合作探究模式下的生物實驗教學

熊世周

1 教材分析

“探究影響酶活性的因素”是人教版必修1《分子與細胞》第五章“細胞的能量供應和利用”第一節“降低化學反應活化能的酶”中的內容。本節教學需兩課時：第一課時學習酶的發現、概念和特性；第二課時進行“影響酶活性的因素”探究實驗。本節前一部分所教授的知識為此次實驗奠定了基礎，同時本次實驗通過探究溫度和pH等因素對酶的活性的影響，使學生親身體驗，獲得感性經驗，對知識有更深入的理解，同時也可以培養學生的創新能力，自主學習能力和動手實踐能力等。下面介紹第二課時“探究影響酶活性的因素”的教學設計。

2 教學目標

2.1 知識目標

通過實驗探究，了解影響酶活性的因素，加深對酶特性的理解。

2.2 能力目標

① 培養實驗探究的能力，掌握實驗探究的一般方法，能嘗試提出問題、作出假設；并嘗試設計實驗方案。② 促進思維發展，提高合作、交流以及自主學習的能力。

2.3 情感、態度與價值觀目標

① 培養敢于質疑、勇于創新、善于表達的科學精神。② 在實驗小組的討論和交流中培養合作精神。③ 體驗合作的快樂和成功的喜悅。④ 激發對生物科學的興趣和熱愛，學會用發現的眼光探索生活中的問題，將所學理論知識運用到實際生活中。

3 教學準備

多媒體課件、加酶洗衣粉一袋、實驗材料用具等。

4 教學過程

4.1 創設情境，提出問題

教師拿出一袋加酶洗衣粉，請一位學生閱讀使用說明，并提問：加酶洗衣粉的包裝袋上，為什么會注明這種洗衣粉的適用溫度范圍呢？

教師PPT展示：唾液淀粉酶、胃蛋白酶等消化酶都是在消化道中作用的，唾液的pH為6.2～7.4，胃液的pH為0.9～1.5，小腸液的pH為7.6。并提問：為什么不同部位的消化液的pH不一樣呢？胃液與小腸液的pH差別這么大，胃蛋白酶隨食糜進入小腸后，還會發揮消化作用嗎？

教師要求學生討論后，提出問題或說出結論。

設計意圖：教育家托爾斯泰說：“成功的教學所必須的不是強制，而是激發學生的興趣”。精彩有趣的課堂開頭往往給學生帶來富有新意親切的感覺。教師從學生熟悉的生活情境入手，引導學生思考并自主提出探究的問題，這體現了“注重與現實生活相聯系”的課程理念，又能一下子激發學生學習興趣和探究欲望。

4.2 作出假設

教師提問：提出了研究的問題接下來該干什么呢？實驗探究的一般程序是怎樣的呢？并引導學生得出：pH和溫度會影響酶的活性。

設計意圖：明確科學探究的一般步驟，便于學生按照科學的思路去分析和解決問題，讓學生以原有知識為基礎自主作出合理假設。

4.3 設計實驗

在探究活動的開展上，教師只是提供了實驗中可能用到的備選材料，并用PPT展示參考思考題（① 你所設計實驗的自變量是什么？因變量是什么？用什么方法控制自變量？怎樣觀察或檢測因變量？② 無關變量有哪些？如何控制？③ 對照組怎么設置？是否需要進行重復試驗？④ 預期會有怎樣的實驗結果？⑤ 想探究溫度對酶活性的影響，應設定哪幾個溫度數值？怎樣將不同溶液的溫度分別調到設定的數值？想探究pH對酶活性的影響，應設定哪幾個pH？怎樣將不同溶液的pH分別調節到設定的數值？）。至于設計研究溫度或pH還是其他因素（如陰陽離子等）以及實驗的具體方案如何，則由各學習小組根據興趣通過討論來確定。在學生設計實驗的過程中，教師不急于讓學生馬上進行實驗操作，而是引導學生上臺交流自己的實驗方案。在學生介紹的過程中，教師和學生一起對各小組的方案進行評價并提出一些意見和建議，從而幫助各小組形成一個合理、可行的實驗方案。

