實驗探究法在《乳制品加工技術》教學中的應用

摘要：實驗探究法是學生學習的一種重要方式，也是培養學生探究興趣和提高探究能力的重要途徑。為適應課程改革發展的需要，教學中應以實驗為載體，引導學生主動參與探究，勤于動手動腦，逐步培養學生的創新能力、實驗設計能力、歸納交流的能力。

關鍵詞：實驗探究法；興趣；能力；教學案例

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）37-0073-03

“實驗探究法”是指在教師的指導下，學生運用已有的知識和技能，以新知識的探索者和發現者的身份，通過實驗親自去發現問題、思考問題和解決問題的一種方法。該法要求課堂教學以實驗為線索，教師引導學生通過直觀、鮮明的實驗現象和實驗數據，發現問題、科學探索、解決問題、運用新知的全過程中[1]。

一、開展“實驗探究法”教學的必要性

長期以來，我們的教學重視培養學生實踐能力，比如讓學生按照規定的實驗步驟完成實驗，而忽略了學生創新精神和創新能力的培養和提高。“實驗探究教學法”能充分挖掘學生的潛力，培養其創造思維能力。體現了學生學習的主體性、合作性；有利于培養學生的學習興趣，激發探究欲望，提高學生和教師的綜合素質，使師生關系更加和諧。在乳制品加工教學中采用實驗探究式學習模式，既能培養學生解決問題的能力，還能讓學生在問題解決過程中主動獲取知識。對學生而言，實驗過程中問題的解決不僅是知識輸出的再現過程，更是知識信息重組和整合的獲得性過程[2]。

1.在實驗探究中培養學習興趣。托爾斯泰說“成功的教學所需要的不是強制，而是激發學生的興趣”，能使學生在愉快的氣氛中學習，喚起學生強烈的求知欲望，是教學成功的關鍵。學習興趣是一種力求認識世界，渴望獲得文化科學知識的意識傾向，能推動人們去尋求知識，鉆研問題，開闊眼界，同時也是走向成才之路的一種高效能的催化劑，因此可以說學習興趣是學習活動的重要動力[3]。在實驗探究法的教學過程中，通過問題的提出，來引起學生的認知沖突，例如：在《原料乳的標準化》一課中，提出這樣的問題：如何讓不同牧場的原料乳脂肪含量調整到與光明鮮牛奶脂肪含量的一樣？在學生參與開放式的探究活動的過程中，引導學生掌握解決問題的方法和步驟；在知識的積累和運用上，教師由原來的“就教材教教材”變為“以教材為依托”。在《原料乳的標準化》授課過程，教材是學生討論思路的參考書目之一，根據教材中的提示，學生積極討論不同的實驗方案。教師除了要準備教材上的和教師個人儲備的知識外，更多的要準備課堂上師生互動所產生的新知識：教材中的標準化計算學生不易理解。因此在授課中，通過簡單的方法讓學生學會標準化的計算是一個重點。通過學生提出問題、猜想，進而設計實驗，得出結論，這種探究對于學生綜合素質的提高和興趣的激發是很有益的[4]。

2.在實驗探究中培養能力。（1）創新能力。創新能力是素質教育的核心。要培養創新能力，必須從各方面入手，充分調動教師和學生的積極性。利用現有條件，學生通過自主探究、實驗操作、問題討論，獲得比較圓滿的答案，從而產生了成功的喜悅，知識領悟能力、學習自覺性自然增強。在教學中創設問題情境、假設或猜想、驗證等環節能夠激勵學生改進實驗方案。學生通過實驗去發現和探究解決問題的方法，潛移默化中養成自覺的、勤奮的、事實求是的、百折不撓的敢于冒險的創新精神，從而在專業課的學習中培養了學生的科學素養和創新能力。例如：在授課中，需要學生將來自不同牧場的脂肪含量不同的原料乳調整至脂肪含量一致的產品。四組同學各有想法：當脂肪含量高時，一種方法是加水稀釋（被其他組的同學否定），一種是在原料乳中添加脫脂乳，一種是在脫脂乳中添加稀奶油；當脂肪含量較低時，在原料乳中添加稀奶油，或者采用濃縮的方法達到要求。在思想火花互相沖撞的同時，同學們充分發揮了創新能力，學生學習的積極性也得到了調動[5]。（2）實驗設計能力。“實驗探究法”模式在教學中充分尊重每個學生的想法，放手讓學生自己決定自己的探究方式，選擇適合自己的方法進行獨立探索，讓學生真正體會學習的“自主化”，使學生真正成為學習的“主體”。在教學中，把思考的空間和時間交給學生，讓每一位學生都能發揮主觀能動性，由學生自己來確定實驗方案并進行實驗操作，對實驗的事實加以分析并做出結論。在原料乳的標準化授課中，將學生均分成四個小組，每組給學生提供相關的實驗材料和儀器，同時給學生充分的時間，讓學生根據自己已有的知識，制定不同的實驗方案。學生制定自己的探究計劃的過程，就是經歷把陳述性知識、程序性知識和觀念性知識綜合應用在一個具體情境中的過程，這將對提高學生的綜合素質起到非常積極的作用。與此同時，通過適時的交流，讓學生了解彼此的觀點，思維模式、探究的方式可以促進自己的反思，不斷補充完善自己的設計。在這樣的學習氛圍中，學生能真正感受到自己是學習的主人，是課堂教學活動的主體，由此激發其主動參與的熱情，變“要我學”為“我要學”[6，7]。（3）歸納交流能力。在教學過程中應注意，教師不要包辦代替解答，應鼓勵學生通過討論、分析、歸納的方法得出結論。討論時，教師要啟發學生層層深入地分析實驗數據，并且要注意結合控制變量的研究方法，最大限度地發揮其歸納總結的能力。而交流評估是探究過程的重要環節。學生通過探究得到了哪些啟示，為什么探究的結果與事先的預測不一樣，探究的設計和計劃的進行過程是否有缺陷，還有哪些需要改進的地方，這些都需要學生反思和交流。只有通過這樣的反思和交流，學生的科學探究能力才能逐步提高[7]。

