張 弛 （南京市第五初級(jí)中學(xué) 江蘇南京 210005）

為了適應(yīng)日新月異的社會(huì)變化，幫助學(xué)生在未來(lái)更好地工作與生活，研究者開(kāi)始重視對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的研究。我國(guó)制定的“學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)”是指“學(xué)生在接受相應(yīng)學(xué)段的教育過(guò)程中逐步形成起來(lái)的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展與社會(huì)發(fā)展需要的人格品質(zhì)與關(guān)鍵能力”。生物學(xué)科的核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任。生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)?？茖W(xué)探究既是科學(xué)家工作的基本方式，也是學(xué)生有效學(xué)習(xí)的方式。由此可見(jiàn)，要想在生物學(xué)教學(xué)中推動(dòng)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的改革尤為重要。

蘇教版八年級(jí)下冊(cè)《生物學(xué)》第23章第一節(jié)“源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的發(fā)酵技術(shù)”的“課后探究”板塊中有“嘗試用酸奶機(jī)制作酸奶”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。筆者以此實(shí)驗(yàn)的拓展為例，淺析教師如何以實(shí)驗(yàn)失敗的經(jīng)歷為突破口，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究，以促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展。

1 分析實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，激發(fā)學(xué)生批判質(zhì)疑精神

問(wèn)題意識(shí)是批判質(zhì)疑的動(dòng)力，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的質(zhì)疑，是其批判性思維覺(jué)醒的開(kāi)始。批判性思維是一種基于思維活動(dòng)中的獨(dú)立分析和批判，是思維活動(dòng)中善于估計(jì)思維材料和精細(xì)地檢查思維過(guò)程的智力品質(zhì)。其作為科學(xué)思維的重要組成部分，是學(xué)生應(yīng)該具備的一種思維習(xí)慣和方法。因此，教師應(yīng)有意識(shí)地發(fā)展學(xué)生的批判性思維。教材中本實(shí)驗(yàn)的操作建議是：將一定量的牛奶與適量酸奶（或酸奶發(fā)酵劑）一起倒入酸奶機(jī)中，通過(guò)發(fā)酵制作酸奶。教材原意是想學(xué)生通過(guò)制作酸奶，能舉例說(shuō)出發(fā)酵技術(shù)在食品制作中的作用。但從學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，約有1/3的學(xué)生未能成功制得酸奶。這種出乎預(yù)料的情況令許多學(xué)生對(duì)教材中的實(shí)驗(yàn)過(guò)程產(chǎn)生了懷疑。在本實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，筆者肯定了學(xué)生敢于提出問(wèn)題的勇氣，并鼓勵(lì)他們對(duì)實(shí)驗(yàn)失敗原因進(jìn)行大膽的猜測(cè)。經(jīng)過(guò)縝密思考，學(xué)生設(shè)計(jì)了相關(guān)調(diào)查問(wèn)卷，從溫度控制、滅菌方法、提供菌種的酸奶品種等實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，分析比較成功組和失敗組的異同。經(jīng)過(guò)調(diào)查，學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中各組提供菌種的酸奶品種差異較大，其余條件均基本相同，在批判質(zhì)疑思維的指引下，學(xué)生逐漸找到了分析實(shí)驗(yàn)失敗原因的突破口。

2 喚起積極思考，促進(jìn)學(xué)生發(fā)散思維發(fā)展

學(xué)生基于自己的調(diào)查，雖然發(fā)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)的成敗極有可能由于采用的原料“酸奶”品種不同造成的，但是他們無(wú)法確切說(shuō)出造成此現(xiàn)象的根本原因，這也直接導(dǎo)致了后續(xù)的探究無(wú)法進(jìn)行。這時(shí)，筆者便組織了學(xué)生進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散性思維。發(fā)散思維是針對(duì)問(wèn)題從多個(gè)維度進(jìn)行分析、猜測(cè)、聯(lián)想，從固有的思維模式中跳脫出來(lái)，尋求解決問(wèn)題的多種可能性的一種思維方式。在頭腦風(fēng)暴過(guò)程中，有學(xué)生認(rèn)為是同學(xué)對(duì)“酸奶”一詞解讀有誤，原實(shí)驗(yàn)中被學(xué)生廣泛采用的“用于提供菌種的酸奶”（如“優(yōu)酸乳”“優(yōu)酪乳”“發(fā)酵乳”“冠益乳”等）可能不是真正意義上的“酸奶”。接著，有學(xué)生建議既然不能明確這些飲品是否屬于“酸奶”范疇，可以給它們暫時(shí)統(tǒng)一命名為“酸性含乳飲品”；也有學(xué)生猜測(cè)某些“酸性含乳飲品”可能不含有乳酸菌；也有學(xué)生提出“酸性含乳飲品”所提供的乳酸菌不一定是發(fā)酵酸奶所需的菌種的觀點(diǎn)……學(xué)生在討論中相互啟發(fā)，有效地促進(jìn)了發(fā)散思維的發(fā)展。

