方鑫棟+任布君

“泡菜的腌制和亞硝酸鹽的測(cè)定”是高中生物學(xué)中經(jīng)典的定量測(cè)定的實(shí)驗(yàn)。因局限于高中落后的實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及繁瑣而耗時(shí)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，選修實(shí)驗(yàn)的開(kāi)課率極低。而學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課堂卻充滿興趣，兩者的矛盾難以調(diào)和。鑒于此，筆者立足于學(xué)生的理性思維發(fā)展，以實(shí)驗(yàn)課堂為載體展開(kāi)科學(xué)探究，通過(guò)調(diào)整合理的教學(xué)策略，促進(jìn)學(xué)生積極參與，提高教學(xué)的有效性。

1 基于教師有效組織的策略

1.1 策略要點(diǎn)

教師作為學(xué)習(xí)的組織者，教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)要以發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)和完成“立德樹(shù)人”根本任務(wù)為本。設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)，教師要從生物學(xué)核心素養(yǎng)出發(fā)，設(shè)計(jì)切實(shí)有效的課堂任務(wù)和小組活動(dòng)；布置的任務(wù)立意要高，落點(diǎn)要低，設(shè)計(jì)的問(wèn)題、活動(dòng)、任務(wù)要兼顧學(xué)情。若學(xué)生完成學(xué)習(xí)有困難時(shí)，教師應(yīng)考慮降低難度。

1.2 實(shí)施策略

本節(jié)課的設(shè)計(jì)中，課前段分析實(shí)驗(yàn)原理、簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)步驟、討論實(shí)驗(yàn)操作難點(diǎn)，課中段小組活動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，課后段對(duì)實(shí)驗(yàn)操作予以評(píng)價(jià)。筆者基于啟發(fā)式教學(xué)，設(shè)計(jì)一連串問(wèn)題，要求學(xué)生運(yùn)用分析與綜合的科學(xué)方法解決問(wèn)題，借此發(fā)展學(xué)生的理性思維和科學(xué)探究素養(yǎng)：

① 泡菜壇凹槽的作用是什么？（加水密封，隔絕空氣和防止雜菌污染）② 光電比色法測(cè)定亞硝酸鹽含量的原理是什么？（亞硝酸鹽重氮化反應(yīng)產(chǎn)生的紫紅色產(chǎn)物會(huì)影響光密度值，亞硝酸鹽含量與光密度值成正比）③ 如何使泡菜處理液中的蛋白質(zhì)沉淀下來(lái)，防止干擾光密度值？[利用Zn（OH）2將蛋白質(zhì)沉淀下來(lái)，同時(shí)加熱可使沉淀效果更佳]④ 測(cè)得的樣品光密度值如何換算成亞硝酸鹽的質(zhì)量？（依據(jù)亞硝酸鹽的標(biāo)準(zhǔn)曲線按比例換算）⑤ 自制泡菜樣品中亞硝酸鹽含量是否超標(biāo)？未超標(biāo)可否隨意食用？（根據(jù)國(guó)家亞硝酸鹽安全標(biāo)準(zhǔn)，自制泡菜的亞硝酸鹽含量并未超標(biāo)；未超標(biāo)也不可過(guò)多食用）⑥ 影響泡菜中亞硝酸鹽含量的因素有哪些？若探究鹽水濃度對(duì)泡菜腌制過(guò)程亞硝酸鹽含量的影響，該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)出實(shí)驗(yàn)思路。（腌制時(shí)間、鹽水濃度、雜菌污染等因素；配制一系列濃度梯度的鹽水，分別腌制泡菜一周，測(cè)定泡菜中的亞硝酸鹽含量）

1.3 效果分析

杜絕在黑板上“做實(shí)驗(yàn)”，學(xué)生親歷泡菜的腌制，能更好地了解這項(xiàng)食品加工工藝。學(xué)生在課堂上利用光電比色法測(cè)定亞硝酸鹽的含量，觀察重氮化反應(yīng)產(chǎn)生紫紅色的變化，目睹光密度值（OD）數(shù)值的變化。教師將生物學(xué)原理同生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，組織教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生在學(xué)中思、思中學(xué)，提高教學(xué)的有效性。

2 基于展開(kāi)小組活動(dòng)的策略

2.1 策略要點(diǎn)

“協(xié)作”發(fā)生于學(xué)習(xí)過(guò)程的始終，恰當(dāng)?shù)男〗M活動(dòng)和協(xié)作能促進(jìn)學(xué)生有效參與。學(xué)生在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)中，善用科學(xué)研究方法，鍛煉科學(xué)實(shí)踐技能，提升問(wèn)題解決能力，養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣，發(fā)展科學(xué)探究和理性思維的生物學(xué)核心素養(yǎng)，將生物學(xué)知識(shí)應(yīng)用在日常生活中。

2.2 實(shí)施策略

受教學(xué)時(shí)長(zhǎng)的限制，每位學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程不切實(shí)際，因此將本實(shí)驗(yàn)分成四4部分：腌制泡菜、處理泡菜樣品、測(cè)定亞硝酸鹽和繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。每個(gè)大組設(shè)組長(zhǎng)兩名，統(tǒng)籌自己組內(nèi)的任務(wù)分工。例如腌制泡菜組分工就有洗菜切菜、配制鹽水、清洗泡菜壇、密封裝壇等。組長(zhǎng)合理安排任務(wù)，保證全員參與。

