述的刺激类型中，学生普遍对无声动画和实物照片更感兴趣。

例如，以“植物叶绿素的提取和分离”一节教学为例，教师先在主屏上用流程图展示实验操作步骤，随后在辅屏上播放实验材料的照片，即紫红色的红叶李叶片和绿色的菠菜叶片，当看到这些叶片的照片时，学生会迫不及待地问：这些是不是我们要用的实验材料？这是什么植物的叶片？老师，这是我们校园里的植物吗？……使得原本安静的教室一下沸腾。调查可知，无声动画具有连续性和过程性的特点，便于学生理解，而实物照片能够引起学生兴趣，可能与其真实性利于学生与自身生活经历或先验知识建立联系有关。从获取知识的角度看，所有受访学生表示对文字更感兴趣，这与课堂观察的结果一致。当主屏上以表格形式显示有丝分裂各个时期染色体的主要特征时，绝大部分学生始终盯着屏幕，而当辅屏上以文字形式显示同样内容时，学生开始记笔记，这可能说明学生认为文字呈现的内容相对更重要。近期一项利用视力追踪设备测试PPT多媒体教学中大学生视觉关注度的研究也表明，当文字与图片同时出现在幻灯片上时，学生优先关注文字，且关注频率较高，即便教师讲述内容与幻灯片上文字内容一致，学生依然对文字的关注度更高，而且这种情况多发生在具有与所学知识相关的先验知识和获得更高知识记忆测试分数的学生身上[5]。

4 总结与建议

“互联网+”时代的学习目的不仅强调学会知识和积累知识，更注重激发和培养学生的学习兴趣，使其具备对学习的好奇心、拥有学习的能力，从而成为终身学习者。在“互联网+”课堂的教学中，要遵循学习的一般规律，根据学生的认知特点、先验经验等，因“时”、因“材”选择合适的视觉、听觉刺激，构建多样化的视听刺激组合。“互联网+”课堂的教育科技作用能帮助学生理解和掌握知识，提升学习满足感，进而激发学生继续学习的兴趣。但是，“互联网+”课堂教学的视觉、听觉刺激类型多样化可能引起冗余效应。因此，教师还应能敏锐地捕捉学生学习状态的变化，在长时间、连续学习过程中，通过自身手势语、声音的变化及与其他刺激源相结合，维持学生的学习兴趣，尽量避免因认知超负荷而导致的学习兴趣下降等问题。