◆劉峰博

(新疆阿克蘇地區(qū)第二中學(xué))

一、教材分析

“探究酵母菌呼吸方式”是新課程人教版高中生物必修第一冊(cè)《分子與細(xì)胞》中一個(gè)經(jīng)典的開放性實(shí)驗(yàn)。高中生物新課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出“要發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力”。在教學(xué)過程中通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探究酵母菌呼吸作用的條件及產(chǎn)物，發(fā)展學(xué)生的探究能力和鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察與分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出，理解酵母菌呼吸作用的實(shí)質(zhì)，進(jìn)而提高學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)。由于教材初始實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求:需要間斷通入空氣(約50分鐘)，然后將實(shí)驗(yàn)裝置在25℃ ～35℃環(huán)境下培養(yǎng)8～10小時(shí)。因此，在實(shí)驗(yàn)耗時(shí)、溫度、通氣時(shí)間以及實(shí)驗(yàn)的可行性上都存在困難，影響教學(xué)實(shí)施，不能真正發(fā)展學(xué)生的探究能力。筆者通過對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的改進(jìn)，使學(xué)生能在引導(dǎo)探究中對(duì)實(shí)驗(yàn)條件創(chuàng)設(shè)、實(shí)驗(yàn)裝置的不足等可行性方案上進(jìn)行探討，從而建構(gòu)探究式實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，從自主探究中延伸探究方向?qū)ψ约旱奶骄空n題進(jìn)行實(shí)施和評(píng)價(jià)。

二、教學(xué)策略

在教學(xué)實(shí)施中由于受到課堂時(shí)間的限制，往往不能兼顧引導(dǎo)式探究和自主式探究。采取課堂引導(dǎo)式探究教學(xué)，課下組織小組活動(dòng)走入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行自主式探究教學(xué)的方法可以有效地發(fā)展學(xué)生探究能力，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。在引導(dǎo)式探究教學(xué)中由教師引導(dǎo)，先讓學(xué)生鞏固探究式實(shí)驗(yàn)的一般步驟再建立模型，對(duì)如何控制實(shí)驗(yàn)條件、如何設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)等基本實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)行訓(xùn)練，把師生共同探討實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，及其方案的科學(xué)性、可行性等作為教學(xué)重點(diǎn)。在自主式探究教學(xué)中教師作為輔助者和組織者可以鼓勵(lì)學(xué)生從多角度探討實(shí)驗(yàn)，根據(jù)自己的想法擬定實(shí)驗(yàn)題目，運(yùn)用課堂上學(xué)習(xí)的探究式實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ图皩?shí)驗(yàn)基本操作技能大膽設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，利用課余活動(dòng)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行探究過程，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并予以自我評(píng)價(jià)和小組互評(píng)。

三、三維目標(biāo)

1．知識(shí)目標(biāo)

舉例說明有氧呼吸和無氧呼吸的條件及產(chǎn)物;理解呼吸作用的本質(zhì);掌握探究式實(shí)驗(yàn)的一般模型。

2．能力目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生探究能力，提高學(xué)生合作學(xué)習(xí)、語言表達(dá)以及自主學(xué)習(xí)的能力。

3．情感目標(biāo)

通過探討實(shí)驗(yàn)命題、實(shí)驗(yàn)可行性方案、實(shí)驗(yàn)裝置創(chuàng)設(shè)等培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度，認(rèn)同科學(xué)的價(jià)值;通過對(duì)呼吸作用本質(zhì)的理解認(rèn)識(shí)細(xì)胞呼吸在生物正常生命活動(dòng)中的重要性，注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系。

四、教學(xué)過程

1．引導(dǎo)式探究教學(xué)

(1)模型的建立

先由教師提問，學(xué)生回顧探究式實(shí)驗(yàn)的一般步驟:提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、記錄結(jié)果、交流討論、得出結(jié)論，然后按步驟逐步建立探究式實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?/p>

教師可以利用學(xué)生感興趣的問題鼓勵(lì)引導(dǎo)學(xué)生思考討論并提出問題，比如新疆在夏秋季節(jié)會(huì)有大量的葡萄上市，許多家庭會(huì)釀葡萄酒、蒸饃饃等，這些都是學(xué)生感興趣的內(nèi)容。由學(xué)生闡述釀酒和蒸饃饃的過程，教師補(bǔ)充和引導(dǎo)學(xué)生提出探究問題:酵母菌的呼吸方式是什么?學(xué)生分組討論再由各組分派代表對(duì)假設(shè)進(jìn)行描述，鍛煉學(xué)生語言表達(dá)能力。教師最后對(duì)各組假設(shè)進(jìn)行歸納總結(jié)，也可由學(xué)生自行歸納總結(jié)(根據(jù)學(xué)生程度選擇教學(xué))。學(xué)生分組討論，選擇實(shí)驗(yàn)材料用具，擬定方法步驟，初步畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖。教師可以引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置的不足，對(duì)裝置的可行性進(jìn)行評(píng)估。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，小組分工協(xié)作，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神。學(xué)生觀察并記錄結(jié)果，各小組交流匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果最后由小組代表歸納總結(jié)結(jié)論:酵母菌在有氧條件下產(chǎn)生大量的CO2，在無氧條件下產(chǎn)生酒精和少量的CO2。在整個(gè)過程中引導(dǎo)學(xué)生按照科學(xué)家的探究實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后由學(xué)生嘗試建立探究式實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?/p>

