陸瑞燕董新姣（溫州大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院浙江溫州 325035）

基于ARCS動機模式的生物實驗教學(xué)
——以“酶”一節(jié)實驗教學(xué)為例

陸瑞燕董新姣（溫州大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院浙江溫州 325035）

介紹了ARCS動機模式，借鑒其與加涅的“九大教學(xué)事件”的關(guān)系，結(jié)合生物學(xué)實驗教學(xué)的特點，規(guī)范了教學(xué)過程，并以“酶”一節(jié)實驗教學(xué)為例，談?wù)劵贏RCS動機模式的生物實驗教學(xué)實踐與體會。

ARCS動機模式 酶 實驗教學(xué) 生物學(xué)教學(xué)

文件編號：1003－7586（2017）01－0050－03

1 ARCS動機模式概述

ARCS模式是由美國南弗里達大學(xué)的心理學(xué)教授凱勒提出的，這一模式是以期望價值理論為基礎(chǔ)，與教學(xué)設(shè)計的宏觀理論結(jié)合提出的。他認(rèn)為影響學(xué)生學(xué)習(xí)動機的因素有四類，分別為注意、切身性、自信心及滿足感。該模式指出：激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)動機必須首先喚起并維持學(xué)生的注意力，再讓學(xué)生了解“為什么要學(xué)習(xí)這些材料，這與我們的興趣和目標(biāo)有什么關(guān)系”；接著，要讓他們覺得有能力完成目標(biāo)，傾向于任務(wù)參與而不是自我參與；最后，要讓他們體驗完成任務(wù)后的滿足感，學(xué)生就會保持這種動力繼續(xù)學(xué)習(xí)下去。ARCS模型不僅包括上述四個概念范疇，每一個范疇中還包含了眾多的動機策略。

2 基于ARCS動機模式的生物實驗教學(xué)設(shè)計

筆者閱讀相關(guān)的書籍文獻后，發(fā)現(xiàn)美國著名心理學(xué)家加涅的“九大教學(xué)事件”與凱勒教授的ARCS動機模式有著密切的關(guān)系（圖1）。

圖1 ARCS動機模型與加涅九大教學(xué)事件關(guān)系

筆者借鑒了ARCS動機模式與加涅九大教學(xué)事件的關(guān)系，結(jié)合生物學(xué)實驗教學(xué)的特點，規(guī)范了教學(xué)過程（圖2），并在各環(huán)節(jié)融入相應(yīng)的動機策略，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機，以提高生物實驗教學(xué)的有效性。

3 基于ARCS動機模式的生物實驗教學(xué)

3.1 教材與學(xué)情分析

浙科版高中生物學(xué)教材《必修1·分子與細(xì)胞》中“酶”一節(jié)是整個新陳代謝的基礎(chǔ)，其中共有2個探究活動，分別為“探究酶的專一性”和“探究pH對過氧化氫酶的影響”。但是教材本身的編排或?qū)嶒炘O(shè)計存在某些瑕疵，會影響實驗教學(xué)的實效性，如不同的pH會影響過氧化氫酶的作用底物——過氧化氫溶液自身的穩(wěn)定性，教材選擇用過氧化氫酶來探究pH對酶活性的影響是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?。筆者將其改為“探究pH對唾液淀粉酶的影響”，同時還增設(shè)了“探究溫度對酶活性的影響”及“探究酶的高效性”2個實驗。這樣，本節(jié)共涉及到4個實驗供學(xué)生自主探究，對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)有重要作用。盡管學(xué)生在對植物細(xì)胞的吸水和失水進行探究時，已初步掌握了科學(xué)探究的一般程序，但自主設(shè)計探究實驗方案對高一學(xué)生有一定的難度。另外，從當(dāng)前我國高中生物實驗教學(xué)的現(xiàn)狀來看，實驗課程的模式單一化，沒有個性化的指導(dǎo)，學(xué)生的實驗動機普遍不高。因此筆者將ARCS動機模式應(yīng)用于實驗教學(xué)，在各環(huán)節(jié)采用相應(yīng)的動機策略，以激發(fā)學(xué)生實驗動機，達到預(yù)期的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

圖2 基于ARCS動機模式的生物實驗教學(xué)設(shè)計

3.2 教學(xué)過程

3.2.1 課前檢查

課前，教師抽查幾位學(xué)生回答有關(guān)酶的基礎(chǔ)知識和實驗相關(guān)知識，如酶的來源和本質(zhì)、酶的作用和作用原理、酶的特性及其活性的影響因素、探究實驗的一般步驟和如何確定實驗的自變量和因變量等。