二、“實驗探究法”的教學案例

實驗探究法教學就是讓學生參與教學的全過程，對提出的問題先運用已有的知識進行分析猜想，然后設計實驗來進行探究、驗證、歸納整理、得出結論。教學流程表示如下：提出問題→發動猜想→設計實驗→實驗探究→歸納整理得出結論→做出評價。本文就實驗探究法在《原料乳的標準化》課堂教學中的應用進行了一些探究。

1.課前準備。（1）教學場所的準備：對教學場所的主要要求包括能滿足小組討論和實驗的要求，有利于教學教具的運用和小組討論的進行。有幻燈片投影儀和多媒體，以供學生交流時展示。（2）實驗記錄紙的設計準備：課前教師根據教學需要設計好學生需要填寫的實驗記錄紙。（3）實驗器材的準備：乳成分分析儀和牛奶分離機的使用說明書，目的是減少學生學習設備功能的困難。

2.課堂引入，提出問題。這是整個教學過程的開始環節。教師以啟發性、趣味性的問題、故事或實驗創設情境，設置懸念，調動學生探究新知識的欲望，激發其學習興趣，使其在教學活動一開始就處于積極主動狀態，有一個良好的學習開端[8]。首先讓學生品嘗四盒牛奶，并說出四種牛奶是否一樣。通過同學的回答，知道四種牛奶都是一樣的。然后引導學生，觀察生產日期和脂肪含量。進而得出結論：同一品牌的牛奶，不同的生產日期，脂肪含量都一樣。展示：原料乳、光明鮮牛奶。提出問題：如何將不同牧場的原料乳的脂肪含量調整到像光明鮮牛奶產品一樣的脂肪含量？

3.學生探究，發現問題。這是引導學生進行探究學習的關鍵環節。通過現有條件的分析完成了乳成分分析儀使用的復習，牛奶分離機的操作演示，引起學生的好奇、懷疑、困惑和矛盾，從而激發學生的探究心理，創設了探究問題的情境，促使學生進行資料閱讀，討論實驗構思與設計，提出某種假設[9]。將學生分為四組，分別開展小組討論。在討論之前，首先對任務條件進行分析：復習乳成分分析儀的作用；教師演示牛奶分離機的操作過程。小組內討論形成比較統一的小組觀點，然后以小組為單位開展交流討論。選取交流討論片段如下。第一組發言：我們組有兩個想法，如果原料乳脂肪含量高，就通過加水降低原料乳的脂肪含量，但不知道添加多少水；如果原料乳含量低，我們想通過加熱濃縮的方法來進行。第二組發言：我們組的想法是原料乳的脂肪含量比較高的話，我們想用脂肪含量比較低的脫脂乳降低脂肪含量。但我們也不知道要添加多少脫脂乳。第三組發言：我們組的想法是，既然老師給了我們分離機，我們可以把原料乳分離成脫脂乳和稀奶油，脫脂乳的脂肪含量低，稀奶油的脂肪含量高，我們想把他倆混合，看是不是可以得到老師規定的產品，至于計算和前面二組一樣不知道用多少脫脂乳和稀奶油。第四組發言：我們的想法和第二組基本相同，也是在原料乳中添加脫脂乳，但我們還有備用方案如果原料乳的脂肪含量比較低的話，我們會添加稀奶油，而且我們認為我們的想法比第一組更好，他們加水屬于不道德行為。在學生交流討論的過程中，學生發現一個共同問題，就是關于添加量的問題：原料乳中添加多少脫脂乳，脫脂乳中添加多少稀奶油，原料乳中添加多少稀奶油。