(2)模型建立中的問題引導(dǎo)

在引導(dǎo)問題上注意由簡(jiǎn)單到復(fù)雜:如酒的主要成分是什么?在什么條件下產(chǎn)生?饃饃為什么會(huì)比較松軟?酵母菌在有氧和無氧的條件下產(chǎn)物分別是什么?在一些比較復(fù)雜的問題上可以設(shè)計(jì)細(xì)化問題進(jìn)行引導(dǎo)，如實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)設(shè)中提出:如何控制有氧和無氧的條件?如何對(duì)呼吸產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)?在不同條件下產(chǎn)物量的多少?除課本外有沒有其他檢測(cè)辦法?這樣可以幫助學(xué)生鍛煉思維能力，逐步加深對(duì)實(shí)驗(yàn)問題的理解。實(shí)驗(yàn)基本操作技能上設(shè)置問題進(jìn)行訓(xùn)練:如教材中實(shí)驗(yàn)裝置是否有不足?如何改進(jìn)?能否自行設(shè)計(jì)新裝置?在實(shí)驗(yàn)中對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)置、單一變量、無關(guān)變量的控制都可以設(shè)計(jì)問題引導(dǎo):如只設(shè)置有氧組實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是否具有說服力?加入無氧組實(shí)驗(yàn)是否可以形成相互對(duì)照?如果單獨(dú)研究有氧呼吸的產(chǎn)物或無氧呼吸產(chǎn)物如何設(shè)置對(duì)照組?在這些問題的設(shè)置做到循序漸進(jìn)、層層引導(dǎo)可以有效提高學(xué)生的探究能力和生物科學(xué)素養(yǎng)。

2．自主式探究教學(xué)

在完成對(duì)酵母菌細(xì)胞呼吸方式的探究后，學(xué)生對(duì)探究式實(shí)驗(yàn)的一般模型和基本實(shí)驗(yàn)技操作能已經(jīng)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和鞏固，教師可以組織課下活動(dòng)讓學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行自主式探究。由學(xué)生自主擬定探究題目，并按照探究式模型的一般步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中需要學(xué)生有更強(qiáng)的發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。學(xué)生的探究課題往往是全新的，沒有先例可循，就要求學(xué)生自己動(dòng)手查資料、尋信息，對(duì)實(shí)驗(yàn)的材料、試劑、器材等進(jìn)行不斷選擇和更換，不斷探索和更改自己的實(shí)驗(yàn)方法和設(shè)計(jì)，真正體會(huì)探究式實(shí)驗(yàn)的精髓。如學(xué)生擬定的“探究影響酵母菌呼吸方式的外界因素”“不同氧氣濃度下酵母菌呼吸的方式”等課題在學(xué)生經(jīng)過十多次的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后獲得成功，使學(xué)生收獲成功的喜悅。讓小組之間進(jìn)行交流互評(píng)，撰寫心得提高學(xué)生的語言表述能力和寫作能力。在自主式探究教學(xué)中，教師作為輔助者和組織者可以給學(xué)生提供一定的幫助，如按學(xué)生要求提供必要的實(shí)驗(yàn)材料、器材等，介紹一些安全操作實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，根據(jù)學(xué)生的情況適當(dāng)?shù)膮⑴c學(xué)生的討論并提出建議。這樣的課下活動(dòng)使學(xué)生極大的提高了生物學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，提高了實(shí)驗(yàn)基本技能，更大地發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)新能力。

五、教學(xué)反思

在引導(dǎo)式探究教學(xué)中注重發(fā)揮學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用。在探究式模型的構(gòu)建中，學(xué)生經(jīng)歷了與科學(xué)家的科學(xué)探究同樣的歷程，包括提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、記錄結(jié)果、交流討論、得出結(jié)論等，學(xué)生在這種多側(cè)面的活動(dòng)中，真正體驗(yàn)和領(lǐng)悟了科學(xué)研究的過程，理解和掌握了科學(xué)研究的方法和技能，提高了科學(xué)探究能力和生物科學(xué)素養(yǎng)。同時(shí)，學(xué)生在引導(dǎo)式探究活動(dòng)中須在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行。特別是對(duì)剛剛接觸探究活動(dòng)的學(xué)生來說，離不開教師的引導(dǎo)和點(diǎn)撥。在引導(dǎo)式探究教學(xué)中教師應(yīng)在學(xué)生探究感到最困難的地方，適時(shí)地點(diǎn)撥引導(dǎo)學(xué)生，較好地發(fā)揮了教師組織者、引導(dǎo)者的作用，提高了探究活動(dòng)的效果。

在自主式探究教學(xué)中，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生大膽發(fā)現(xiàn)問題并運(yùn)用探究實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ图盎镜膶?shí)驗(yàn)操作技能解決問題。新課標(biāo)提出，倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)重在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。學(xué)生大膽提出探究的新問題并主動(dòng)的解決問題，敢于創(chuàng)新這正是探究式實(shí)驗(yàn)的目的所在。