林亞

摘要 從生活實(shí)際情境出發(fā)，選擇生活中的真實(shí)問(wèn)題“面粉發(fā)酵”作為跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題，帶領(lǐng)學(xué)生探究面粉的發(fā)酵方式及發(fā)酵原理，讓學(xué)生親歷探究性學(xué)習(xí)構(gòu)建和整合的過(guò)程，并通過(guò)跨學(xué)科概念圖的構(gòu)建，幫助學(xué)生圍繞主題“面粉發(fā)酵”，進(jìn)行生物學(xué)、化學(xué)學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生以跨學(xué)科的視角認(rèn)識(shí)與理解問(wèn)題。

關(guān)鍵詞 生物學(xué) 化學(xué) 跨學(xué)科概念圖

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

科學(xué)是一個(gè)整體，對(duì)自然界的了解和探索需要綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)。生物學(xué)與化學(xué)在知識(shí)與方法上方面均有密切的關(guān)聯(lián)，化學(xué)對(duì)于解釋生命本質(zhì)起到重要作用，生物學(xué)的發(fā)展為化學(xué)研究開(kāi)辟了新的領(lǐng)域。為了讓學(xué)生能夠從跨學(xué)科的視角去了解與探索生活中的現(xiàn)象與問(wèn)題，教師需要適當(dāng)?shù)厝コ龑W(xué)科間的壁壘，進(jìn)行生物學(xué)與化學(xué)的跨學(xué)科教學(xué)?？鐚W(xué)科教學(xué)的一種比較有效的方式是主題式教學(xué)，即圍繞某一主題，引導(dǎo)學(xué)生從不同學(xué)科視角對(duì)主題相關(guān)知識(shí)進(jìn)行建構(gòu)，將原本沒(méi)有直接聯(lián)系的學(xué)科有機(jī)地融合在一起，其互相補(bǔ)充與促進(jìn)，從而提高學(xué)生能力、促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。下面以“探究面粉發(fā)酵的方式及原理”為例，從跨學(xué)科知識(shí)的整合、課堂教學(xué)的組織、雙師的配合三個(gè)方面對(duì)跨學(xué)科主題式教學(xué)的實(shí)踐活動(dòng)進(jìn)行初步探索。

1跨學(xué)科知識(shí)的整合

課例“探究面粉發(fā)酵的方式及原理”來(lái)源于生活中的實(shí)際問(wèn)題——饅頭制作。饅頭在制作時(shí)需要經(jīng)過(guò)“醒面”這一步驟，而這個(gè)步驟其實(shí)就是發(fā)酵。面粉發(fā)酵方式有很多種，有先用酒曲發(fā)酵，然后加入蘇打或小蘇打進(jìn)行酸度調(diào)節(jié)的；有直接使用泡打粉發(fā)酵的；也有用酵母粉進(jìn)行發(fā)酵的……因此不同的人對(duì)“面粉發(fā)酵”這一概念的理解也不盡相同，有的認(rèn)為僅是無(wú)機(jī)物之間的化學(xué)反應(yīng)，有的則是認(rèn)為是利用了酵母菌呼吸的產(chǎn)物（生物化學(xué)反應(yīng)）。但無(wú)論用何種方法發(fā)酵，其本質(zhì)都是通過(guò)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體作用（二氧化碳）使面團(tuán)內(nèi)部產(chǎn)生氣孔，蒸熟后才會(huì)蓬松。

筆者參考2010年陳英和等提出的“跨學(xué)科概念圖”的構(gòu)建方法，圍繞“面粉發(fā)酵”這一主題，從生活中的事實(shí)案例（實(shí)例）出發(fā)，抽象出一般概念，再進(jìn)一步歸納、抽象出具有學(xué)科取向的核心概念，最后從跨學(xué)科的視角整合出跨學(xué)科核心概念，構(gòu)建了“面粉發(fā)酵”跨學(xué)科概念圖（圖1）?？鐚W(xué)科概念圖的使用，有助于學(xué)生對(duì)學(xué)科之間知識(shí)的聯(lián)系以及對(duì)問(wèn)題本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。

2課堂教學(xué)的組織

本課以科學(xué)探究課的形式展開(kāi)，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生進(jìn)行“面粉發(fā)酵方式及原理”的探究，親歷“提出問(wèn)題——作出假設(shè)——實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)——進(jìn)行實(shí)驗(yàn)——觀察結(jié)果——得出結(jié)論”的過(guò)程，在實(shí)踐中對(duì)科學(xué)知識(shí)進(jìn)行建構(gòu)，從而將感性的生活經(jīng)驗(yàn)上升為理性的科學(xué)認(rèn)知。

（1）提出問(wèn)題：教師提問(wèn)：“由面粉變成饅頭需要發(fā)酵嗎？”同時(shí)PPT提出生活中常用的泡打粉、小蘇打、酵母粉等。教師追問(wèn)：“不同的發(fā)酵方式蒸出來(lái)的饅頭有區(qū)別嗎？”

