“問題解決”模式在生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

范曉萍

傳統(tǒng)的教學(xué)模式主要是傳遞式或驗(yàn)證式教學(xué)，這種教學(xué)模式難以形成學(xué)生的探究空間，不利于發(fā)揮學(xué)生的主體作用。怎樣的教學(xué)既能充分體現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用，又能在課堂教學(xué)中使學(xué)生成為真正的主動參與者？“問題解決”教學(xué)模式為解決這一問題提供了良好的契機(jī)。

人教版《化學(xué)》教材中“加酶洗衣粉的使用條件和效果”屬于探究性實(shí)驗(yàn)。在這個實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)樘骄康慕Y(jié)果可用于指導(dǎo)日常生活中衣物的洗滌，所以學(xué)生很感興趣。在教學(xué)中，我首先和學(xué)生一起通過報(bào)刊、網(wǎng)絡(luò)收集了有關(guān)洗衣粉特別是一些名牌洗衣粉的化學(xué)成分以及作用機(jī)理方面的材料，回顧已經(jīng)學(xué)習(xí)過的有關(guān)酶的知識，以加深對加酶洗衣粉中酶的作用的理解。接著，我提出兩個問題供學(xué)生討論：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶的作用分別是什么？影響酶的活性的因素有哪些？

學(xué)生很快認(rèn)識到，加酶洗衣粉的去污效果要比普通的洗衣粉去污效果好。“加酶洗衣粉的洗滌效果與哪些因素有關(guān)呢？”有一個學(xué)生提問。經(jīng)過熱烈的討論，學(xué)生總結(jié)出影響加酶洗衣粉洗滌效果的因素有以下幾種：水溫、水量、水質(zhì)、洗衣粉的用量，衣物的質(zhì)料、大小及浸泡的時(shí)間和洗滌的時(shí)間等。

“因此，這個實(shí)驗(yàn)的變量很多，”我說，“請同學(xué)們回憶一下我們研究過的有關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的幾個原則：對照原則、單一變量原則以及變量控制原則。根據(jù)這些原則，我們可以將‘加酶洗衣粉的使用條件和效果這個大問題分解成許多個子問題。”這時(shí)，學(xué)生又與我一起說出了許多個子問題。接著，我引導(dǎo)學(xué)生理清思路，設(shè)計(jì)出如下所示的問題研究進(jìn)展流程圖：

確定子問題→針對子問題分析變量→討論如何控制變量→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案→動手實(shí)驗(yàn)→得出結(jié)論

“根據(jù)日常生活實(shí)際，大家最想研究的兩個子問題是什么？”經(jīng)過討論，學(xué)生達(dá)成一致意見：“不同溫度對加酶洗衣粉的洗滌效果的影響”“不同種類的加酶洗衣粉對同一污漬或不同污漬的洗滌效果的比較”這兩個子問題也與日常生活實(shí)際的聯(lián)系最為緊密，應(yīng)當(dāng)把探究的重點(diǎn)放在這兩個子問題上。討論的具體問題有：

（1）選擇什么樣的水溫進(jìn)行實(shí)驗(yàn)最符合實(shí)際情況呢？我提示，需要根據(jù)當(dāng)?shù)匾荒曛械膶?shí)際氣溫變化來確定水溫，這既符合確定實(shí)驗(yàn)變量的基本原則，也可將課堂學(xué)習(xí)與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系起來。另外，我還提出一些問題，如：在自然條件下，什么季節(jié)適合使用加酶洗衣粉？在什么樣的水溫下不適合使用加酶洗衣粉？等等，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

（2）選擇什么樣的洗滌方式和材料？我提示，有機(jī)洗和手洗兩種方式，應(yīng)考慮哪一種洗滌方式更為科學(xué)，哪一種洗滌方式更有利于控制變量。如果選用機(jī)洗方式，還必須考慮洗衣機(jī)有半自動和全自動兩種型號。關(guān)于洗滌材料的選擇，用衣物作實(shí)驗(yàn)材料并不理想。這是因?yàn)椋鳛閷?shí)驗(yàn)材料的衣物，其大小、顏色、潔凈程度等應(yīng)該完全一致，這就增加了選材的難度；此外，人為地在衣物上增加污物，如血漬、油漬等，也令人難以接受。因此，選用布料作為實(shí)驗(yàn)材料較為合理。在做對照實(shí)驗(yàn)時(shí)，布料的大小、顏色以及污物的量要相同。

