“探究酵母菌細胞呼吸的方式”一節(jié)探究教學(xué)嘗試

劉 學(xué) 黎江娃

（海南省屯昌縣屯昌中學(xué) 海南屯昌 571600）

“興趣是最好的老師”，興趣的培養(yǎng)應(yīng)滲透到每一個教學(xué)環(huán)節(jié)，貫穿于整個教學(xué)過程。探究實驗課也不例外。探究性學(xué)習(xí)是高中新課程的一個基本理念。如果學(xué)生的情感體驗是愉快的，充滿活力的,他的感受性就高,對實驗課也就越有興趣。如何培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)探究實驗課的學(xué)習(xí)興趣?教師只要從探究實驗課自身特點中尋找突破口，充分利用探究實驗課的特殊性和學(xué)生的心理特點，再結(jié)合恰當?shù)慕虒W(xué)方法及現(xiàn)代信息技術(shù)，就很容易將沉悶、呆板的實驗課堂變成充滿樂趣的學(xué)習(xí)樂園。

“探究酵母菌細胞呼吸的方式”是人教版高中生物學(xué)教材中的一個探究實驗，是發(fā)展學(xué)生的探究能力，培養(yǎng)學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生對探究實驗興趣的良好素材。本文以“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗課為例，采用以建構(gòu)主義理論為基礎(chǔ)的翻轉(zhuǎn)課堂個性化教學(xué)模式，從6個方面闡述如何培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)探究實驗課的學(xué)習(xí)興趣。

1 創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣

心理學(xué)研究表明:人有“先入為主”的效應(yīng)。新課的引入雖只占幾分鐘或僅幾句話，但它是教學(xué)過程的重要環(huán)節(jié)和階段，它正如戲曲的引子、影劇的序幕一樣，可引起學(xué)生的注意和興趣，撥動學(xué)生的心弦，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。恰當?shù)囊肴缤窐耍龑?dǎo)著學(xué)生思維的方向。因此,探究實驗課的開端至關(guān)重要。教師用精彩的導(dǎo)語創(chuàng)設(shè)情境，巧妙地導(dǎo)入新課，就可為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個民主、合作、探究的課堂氛圍，使學(xué)生的情感處于積極、自由、寬松、安全的心理狀態(tài)，從而使學(xué)生思維進入一個自由馳騁的心理空間。

教師在“探究酵母菌細胞呼吸的方式”的探究實驗中創(chuàng)設(shè)并導(dǎo)入這樣一個情境：氣球可以不用嘴吹氣，也不用打氣筒打氣，用礦泉水瓶就可以吹起來（圖1）。這樣一個開場白和微視頻引出本節(jié)課的探究實驗，不僅引起學(xué)生強烈的好奇心，吸引學(xué)生的眼球，并激發(fā)強烈的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。

圖1 礦泉水瓶吹氣球

2 改進后的實驗材料貼近生活，培養(yǎng)興趣

著名認知心理學(xué)家奧蘇貝爾有一句至理名言：“假如讓我把全部教育心理學(xué)僅僅歸結(jié)為一條原理的話，那么我將一言以蔽之：影響學(xué)生的唯一最重要的因素，就是學(xué)生已經(jīng)知道了什么，要探明這一點，并應(yīng)據(jù)此進行教學(xué)。”教師從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗出發(fā)，將生物學(xué)問題與學(xué)生已有的生活經(jīng)驗緊密聯(lián)系起來。這樣一方面培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生愛學(xué)，樂學(xué)；另一方面由于學(xué)習(xí)的內(nèi)容貼近學(xué)生的生活實際，符合學(xué)生奇特的想象，學(xué)生學(xué)習(xí)時易于理解和接受。

這節(jié)實驗課若按照教材的方法需要8~10 h才能完成探究實驗，為了學(xué)生在課堂上能親自體驗探究實驗的過程，筆者對實驗裝置、材料進行簡單改進，目的是縮短實驗時間，增大操作的可行性。主要選取生活中常見且易獲取、用時短、見效快的材料：酵母粉、白糖、氣球、氧氣袋、礦泉水瓶、輸液管、溫水、石蠟油。

改進的材料有以下優(yōu)勢：

1）用廢棄的礦泉水瓶取代錐形瓶。錐形瓶不僅體積大，且易破碎，用礦泉水瓶替代完美地解決了這2個缺陷，學(xué)生使用方便，還很有親切感。

2）用輸液管取代玻璃導(dǎo)管。玻璃導(dǎo)管也是易碎的實驗用具，連接過程不易操作，輸液管的優(yōu)勢不僅便于連接，而且它還有一個獨特之處，輸液管上有一個止氣閥，可很好地控制氣體的進出。

3）用氣球取代橡皮塞。氣球的脹縮現(xiàn)象較為明顯，有氣體產(chǎn)生時氣球就會膨脹，而沒有氣體則是癟的，可以更直觀地反映實驗現(xiàn)象。

4）用白糖取代葡萄糖。白糖更易獲取，效果也較為明顯。

5）用氧氣袋取代橡皮球。橡皮球創(chuàng)設(shè)有氧環(huán)境需時較長，而氧氣袋隨時可用，可極大縮短實驗時間。

6）用石蠟油創(chuàng)設(shè)無氧環(huán)境。教材中采用的是密閉一段時間創(chuàng)造無氧條件，但是密閉多長時間，學(xué)生不易控制。利用石蠟油的方法既省時又可靠。

