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钻进细胞"走"一遍,解码细胞内的能量流转——重庆移通学院模界工作室打造可交互科普学习平台《细胞漫游者Cell Explorer》

发布时间:2026-10-21 09:57:58 阅读量:26

如何让课本上静态二维的生物学知识,走进可操作、可交互的学习场景?在国家深入实施教育数字化战略、强调"科学普及与科技创新同等重要"的时代背景下,重庆移通学院模界工作室学生团队自主研发的科普学习平台《细胞漫游者 Cell Explorer》给出了自己的答案——让课本知识 "活" 起来,把细胞变成学生可以走进去、动起来的 "数字课堂"。

换一种方式学知识,让学习体验更直观。 传统生物课堂上,细胞结构与代谢过程多以静态插图加讲解呈现,学生听得多、动得少。团队运用3D实时渲染与原生JavaScript技术,搭建单页交互式Web应用,无需安装、打开即用。学生选择扮演氧气、二氧化碳或葡萄糖分子,以第一人称视角从叶绿体基质出发,穿过双层膜、绕行细胞核与液泡,最终抵达细胞壁,完整走完教材中葡萄糖在植物细胞中的真实代谢通路——光合作用如何发生、能量怎样流转,都在脚下"走"过一遍。

知识藏进场景,把"背知识点"变成"走代谢通路"。 沿途每个细胞器都配有知识卡与反应卡:走到叶绿体,卡片讲述光反应捕获光能、碳反应把二氧化碳装配成葡萄糖;走进线粒体,卡片展示有氧呼吸如何在嵴上生成ATP;经过细胞壁,卡片点明纤维素正是葡萄糖手拉手连成的长链。点击查看、拖拽分子、调节环境参数,多类交互方式让知识一步一讲、随走随学;探究任务驱动学生自主完成"观察—提问—实验—结论"的学习闭环。全部知识逐条对标人教版《生物学》教材并标注出处,科学准确、有据可查。

三项技术特点,支撑作品落地。 其一,3D实时渲染构建沉浸式细胞空间,分子粒子运动遵循真实物理逻辑,拖拽分子时物质运输与能量变化即时可见;其二,模型—视图分离的可扩展架构,生物逻辑与界面渲染解耦,为系列化科普作品预留接口;其三,端侧轻量化:全部代码与素材内联打包为单个HTML文件,断网可运行,支持桌面、平板、手机三端自适应,低性能设备自动降级保证流畅。

应用场景广阔,科普价值可延展。 作品即开即用、零安装,适用于教师课堂演示、学生课前预习与课后复习、科技馆科普展项等场景。工作室还配套设计知识卡片、漫游旁白与可打印探究任务单,形成面向初中生物课堂的科普资源包。未来,作品将以同一架构扩展遗传与变异、生态系统等系列模块,让更多学生在"走一遍、操作一遍"中真正理解生命的奥秘。

攥稿:薛瑞 钟相吉

摄影:刘骏逸 朱沁淇 梁佳怡

重庆移通学院模界工作室供稿

重庆移通学院模界工作室供图