（3）水量、水質(zhì)和洗衣粉的用量如何控制？經(jīng)過討論，學(xué)生認(rèn)為，水的用量和布料的大小是成正比的。做實(shí)驗(yàn)用的布料不宜過大，水量不宜過多，但應(yīng)該讓布料充分浸泡在水中。關(guān)于具體水量和洗衣粉的用量，我提供了一個參考值，如洗滌方式為“機(jī)洗”時(shí)，水量0.5L、洗衣粉量0.5g；“手洗”時(shí)水量不變，洗衣粉量為1g或1.5g。要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)換算出實(shí)際用量。

我還提醒學(xué)生，可以采用模擬洗衣機(jī)洗衣的過程來做這個實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中可以用滴管控制污物的量，待污物干燥后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；所有的實(shí)驗(yàn)用布料應(yīng)放在洗衣粉溶液中浸泡相同的時(shí)間；可以采用玻璃棒或筷子攪拌的方式模擬洗衣過程，模擬攪拌的時(shí)間、次數(shù)和力量應(yīng)基本相同。

在討論了上述三個問題以后，我要求學(xué)生寫出完整的實(shí)驗(yàn)方案，方案中應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)材料、方法步驟等各個方面。經(jīng)過討論和完善，下面是學(xué)生對于子問題1設(shè)計(jì)的一個方案。

【實(shí)驗(yàn)材料】

添加了復(fù)合酶的奧妙洗衣粉，大小相同的白棉布4塊（在上面分別滴加4滴同樣的雞血，放置至干燥）。1000ml的燒杯、玻棒若干，自來水等。

【方法步驟】

①取1000ml的燒杯四個，分別標(biāo)號1、2、3、4；

②在上述四個燒杯中各放入奧妙洗衣粉1.5g，加水500ml，攪拌使其溶解，并將四個燒杯分別放在5℃、15℃、25℃和35℃的溫度條件下（其中5℃可以通過冰箱冷藏室來控制，其他溫度可以通過水浴來控制）。

③待水溫穩(wěn)定后，向四個燒杯中各放入有血漬的大小相同的白棉布1塊，用玻璃棒進(jìn)行攪拌。

④5-10分鐘后觀察洗滌效果并記錄、分析。

學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)操作。得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是，在25℃和35℃的水溫條件下，添加了復(fù)合酶的奧妙洗衣粉的去血漬效果較好。

在探究子問題2的實(shí)驗(yàn)中，我引導(dǎo)學(xué)生制作了下面的表格，表中的“+”號表示可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

學(xué)生按照上表提示進(jìn)行了子問題2的分組探究實(shí)驗(yàn)，得到了相應(yīng)的結(jié)論。

在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，我要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫一份報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成后，各小組交流實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

由此例可以看出，新課程理念下的“問題解決”過程實(shí)際上是實(shí)現(xiàn)師生互動及教學(xué)進(jìn)程的重要手段，也是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立探索和獨(dú)立思考能力的一條重要途徑。對于生物學(xué)問題解決的各個階段而言，運(yùn)用合理的科學(xué)研究方法對實(shí)施這種教學(xué)模式起著十分重要的作用。在實(shí)施“問題解決”教學(xué)模式中恰當(dāng)運(yùn)用分析和綜合、比較和分類等方法，可以使問題不斷前進(jìn)、不斷深入，最終達(dá)到解決問題的目的，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的優(yōu)化。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王義高.教師的益友——“問題教學(xué)”理論[J].比較教育研究，1995（1）.

[2]周明星，張柏清.創(chuàng)新教育模式全書[M].北京：北京教育出版社，1999.

（作者單位：江蘇省清江中學(xué)）