3 設(shè)計(jì)系列實(shí)驗(yàn)，提升學(xué)生探究學(xué)習(xí)水平

科學(xué)探究是進(jìn)行生物科學(xué)研究最有效的方法。通過(guò)設(shè)計(jì)并進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，親歷研究過(guò)程，學(xué)生經(jīng)歷了完整的思維訓(xùn)練，更深入地建構(gòu)概念。在教學(xué)中，筆者鼓勵(lì)學(xué)生以自己的推測(cè)為基礎(chǔ)，提出問(wèn)題并做出假設(shè)，設(shè)計(jì)系列實(shí)驗(yàn)依次進(jìn)行探究。在“探究實(shí)驗(yàn)一”（以下簡(jiǎn)稱“實(shí)驗(yàn)一”）中，學(xué)生提出問(wèn)題：常見(jiàn)的酸性含乳飲品都含有乳酸菌嗎？并對(duì)進(jìn)行教材實(shí)驗(yàn)時(shí)使用頻率較高的飲品品種進(jìn)行鏡檢觀察，發(fā)現(xiàn)部分酸性含乳飲品并不含有乳酸菌。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生又設(shè)計(jì)了“探究實(shí)驗(yàn)二”（以下簡(jiǎn)稱“實(shí)驗(yàn)二”），進(jìn)一步提出問(wèn)題：含乳酸菌的酸性含乳飲品都能為制作酸奶提供有效的菌種嗎？學(xué)生將“實(shí)驗(yàn)一”中檢出乳酸菌的飲品作為菌種，重新嘗試制作酸奶。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織對(duì)自然發(fā)酵酸奶的定義為“乳與乳制品經(jīng)乳酸菌發(fā)酵而得到的凝固型乳制品也即發(fā)生乳酸使牛奶中酪蛋白凝結(jié)的‘乳凝’現(xiàn)象的才為自然發(fā)酵酸奶”。也就是說(shuō)，有“凝乳”現(xiàn)象才能證明酸奶的制作是成功的。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明，約有一半的牛奶沒(méi)有發(fā)生“乳凝”，因此，可以看出不是所有含乳酸菌的飲品都能為制酸奶提供有效的菌種。

學(xué)生通過(guò)“實(shí)驗(yàn)一”和“實(shí)驗(yàn)二”的觀察分析，得出初步結(jié)論“含有多種有生命力的乳酸菌的酸性含乳飲品可為發(fā)酵酸奶提供有效菌種”。學(xué)生在層層推進(jìn)的探究中思考、實(shí)踐，改變了依賴教師直接給出答案的被動(dòng)學(xué)習(xí)方式，提高了科學(xué)思維品質(zhì)，促進(jìn)了探究學(xué)習(xí)水平的提升。

4 推廣探究成果，提高學(xué)生社會(huì)責(zé)任意識(shí)

學(xué)生為了驗(yàn)證上述系列探究實(shí)驗(yàn)結(jié)論的準(zhǔn)確性，又自發(fā)去超市購(gòu)買了其他多種市售“酸性含乳飲品”作為原料制作酸奶，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并詳細(xì)比較能用于制作酸奶和不能用于制作酸奶的各種飲品的配料表、貯藏條件等信息。學(xué)生進(jìn)一步具體化了探究實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：需2℃～6℃冷藏保存，且含有多種乳酸菌（保加利亞乳酸桿菌、嗜熱鏈球菌制作效果尤佳）的飲品可較好地為制作酸奶提供菌種。