設計意圖：完全放手給學生去進行思維探究，打破傳統的“教師講，學生聽”的被動學習模式，讓“學生講，師生一起聽”，充分體現”以學生為中心，把課堂交給學生，讓學生真正成為課堂的主人”的新課程理念。

4.4 進行實驗

學生按照各小組討論交流的實驗方案或原方案進行實驗，小組成員分工協作，教師巡回指導、糾正學生的實驗操作，注意強調規范性，并及時發現學生探究活動中的閃光點。

設計意圖：培養學生實驗操作能力和動手能力，培養學生的探索精神、創新精神和合作精神。

4.5 分析結果，得出結論

探究的各小組派代表描述自己組的實驗現象，與預期結果加以比較，得出結論，并作出自我評價。經過討論，總結實驗過程中的成功和不足。

設計意圖：通過各組展示實驗結果，組織全體學生對結果分析討論，鍛煉了學生的歸納推理能力和合作學習能力，讓學生在交流中享受成功的喜悅。

4.6 拓展應用

應用思考題①：小明剛放學回家，就看見奶奶拿著一袋洗衣粉往洗衣盆中倒了許多，然后拿著一暖瓶開水倒入盆中，盆中立刻起了許多泡沫。“您這是干嗎？”“我給你洗洗你那個羊毛衫。”小明一看水盆旁邊放著“雕牌加酶洗衣粉”。如果你是小明，你覺得奶奶的做法對嗎？你想對奶奶說什么？

應用思考題②：設計一則加酶洗衣粉的商業廣告。

應用思考題③：視頻播放一則“雕牌洗衣粉下崗篇”商業廣告，和自己設計的比較一下，看誰的水平更高？

設計意圖：學習的目的在于應用，在于實踐，以加酶洗衣粉為素材設計的思考題又起到很好的前后呼應作用，充分體現了生物知識源于生活、服務于生活的理念，同時激發了學生學習生物的興趣。

5 教學反思

在教學過程中，筆者深深體會到教學是一門藝術，不同的教學方式產生的教學效果大相徑庭。按照上述的教學設計，本節課的教學活動取得了良好的效果。當小組學生代表積極展示自己設計的廣告（雕牌加酶洗衣粉，讓女人愛洗衣，讓男人更專一），大家時而捧腹大笑時。

① 注重與生活的聯系。在本節課的導入時，從學生熟悉的洗衣粉入手，通過對加酶洗衣粉的包裝說明進行簡要討論，引出要探究的課題，顯得非常自然。最后，教師要求學生設計廣告來加強對酶在生活中應用的認識，充分體現了生物源于生活、服務于生活的理念，同時激發了學生學習生物的興趣。

② 注重探究性教學。關于探究活動的開展上，教師只是提供了實驗中可能用到的備選材料，至于設計什么實驗以及實驗的具體方案如何，則由各小組通過討論來確定。在進行實驗操作前，教師先引導學生交流自己的實驗方案，從而幫助各小組形成一個合理、可行的實驗方案。

③ 充分發揮小組合作與交流的功能。在本節課上充分發揮了小組成員之間的合作與交流的功能，如實驗設想的討論、實驗具體方案的設計、對方案的介紹和討論、實驗操作等環節，都是基于小組合作學習的基礎上完成的。通過小組成員之間的交流與合作，學生的認識不斷得以深化，設計的方案不斷趨于明朗和合理，學生真正體現出了在合作中探究、在探究中合作的學習氛圍。

但本節課也有一些不足之處，如有些啟發性問題設計上有些欠缺，還需進一步完善。另外時間的把握也值得商榷，由于時間和學生人數的原因，課堂上不是每位學生都能表現自己，可能會影響少數學生的積極性。