（2）作出假設(shè)：學(xué)生做出相應(yīng)假設(shè)：由面粉變成饅頭需要發(fā)酵，不同的發(fā)酵方式蒸出來(lái)的饅頭可能在外觀、蓬松度、味道、口感上有差別。

（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：學(xué)生分組討論，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，并在全班進(jìn)行交流分享，最終得到如表1所示的實(shí)驗(yàn)方案。教師需要強(qiáng)調(diào)控制變量思想在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

（4）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：全班分為四組，每組6名學(xué)生（本校實(shí)施選課走班制，通常一個(gè)班不超過(guò)24名學(xué)生），每一個(gè)組分別承擔(dān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的一組實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程包括和面、醒面、切面、蒸饅頭。在等待醒面的15 min內(nèi)，首先安排學(xué)生花5～6 min閱讀材料，了解酵母菌、碳酸氫鈉、泡打粉的相關(guān)知識(shí)。再讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)，觀看演示實(shí)驗(yàn)：化學(xué)教師演示碳酸氫鈉的兩種化學(xué)反應(yīng)——加熱分解以及與酸（白醋）的反應(yīng)，并分別使用澄清石灰水驗(yàn)證所產(chǎn)生的氣體是二氧化碳；生物教師演示酵母菌產(chǎn)生氣體，并使用澄清石灰水驗(yàn)證所產(chǎn)生的氣體是二氧化碳。演示實(shí)驗(yàn)直觀地向?qū)W生揭示了面粉發(fā)酵的不同原理。

（5）觀察結(jié)果：每組蒸好四個(gè)饅頭，裝在事先貼好標(biāo)簽的碟子里，并分別給其他組各一個(gè)。這樣，每組都有經(jīng)4種不同發(fā)酵方式（D組為未發(fā)酵的空白對(duì)照）蒸出來(lái)的饅頭。以小組為單位，學(xué)生對(duì)饅頭的外觀、蓬松度、味道、口感進(jìn)行觀察與體驗(yàn)。

（6）得出結(jié)論：學(xué)生總結(jié)得出，由面粉變成饅頭需要發(fā)酵，不同的發(fā)酵方式蒸出來(lái)的饅頭有顯著區(qū)別，主要區(qū)別如表2所示。

（7）交流反思：探究結(jié)束后，學(xué)生自然生出許多問(wèn)題：如經(jīng)酵母粉發(fā)酵出的饅頭為什么味道發(fā)酸、色澤發(fā)黃？是否可以結(jié)合每種發(fā)酵粉的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)行多種發(fā)酵粉的混合發(fā)酵呢？不同的發(fā)酵方式蒸出來(lái)的饅頭在營(yíng)養(yǎng)成分上是否有區(qū)別？由于課堂時(shí)間有限，這些問(wèn)題將由學(xué)生在課后通過(guò)查閱資料、線上交流探討等形式解決。

（8）總結(jié)提升：學(xué)生在教師的引導(dǎo)與幫助下，完成跨學(xué)科概念圖的補(bǔ)充與完善，對(duì)面粉發(fā)酵的原理進(jìn)行總結(jié)，同時(shí)對(duì)“面粉發(fā)酵”這個(gè)現(xiàn)象有了更為本質(zhì)的認(rèn)識(shí)——無(wú)論用何種方法發(fā)酵，其本質(zhì)都是通過(guò)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體（二氧化碳）使面團(tuán)內(nèi)部產(chǎn)生氣孔，蒸熟后才會(huì)蓬松。

3雙師的課堂配合

為創(chuàng)設(shè)真實(shí)的教育情境，凸顯課程的專業(yè)性，本課在廚藝教室進(jìn)行，并采取生物學(xué)、化學(xué)（兼職廚藝教師）雙師共同授課的模式：全程由兩位教師分工配合進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，同時(shí)又各自偏重本學(xué)科知識(shí)的講解與實(shí)驗(yàn)演示。教師的分工與配合如表3所示。

4教學(xué)反思

本課例從生活實(shí)際情境出發(fā)，選擇生活中的真實(shí)問(wèn)題作為學(xué)習(xí)主題，大大激發(fā)了學(xué)生的熱情與興趣。在教學(xué)設(shè)計(jì)上，本課例遵循科學(xué)探究的基本流程，強(qiáng)調(diào)科學(xué)方法（如控制變量法、觀察法）的掌握，同時(shí)能科學(xué)地統(tǒng)籌規(guī)劃課堂時(shí)間，學(xué)生們?cè)诟鱾€(gè)環(huán)節(jié)活動(dòng)中松弛有度，效率較高。最后，通過(guò)跨學(xué)科知識(shí)整合媒介“跨學(xué)科概念圖”，幫助學(xué)生對(duì)圍繞該主題的生物學(xué)、化學(xué)知識(shí)進(jìn)行科學(xué)地建構(gòu)，有助于學(xué)生形成良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)，加深對(duì)問(wèn)題本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。該課例為初中生物學(xué)、化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的內(nèi)容與形式提供了重要參考。