設(shè)計意圖：通過教師抽查部分學(xué)生的課前預(yù)習(xí)狀況、學(xué)生完成教師布置的學(xué)習(xí)任務(wù)的情況和復(fù)習(xí)舊知等，以制造緊張感，引起學(xué)生的注意，使學(xué)生快速進入學(xué)習(xí)狀態(tài)。

3.2.2 新課導(dǎo)入

教師借助多媒體呈現(xiàn)以下問題：①胃消化不好時，醫(yī)生為什么會給病人開些“多酶片”？②胃酸少時，有什么感覺？胃酸多時又是什么感覺？為什么？③在你們平時的生活中，還有哪些現(xiàn)象與酶有關(guān)呢？學(xué)生思考、討論、回答問題，教師加以補充歸納，并引出4個探究活動。

設(shè)計意圖：加涅認(rèn)為在教學(xué)的開始階段應(yīng)考慮3個因素：激發(fā)學(xué)習(xí)動機；告知學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)目標(biāo)；確保學(xué)習(xí)者具備開始新的教學(xué)所需的預(yù)備知識。教師從生活的視角切入，設(shè)置問題情境，激起學(xué)生解決問題的欲望，讓學(xué)生產(chǎn)生較高的注意力和切身性。同時巧妙引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生感到該任務(wù)契合他們的需要，跟生活有密切的聯(lián)系，所要學(xué)的內(nèi)容“有用”。

3.3.3 課堂教學(xué)

該過程為核心階段，教師通過多媒體分別呈現(xiàn)4個探究活動要用到的實驗材料。學(xué)生按事先分好的小組在教師的點撥下，相互討論、設(shè)計實驗方案。接著，各小組代表上臺展示，教師和其他同學(xué)對其方案進行評價和完善，最后確定正確的實驗方案進行實驗操作。

（1）探究酶的高效性。

實驗材料：H2O2溶液、動物肝臟(或馬鈴薯塊莖)研磨液、FeCl3溶液、衛(wèi)生香等。

教師首先引導(dǎo)學(xué)生寫出相應(yīng)的反應(yīng)方程式。各實驗小組在教師的指導(dǎo)下，分別進行實驗設(shè)計和繪制探究H2O2酶和FeCl3分解H2O2速率的表格。教師巡視，指導(dǎo)學(xué)生注意可重復(fù)性、可操作性、對照性、控制單一變量等實驗設(shè)計原則。接著，各小組代表展示各自的方案和表格，教師和其他小組對方案進行評分和完善，交流整合后確定最終的方案和表格。

（2）探究酶的專一性。

實驗材料：稀釋唾液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的淀粉溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液、體積分?jǐn)?shù)為3%的H2O2溶液、碘試劑、斐林試劑、熱水、酒精燈等。

教師利用問題，引導(dǎo)學(xué)生理清各個變量，確定實驗的自變量和因變量的檢測方法，形成基本的思路。并組織學(xué)生討論實驗所用的底物及相應(yīng)的酶，指導(dǎo)學(xué)生可從不同的酶催化不同底物的角度去設(shè)計實驗。經(jīng)過小組討論和匯報，評選出較完善的方案。

（3）探究溫度對酶活性的影響。

實驗材料：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的淀粉溶液、稀釋的唾液、菲林試劑、碘試劑。

在前兩個方案設(shè)計的基礎(chǔ)上，學(xué)生慢慢掌握實驗設(shè)計的思路和方法，從小組展示的方案看，大部分學(xué)生都懂得用碘試劑檢測因變量而不是菲林試劑（因為菲林試劑需要水浴加熱，干擾實驗）；同時也知道設(shè)置3個不同的溫度條件。但是底物溶液加完酶溶液后，在設(shè)定的溫度條件下保溫，還是底物溶液在設(shè)定的溫度條件下保溫后加入酶溶液的實驗順序上，學(xué)生存在爭議。教師對學(xué)生的質(zhì)疑能力表示鼓勵，將新的更深層次的問題供全班學(xué)生討論，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作解決問題的能力。

（4）探究pH對酶活性的影響。

實驗材料：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的淀粉溶液、稀釋的唾液、斐林試劑、碘試劑、體積分?jǐn)?shù)為0.1%的HCl溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的NaOH溶液、蒸餾水。

在實驗小組設(shè)計方案之前，教師提出問題：此時，檢測因變量應(yīng)該選擇哪種試劑？為什么？底物溶液、酶溶液以及酸堿溶液的滴加順序該如何把握？各小組認(rèn)真思考、通過質(zhì)疑、討論后，大部分學(xué)生堅持用碘液檢測因變量。此時教師及時糾正點撥，碘液在堿性條件下不與淀粉反應(yīng)。學(xué)生恍然大悟，確定因變量的檢測用斐林試劑。通過討論后，學(xué)生對于各溶液的滴加順序達成一致意見，應(yīng)先營造不同的pH環(huán)境后再加酶。明確了這兩個關(guān)鍵問題后，小組開始設(shè)計實驗方案。從匯報結(jié)果看，大部分小組的方案較一致而且是合理的，部分出現(xiàn)錯誤的小組在同學(xué)的幫忙下修正完善。