4.教師提示。每組學生提出的問題，涉及到一個新知識，因此通過舉例來進行提示。在一定量的脫脂乳（脂肪含量為0.5%）中添加多少稀奶油（脂肪含量為30%），才能調配成脂肪含量為3.1%的標準化乳？提示一：如果現在我們分離出1000克的脫脂乳，通過測定脂肪含量為0.5%，那脫脂乳中的脂肪有多少克呢？提示二：脫脂乳的脂肪的質量加上稀奶油的脂肪的質量也就是產品（標準乳）的脂肪質量。即：脫脂乳脂肪質量+稀奶油脂肪質量=產品脂肪質量（標準乳）。

5.學生實驗、學生交流。動手操作階段有學生依據設計的實驗方案分組進行。在教師指導下，學生邊做實驗邊驗證實驗方案，同時記錄實驗數據，由實驗小組共同討論分析得出結論。整個過程要旨在培養學生的觀察能力、實驗能力和自學能力，同時要充分體現學生的自主參與意識、實事求是及相互合作精神[8]。在探究階段完成后，教師組織各實驗小組進行表達與交流也是該模式的重要環節。表達與交流的內容為：學生實驗探究的成果，探究過程中的新發現、新思想，探究獲得的體驗等。通過表達與交流，提高學生的語言表達能力、獲取信息和加工信息的能力及解決問題的能力。通過互相交流，共享實驗成果，同學們加深了對知識的理解與掌握，增強了合作學習意識。在該環節，教師的作用是組織、調控交流過程，對交流成果進行評價，使學生在獲得探究體驗的同時得到鼓勵。最后，教師在充分收集、分析學生探究成果的基礎上進行重點歸納和精講，使知識和能力得到升華與擴展[8]。

6.教師點評。每組同學都進行了匯報，學生總共得出了兩種實驗方案，并且都獲得了成功。其中一種方案是在原料乳中添加了一部分的脫脂乳到達標準化的目的。另一種方案是將脫脂乳和稀奶油混合達到標準化的目的。兩種方案都很好，都完成了老師布置的任務。那同學們注意：我們今天標準化的量很少，但是企業的生產規模非常大，那企業會采用哪種方案呢？

企業中采用的是第二種，企業里通常的做法是先將原料乳的質量、脂肪含量和標準化乳的脂肪含量輸入計算機，在線上將原料乳全部分離，同時控制稀奶油添加量實現標準化生產，并可以連續進行。而原料乳加入脫脂乳也能實現標準化，但是脫脂乳要分離出來先暫存，然后再添加到原料乳中，生產不能連續，生產效率也會降低。

7.學生學習心得。學生1：今天的這節課讓我明白了實驗方案的設計思路。學生2：我學會了牛奶分離機的使用，以后在家中也可以進行全脂牛奶的脫脂了。學生3：喜歡這樣的學習形式，輕松、快樂。學生4：知道了原料乳要進行標準化后才能生產出產品。學生5：學會了原料乳標準化的過程。

三、教學效果

“授人以魚，不如授人以漁”，在提倡素質教育的今天，如何讓學生成為主體，積極主動地去探索知識，從而培養學生的觀察、思維、動手、創新等能力，仍是困擾教師的一大難題。而實驗探究式的教學方法是學生積極主動地獲取知識，認識和解決問題的重要實踐活動，因此實驗探究的教學模式無疑將成為一種行之有效的重要手段和途徑[10，11]。

參考文獻：

[1]曹軍亭.“實驗探究法”在化學教學中的應用[J].中小學實驗與裝備，2004，14（1）：16-17.

[2]陳愛靜.中學生物實驗探究式學習模式理論與實踐[J].新天地：開拓教育新天地，2011，（12）：317-318.

[3]張紅梅.培養學生實驗探究的能力[J].神州，2012，（3）：353.

[4]潘嘉燕.加強實驗探究 培養學生興趣[J].中國校外教育，2011，（5）：124.

[5]于新峰.如何在實驗探究中培養創新能力[J].新課程改革與實踐，2008，3（6）：99.

[6]于慧芳.實驗探究教學對學生能力的培養[J].成才之路，2012，（3）：66-67.

[7]李瑞紅.注重實驗探究？搖強化能力培養[J].試題與研究：新課程論壇，2011，（21）：45.

[8]李俊偉.中學化學“實驗探究法”教學模式的構建與應用研究[J].石油教育，2003，（1）：53-56.

[9]劉海林.實驗探究法教學初探[J].中學理科：綜合，2006，（12）：75-76.

[10]孫紅霞，張雨強.“乙醇”的教學情境設計[J].化學教育，2011，（12）：85-86.

[11]鄭莉.化學實驗探究法淺談[J].考試周刊，2011，（59）：162-164.

作者簡介：張紅（1981-），女，碩士研究生，上海食品科技學校講師。