與國中小自然科學及生物相關課程相比之下,高中生物課程需要以更微觀的角度概念探討自然生態以及演化的過程,因此在學習胞器的微觀組織層次概念,對一些學生來說是學習難點之一。
甘肅省蘭州二十八中張兆梅老師利用 zSpace 虛擬實境系統教授抽象概念的胞器,讓學生動手操作,了解每一個在細胞內產生的反應,將圖像轉變為立體化,對學生的學習有著顯著的幫助。
1. 知識目標
(1)舉例說出幾種胞器的結構和功能。
(2)簡述葉綠體和線粒體的相同點。
2. 技能目標
(1)自主學習:讓學生透過類比認識細胞內各細胞器官及其分工。透過資料的閱讀和設計的問題的引導,培養學生分析和理解問題的能力,進而發展綜合的能力。
(2)思維訓練:利用多種教學策略,培養和發展學生的識圖能力,提高學生動手能力,透過 VR 虛擬細胞內部的結構模型觀察來提高觀察能力、分析和理解能力。
教學活動
活動一:認識動植物細胞的細胞器種類
學生利用 zSpace 的 VR 功能,在虛擬狀態下將動物細胞和植物細胞的各個結構分別解剖分離,透過親自動手,立體直觀的觀察模型,對各種胞器在細胞中的分佈位置、形態結構有了深刻細緻的瞭解,最後推測它們的功能。
活動二:認識葉綠體的結構,理解其功能
學生利用 zSpace VA/AR 技術觀察葉綠體的內部結構,觀察其內部結構後,教師引導學生分析光合作用有關的酶和色素的分佈。使學生直觀的理解葉綠體的結構與其功能相適應。
活動三:認識線粒體的結構,理解其功能
利用 zSpace VA/AR 技術觀察線粒體的內部結構,解剖觀察到其內部結構後,師生共同分析線粒體皺褶「嵴」的作用,以及有氧呼吸的酶分佈的場所,線粒體的分佈與細胞代謝強弱的關係。
活動四:其他細胞器的學習——觀察內質網、高基氏體、溶酶體、中心體的結構,核糖體的位置及分佈
每組學生透過小組合作探究,利用 zSpace 中的模型完成其他胞器的指定觀察目標,一邊操作一邊學習,提高學生相互合作的意識以及自主學習的能力。
活動五:動植物細胞的超微結構的區別
觀察動物細胞和植物細胞,說出動植物細胞在結構上的相同點和不同點,並將不同點寫在圖示下面,教師在學生自學的基礎上,再加強對各種胞器功能的講解。
zSpace 在這節課中的價值和優勢
對一些抽象的學生不能直接觀察的知識講解,應用新技術的支援,既能夠突出難點,又可以提高學生學習興趣,學生經過親自動手操作解剖,沉浸到細胞中觀察,更有利於學生瞭解各個胞器的結構,從而掌握胞器的功能,達到了事半功倍之效。特別是在講解葉綠體和線粒體的結構和功能時,更能有助於學生理解光合作用和呼吸作用,為後面的學習奠定基礎。