生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)維度下的社會(huì)責(zé)任是指基于生物學(xué)的認(rèn)識(shí)參與個(gè)人與社會(huì)事務(wù)的討論，作出理性解釋和判斷，嘗試解決生產(chǎn)生活中的生物學(xué)問(wèn)題的擔(dān)當(dāng)和能力。學(xué)生得到的這個(gè)推論的過(guò)程正是這種擔(dān)當(dāng)和能力的體現(xiàn)。該推論解答了學(xué)生對(duì)自制酸奶失敗率高這一現(xiàn)象的困惑，更能明確指導(dǎo)學(xué)生今后自制酸奶時(shí)合理選擇用于提供菌種的原料飲品。這種社會(huì)責(zé)任意識(shí)還能促使他們把在該探究中獲得的感悟、結(jié)論主動(dòng)向親友分享宣傳，也能間接引導(dǎo)親友們以生物科學(xué)的眼光審視現(xiàn)實(shí)生活。另外，該探究實(shí)驗(yàn)的推論還可以作為教學(xué)建議，補(bǔ)充到教學(xué)參考資料中，將有效避免其他學(xué)生完成教材實(shí)驗(yàn)時(shí)也出現(xiàn)高失敗率的局面。

5 突破交流瓶頸，增強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力

“使用酸奶機(jī)制作酸奶”實(shí)驗(yàn)過(guò)程耗時(shí)較長(zhǎng)，且屬于食品加工范疇。家庭廚房相較學(xué)校實(shí)驗(yàn)室是更適合完成該項(xiàng)活動(dòng)的場(chǎng)所。因此，無(wú)論是教材實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展，還是后續(xù)學(xué)生設(shè)計(jì)的“實(shí)驗(yàn)二”，亦或是驗(yàn)證探究實(shí)驗(yàn)結(jié)論的環(huán)節(jié)，學(xué)生基本都選擇周末在家完成。這為觀察提供了時(shí)間上的便捷，但卻帶來(lái)一個(gè)明顯的問(wèn)題——無(wú)法及時(shí)與班級(jí)同學(xué)交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這種低效的溝通既阻礙了探究活動(dòng)的開(kāi)展，也妨礙了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力的提升。

考慮到以上原因，筆者與學(xué)生運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)來(lái)打破這一瓶頸：

（1）在進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，分析教材實(shí)驗(yàn)失敗率高的原因時(shí)，采用“問(wèn)卷星”在線問(wèn)卷系統(tǒng)來(lái)收集數(shù)據(jù)。調(diào)查完成后，統(tǒng)計(jì)結(jié)果自動(dòng)反饋，方便了學(xué)生后續(xù)討論的開(kāi)展。

（2）制作酸奶的過(guò)程中采用視頻直播軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)操作展示，有利于其他學(xué)生多次回看、比較、篩選，避免了因?qū)嶒?yàn)者操作不當(dāng)造成的錯(cuò)誤結(jié)果對(duì)探究結(jié)論的干擾。

（3）學(xué)生組建微信群，將實(shí)驗(yàn)的結(jié)果（照片、視頻等）發(fā)布在群里，由各組組長(zhǎng)負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)匯總結(jié)果，提高了統(tǒng)計(jì)的效率和可信度。高效的溝通和準(zhǔn)確的結(jié)果也能從側(cè)面反映出學(xué)生團(tuán)隊(duì)較強(qiáng)的合作能力。

整個(gè)探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)以學(xué)生在教材實(shí)驗(yàn)“制作酸奶”過(guò)程中遇到的困惑為情境展開(kāi)，源于學(xué)生的生活經(jīng)歷。而解決生活中實(shí)際問(wèn)題既激發(fā)了學(xué)生的探究熱情，又與核心素養(yǎng)的“社會(huì)責(zé)任”培養(yǎng)目標(biāo)不謀而合。在研究過(guò)程中，幾乎所有環(huán)節(jié)均由學(xué)生自己觀察、思考、討論、設(shè)計(jì)及操作，充分發(fā)揮了學(xué)生的主體作用。同時(shí)學(xué)生還將“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)融入到研究全過(guò)程，使課內(nèi)外探究活動(dòng)有機(jī)結(jié)合，促進(jìn)了理性思維與科學(xué)探究能力的發(fā)展。最終，學(xué)生通過(guò)探究性學(xué)習(xí)，成功制得酸奶，收獲了探索真知的喜悅。因此，教師在日常的教學(xué)中多留意教材原有實(shí)驗(yàn)開(kāi)展過(guò)程中的“小插曲”，借機(jī)引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生探索其中奧秘，也是一條提升學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)的有效途徑。