設(shè)計意圖：4個探究活動由易到難循序漸進，筆者通過問題引領(lǐng)學(xué)生對科學(xué)實驗的思考，創(chuàng)設(shè)問題解決的情境，強化了學(xué)生分析問題全面性和嚴(yán)謹(jǐn)性的能力。一方面維持了學(xué)生的注意力，另一方面將大的難題分解，并由小組成員相互討論解決，促進學(xué)生探究交流，培養(yǎng)他們自主學(xué)習(xí)和表達的能力，同時滿足學(xué)生的親和需要，建立起彼此間的信任，為合作交往創(chuàng)造條件。由小組代表匯報本組的實驗方案，為其他同學(xué)樹立榜樣，強化努力行為，給學(xué)生提供在中等冒險水平下獲得出色的成績的機會，增強學(xué)生的切身性。學(xué)生實在解決不了的問題由教師進行指導(dǎo)，在探究的過程中教師不失時機地做好引導(dǎo)和鼓勵工作，在此基礎(chǔ)上加以總結(jié)延伸，逐步將實驗設(shè)計過程交給學(xué)生，逐漸增強學(xué)生的自信心。

3.3.4 明確任務(wù)，學(xué)生實驗

當(dāng)學(xué)生明確了這個實驗的目的及過程后，就可以動手實驗了。通過組內(nèi)合作實驗，小組成員各司其職，各盡其能。教師巡視，指出錯誤的操作行為，指導(dǎo)學(xué)生正確規(guī)范操作；對于學(xué)生在操作過程中遇到的問題，教師不要急著回答，而是指導(dǎo)其分析，由設(shè)疑、置疑到解惑，使學(xué)生在實驗操作的同時積極思考，鍛煉學(xué)生的思維能力，提高學(xué)生解決問題的能力。此外，教師還要引導(dǎo)學(xué)生對實驗的成功或失敗正確歸因，由重實驗結(jié)果向重實驗過程轉(zhuǎn)變，使學(xué)生懂得“追求卓越并不意味著不允許存在不足”，并學(xué)會“自我感覺良好”，逐漸增強學(xué)生自信心。

3.3.5 交流總結(jié)，評價反饋

各小組代表匯報實驗結(jié)果，大家共同討論、糾正錯誤，提高學(xué)習(xí)能力。在這個過程中，教師不要輕易評價學(xué)生的實驗結(jié)果，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生暢所欲言，鼓勵學(xué)生發(fā)表見解。當(dāng)然，在此環(huán)節(jié)教師要重點運用滿足感策略，使學(xué)生獲得滿足感，持續(xù)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機。如教師適當(dāng)對實驗過程中認(rèn)真或有進步的學(xué)生給予表揚，讓學(xué)生感到教師對他們的關(guān)注；對一些幫助其他同學(xué)解決困難的學(xué)生適當(dāng)獎勵，調(diào)動他們的積極性和強化他們的內(nèi)部自豪感……此外，每個小組成員完成本實驗的評價量表，通過自評和他評，由小組長按權(quán)重統(tǒng)計好分?jǐn)?shù)后上交給教師，作為平時成績的一部分。

4 教學(xué)反思

面向全體學(xué)生，教師從注意力、切身性、自信心、滿足感四個層面在教學(xué)的各個環(huán)節(jié)有所側(cè)重地運用相應(yīng)的動機策略，以激發(fā)學(xué)生的生物實驗動機。在教學(xué)的過程中，學(xué)生以實驗小組的形式相互討論，并在教師的點撥下自主設(shè)計實驗方案，接著小組代表展示，其他組同學(xué)在質(zhì)疑、討論中完善實驗方案，課堂氣氛活躍，學(xué)生實驗熱情高漲。整個教學(xué)過程中，教師只是課堂的組織者和引導(dǎo)者，體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位，同時培養(yǎng)了學(xué)生勤于動手動腦、合作交流的良好習(xí)慣，提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

［1］林少琴.酶催化特性探究實驗的設(shè)計與改進［J］.福建基礎(chǔ)教育研究，2011（11）：120－122.

［2］李玉梅.淺議大學(xué)外語教學(xué)中的情感因素［J］.齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2010（15）：2 475－2 477.

［3］郭德俊，汪玲，李玲.“ARCS動機設(shè)計模式”［J］.首都師范大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），1999，5：91－97.

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