2.3 效果分析

分組實(shí)驗(yàn)，將原先近2 h的實(shí)驗(yàn)壓縮在0.5 h內(nèi)順利完成。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中真正展現(xiàn)理性思維的恰是學(xué)生思考的問(wèn)題，如泡菜樣品能否直接放置于托盤(pán)上稱量、重氮化反應(yīng)不暗處?kù)o置是否會(huì)產(chǎn)生干擾?；顒?dòng)過(guò)程中學(xué)生提出的問(wèn)題都是值得深入研究的實(shí)驗(yàn)課題，體現(xiàn)了他們主動(dòng)探究的意識(shí)。

3 基于善用實(shí)驗(yàn)器材的策略

3.1 策略要點(diǎn)

妥善配備、補(bǔ)充和更新實(shí)驗(yàn)設(shè)備是開(kāi)設(shè)優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)課堂的基本條件。在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師善用實(shí)驗(yàn)器材可使抽象的生物學(xué)概念和原理系統(tǒng)化、直觀化，滲透生命觀念。生物實(shí)驗(yàn)課是學(xué)生認(rèn)識(shí)和使用各種實(shí)驗(yàn)器具的重要陣地，課堂中教師依托實(shí)驗(yàn)器材開(kāi)闊學(xué)生眼界，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與積極性。

3.2 實(shí)施策略

本實(shí)驗(yàn)涉及到移液器、光電比色計(jì)、泡菜壇等新穎的器材，還有不同規(guī)格的容量瓶、燒杯、玻璃棒、水浴鍋、托盤(pán)天平、藥匙、漏斗、pH試紙、定性濾紙、鐵架臺(tái)、菜刀、砧板、榨汁機(jī)等常見(jiàn)的器材。由于絕大多數(shù)學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的次數(shù)不多，實(shí)驗(yàn)操作技能略顯稚嫩，使用常用的生活器具和化學(xué)實(shí)驗(yàn)器材尚不嫻熟，更不必說(shuō)使用光電比色計(jì)和移液器。為避免時(shí)間過(guò)多地浪費(fèi)在指導(dǎo)使用實(shí)驗(yàn)儀器中，故課余時(shí)間安排學(xué)生參觀實(shí)驗(yàn)室，并學(xué)習(xí)使用光電比色計(jì)和移液器。

3.3 效果分析

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生躍躍欲試，表現(xiàn)得興趣濃厚，由此可見(jiàn)新穎的實(shí)驗(yàn)器材對(duì)學(xué)生參與度的提升有積極的作用。課后，學(xué)生對(duì)光電比色計(jì)尤感興趣，主動(dòng)上網(wǎng)查閱資料了解光電比色計(jì)的工作原理。部分學(xué)生還利用課余時(shí)間測(cè)定不同濃度CuSO4溶液以及其他有色試劑的光密度值。

4 基于喚起學(xué)習(xí)興趣的策略

4.1 策略要點(diǎn)

認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，當(dāng)個(gè)體原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)與新奇事物之間存在偏差時(shí)，個(gè)體就會(huì)產(chǎn)生疑惑和矛盾的情緒，從而激發(fā)個(gè)體的探究欲望。探究過(guò)程中，學(xué)生就可能用到觀察、比較、分析、概括、建模、綜合等理性思維的手段。教師應(yīng)篩選能引發(fā)學(xué)生思考的教學(xué)素材，并將其融入到課堂教學(xué)中，激發(fā)學(xué)生興趣從而提升參與的有效性。

4.2 實(shí)施策略

教師由腌制品和亞硝酸鹽的材料引入，通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境展開(kāi)教學(xué)。腌制品中亞硝酸鹽具有致癌的威脅，讓人聞風(fēng)喪膽。學(xué)生對(duì)亞硝酸鹽熟悉但也陌生，他們不清楚亞硝酸鹽的致癌風(fēng)險(xiǎn)有多大。利用光電比色法定量測(cè)定亞硝酸鹽含量，既屬于感性的素材，又涵蓋理性的分析，使之成為學(xué)生興趣的激發(fā)點(diǎn)。教師結(jié)合實(shí)地資源開(kāi)展科學(xué)實(shí)踐，解決學(xué)生生活中與生物學(xué)相關(guān)的問(wèn)題，敦促著學(xué)生積極承擔(dān)社會(huì)責(zé)任。

4.3 效果分析

若是實(shí)驗(yàn)的操作內(nèi)容枯燥乏味，學(xué)生就不愿意動(dòng)手或者只為完成任務(wù)而動(dòng)手。亞硝酸鹽含量的測(cè)定是少見(jiàn)的定量實(shí)驗(yàn)，學(xué)生參與熱情空前高漲，興奮度和活躍度遠(yuǎn)超以往的實(shí)驗(yàn)課堂。能達(dá)到如此效果，正是抓住了學(xué)生的興趣點(diǎn)。測(cè)定泡菜中亞硝酸鹽含量的實(shí)驗(yàn)素材源于生活又高于生活，促使學(xué)生關(guān)注生活，關(guān)注生命。

傳統(tǒng)生物實(shí)驗(yàn)課堂中，學(xué)生只是動(dòng)手，缺少動(dòng)腦。教師積極運(yùn)用有效的教學(xué)策略，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)，盡顯生物實(shí)驗(yàn)課堂的魅力。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中也反饋出學(xué)生有所想，有所感。當(dāng)然創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課堂不僅限于此，優(yōu)化課堂教學(xué)，落實(shí)“立德樹(shù)人”根本任務(wù)，教師任重而道遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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