2022年數(shù)字化學習實驗設(shè)計的思維邏輯

1、數(shù)字化學習試驗設(shè)計的思維規(guī)律王潤琪編者按：目前，全部中學校新課程都以“核心素養(yǎng)”為理念；核心素養(yǎng)條目較多，與詳細學 科學問有肯定的差異，又有學科核心素養(yǎng)等概念，一線老師可能會很難一下子適應(yīng)；本期解 碼，我們結(jié)合數(shù)字化學習試驗設(shè)計和高中信息技術(shù)新教材即將采納的python 語言，共同探討學科核心素養(yǎng)如何在學習實踐中落地；當數(shù)字化浪潮勢不行擋地涌入世界的每個角落，滲入到生活和學習的方方面面時，老師必需要關(guān)注如何有效地利用這些水花映射出世界的模樣；現(xiàn)在，隨著新的課程標準大力提倡數(shù)字化學習與創(chuàng)新，老師明顯不能仍停留在以往數(shù)字現(xiàn)實的反射作用階段，而應(yīng)深化到學習本質(zhì)與數(shù)字化試驗的深度融合中去，由此邁向st

2、em、項目學習等新道路，達成數(shù)字化原住民應(yīng)當具有的數(shù)字化學習與創(chuàng)新的思維規(guī)律；運用開放型數(shù)字化學習平臺超出軟件模擬的意義在于經(jīng)受思維規(guī)律的過程利用數(shù)字化模擬電流之類的觀看試驗，難以使人懂得和掌控抽象事物的本質(zhì)；數(shù)字化試驗就像一面鏡子，能讓大家看到事物的現(xiàn)象，或者將虛擬世界呈現(xiàn)在眼前，卻并不太深化其內(nèi)在的規(guī)律；當然，我也常常利用技術(shù)直觀表達復(fù)雜的具象事物，如通過一臺運轉(zhuǎn)的電動機來觀看它的原理與過程，此時數(shù)字化模擬的電動機模型就是將那不銹鋼外殼溶化后留下的最直觀真實的核心骨架，于是學習變得簡潔明晰起來；而如今，局限于對已知世界的說明和學習的過程，無疑是偏狹而淺顯的，由于沒有自己的思維，所以會阻礙創(chuàng)

3、新的形成；而在此基礎(chǔ)上，利用數(shù)字化技術(shù)進行討論和探究新的事物，把基于數(shù)字技術(shù)的思維與科學試驗的學科思維結(jié)合起來，才是數(shù)字化學習的應(yīng)有規(guī)律思維，也是其本質(zhì)意義；數(shù)字化技術(shù)趨向開放，給學習留有了更多的空間，使學習者更簡潔將技術(shù)與學科問題相結(jié) 合；這實質(zhì)上是基于運算思維的一種問題解決方式，這樣一種深化的數(shù)字化試驗設(shè)計，只讓科學思維與運算思維相互交融，其學習狀態(tài)及價值取向才是深刻的；當然，隨著智能技術(shù)、模式識別技術(shù)等新技術(shù)的進展，數(shù)字化試驗的開放性會越來越高，利用者會越來越深化地討論學科問題，從而削減對技術(shù)方法的刻意討論，讓技術(shù)與科學的思維規(guī)律趨向融合；其間， 使用者會發(fā)覺所用數(shù)字化技術(shù)的優(yōu)勢與不足，

4、由此也會促進學習者對技術(shù)的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新行動，這是數(shù)字化學習過程對數(shù)字化技術(shù)創(chuàng)新的一種思維反哺；實例分析如何進行基于數(shù)字化學習的試驗設(shè)計下面我以一個模擬小白鼠心血管系統(tǒng)（ rat cardiovascular system）的軟件 ratcvs 為例， 來探討一下數(shù)字化學習下的試驗設(shè)計方法；這個試驗過程是有層次和遞進的，先觀看一種藥物對小白鼠心血管系統(tǒng)的影響，再通過兩種不同藥物的疊加，觀看總結(jié)藥物的不同作用；1. 試驗一：一種藥物的試驗挑選試驗對象；為了排除中樞神經(jīng)的影響，在preparation挑選框中挑選“ pithed rat（毀腦脊髓小白鼠）”作為試驗對象；各項心血管指標；點擊“ st

5、art”按鈕，開頭記錄小白鼠的各項心血管指標：動脈血壓（abp）、左心室壓（ lvp）、靜脈血壓（ vbp）、心收縮力（ hf）、心率（ hr）；鼠標指針移向圖形即可顯示數(shù)據(jù)；其中，在一個周期中，動脈血壓的最高值即為收縮壓（systolic abp），最低值即為舒張壓（diastolic abp）；記錄加藥前數(shù)據(jù)；測量無藥物注入時小白鼠的動脈收縮壓、舒張壓，以及心率并記錄數(shù)據(jù)作為對比，填入表格內(nèi)；記錄加藥后數(shù)據(jù)；從“ standard drug（標準藥物）”菜單中，挑選去甲腎上腺素（noradrenaline 10ug/kg）（留意：通過下拉列表挑選計量，輸入計量無效），執(zhí)行“注射（ inje

6、ct）”進入小白鼠體內(nèi)，觀看各項指標的變化；在成效最大時，移動“ +”光標，觀看并記錄此時小白鼠動的脈收縮壓、舒張壓，以及心率并記錄數(shù)據(jù)，填入表格內(nèi)；對比運算加藥前后指標的變化量，且將運算結(jié)果填入表1；2. 試驗二：更換試驗對象，進行試驗挑選新試驗對象；從文件（ file）中挑選一只新的小白鼠（ new rat），在 preparation中挑選毀腦脊髓小白鼠（ pithed rat）作為試驗對象；記錄加藥前數(shù)據(jù)；點擊開頭（start），測量無藥物注入時小白鼠的動脈收縮壓、舒張壓，以及心率并記錄數(shù)據(jù)作為對比，填入表格內(nèi)；記錄加藥后數(shù)據(jù)；從標準藥物（ standard drug）選項中挑選哌唑嗪

7、（ prazosin 0.5mg/kg ）注射（ inject）進入小白鼠體內(nèi)，然后再注射（ inject）甲腎上腺素（noradrenaline 10ug/kg）；如左圖，觀看各項指標的變化，等成效最大時記錄此時小白鼠的動脈收縮壓、舒張壓，以及心率并記錄數(shù)據(jù)，填入表格內(nèi)；對比運算加藥前后指標的變化，且將運算結(jié)果填入上頁表2；3. 分析試驗結(jié)論去甲腎上腺素（ noradrenaline ）是 / 腎上腺素受體興奮劑，它對 和 受體都起到刺激作用，且當其中一種受體被抑制時，去甲腎上腺素對另一種受體的刺激作用會稍有增強；其中， 受體主導(dǎo)血管平滑肌收縮，引起血壓上升，而 受體就主導(dǎo)心率上升和心收縮力

8、增強；受體興奮劑的作用是激活受體，受體拮抗劑的作用是“封印”受體，抑制受體被 激活；結(jié)合給出的信息和前面的試驗數(shù)據(jù)判定：推斷注射哌唑嗪（ prazosin ）后再注射去甲腎上腺素（ noradr-enaline）的情形與只注射去甲腎上腺素的情形相比，血壓和心率指標的變化是（）a. 血壓上升，心率略微加快b. 血壓降低，心率略微加快c.血壓上升，心率略微減緩d.血壓降低，心率略微減緩?fù)茢噙哌蜞簩?或 腎上腺素受體的作用是（ ）；a. 和 拮抗劑b. 拮抗劑c. 拮抗劑d. 興奮劑運用運算思維與科學思維的交融達成數(shù)字化學習目的數(shù)字化技術(shù)平臺可以有效地將數(shù)字化技術(shù)手段和學科專業(yè)學習的目的結(jié)合在一起，相輔相成地供應(yīng)直觀