這些材料不僅貼近生活，更變廢為寶，既有利于學(xué)生憑借生活經(jīng)驗主動思考，實現(xiàn)生活經(jīng)驗生物化，又有利于讓學(xué)生感受到生物學(xué)就在身邊，學(xué)會用生物學(xué)的眼光看待、分析、解決問題，培養(yǎng)了學(xué)生的生物學(xué)應(yīng)用意識和環(huán)保意識，體現(xiàn)了“生物學(xué)源于生活，又作用于生活”的理念。

3 主動參與實驗設(shè)計，動手操作實驗過程，提升興趣

蘇霍姆林斯基在《給教師的建議》中提到：“讓學(xué)生體驗到一種自己在親自參與掌握知識的情景乃是喚起青少年特有的對知識興趣的重要條件。”著名教育家葉圣陶也說：“教任何課最終目的都是在于達到不需要教。”長期以來，學(xué)生一直處于“被教”的地位，從某種意義上說，他們一直是在“被動學(xué)習(xí)”，厭學(xué)之情的產(chǎn)生已是必然。在生物學(xué)實驗課堂教學(xué)中，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，是課堂的主人，需要培養(yǎng)學(xué)生的主動參與意識，促使學(xué)生在教學(xué)活動中主動思考、探索，以求達到最佳的教學(xué)效果。

因此，在設(shè)計實驗方案這一環(huán)節(jié)，將學(xué)生分為6個小組，每組根據(jù)實驗原理，利用教師所提供的材料討論、設(shè)計實驗方案，小組間進行交流,分享各自的設(shè)計思路、主要的實驗步驟及對實驗結(jié)果的預(yù)期等，著重討論設(shè)計的創(chuàng)新之處。小組間進行相互點評，提出意見和改進方案。最后教師點評各小組的實驗設(shè)計，師生共同完善實驗方案（圖2）。通過師生、生生互動，質(zhì)疑改進，激發(fā)每個學(xué)生的參與興趣，充分發(fā)揮學(xué)生的聰明才智，師生間相互啟發(fā)和借鑒，教學(xué)相長。

圖2 小組進行實驗

實驗是檢驗真理的唯一標準。學(xué)生明確實驗方案、方法步驟后即迫不及待地開始實驗。組員之間相互配合，分工明確，學(xué)生以“小科學(xué)家”的角色親歷科學(xué)探索的全過程，親身體驗實驗帶來的快樂。在實驗操作過程中，以學(xué)生操作為主，教師有足夠的時間與每位學(xué)生交流，教師指導(dǎo)為輔，成為學(xué)生實驗操作的一個合作者、助手，讓學(xué)生感覺像科學(xué)家一樣搞科研，從而獲得巨大的成就感。

由于探究實驗時間較短，可能不會每組都看到探究實驗的結(jié)果（表1），教師特別提醒學(xué)生，注意養(yǎng)成尊重事實的習(xí)慣。課下需要教師和學(xué)生再探討、分析探究實驗現(xiàn)象的原因，將學(xué)習(xí)引向深入，為下節(jié)課的概念學(xué)習(xí)鋪設(shè)道路，提升學(xué)生自主、合作學(xué)習(xí)和探究的興趣和熱情，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

表1 實驗結(jié)果

4 應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)，保持興趣

現(xiàn)在已經(jīng)進入智能時代，現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用也逐漸走入生物學(xué)實驗課堂。教師用手機隨時組織互動與分享，對學(xué)生完成的實驗現(xiàn)象進行拍照，借助網(wǎng)絡(luò)umu互動學(xué)習(xí)平臺，將圖片傳到網(wǎng)上，通過大屏幕同步展示探究實驗的結(jié)果，這樣每位學(xué)生都可觀察到其他小組的實驗現(xiàn)象，分享成果，分享喜悅。

課堂反饋環(huán)節(jié)，學(xué)生通過手機掃描大屏幕的二維碼參與互動，完成教師課前設(shè)置的調(diào)查問卷，umu互動平臺可隨即統(tǒng)計參與的人數(shù)、每道題每個選項的人數(shù)、所占百分比，師生對結(jié)果一目了然（表2）。這種現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用，保持了學(xué)生對實驗課堂的興趣，實現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)課堂的初步嘗試。

表2 反饋調(diào)查問卷統(tǒng)計數(shù)據(jù)

課后質(zhì)疑與反思，學(xué)生將想法發(fā)布到umu網(wǎng)絡(luò)互動平臺，師生共同研討，教學(xué)相長。讓互聯(lián)網(wǎng)升級線上、線下課堂，讓每個人融入、分享、收獲。

5 首尾呼應(yīng)，回顧興趣

學(xué)生完成探究實驗后，可對課前播放的微視頻酵母菌“吹氣球”作出解釋，學(xué)以致用，起到畫龍點睛的作用。這節(jié)課的結(jié)束語也是圍繞酵母菌這種生物設(shè)計的：每種生物在這個世界上都有它的作用所在，酵母菌也不例外，科學(xué)家從實驗室的研究到生產(chǎn)出產(chǎn)品，都是為了解決許多實用性的問題。酵母菌可用于發(fā)面、釀酒，還可以吹氣球，希望學(xué)生以后可以挖掘酵母菌更多的用途，為人類生活造福。這樣首尾呼應(yīng)，給學(xué)生留下了充分的想象空間，回顧興趣。

6 研究與改進，延續(xù)興趣

“探究酵母菌細胞呼吸的方式”這節(jié)課的創(chuàng)意激發(fā)了學(xué)生極大的探究興趣。課后學(xué)生對這個實驗的高度熱情并沒有退去，在實踐過程中，學(xué)生產(chǎn)生了一些想法，并提出了寶貴的質(zhì)疑與改進方案。

1）水的溫度如何控制在28~35℃？在本探究實驗中采用的是暖水瓶中的溫水，溫度不夠精確，有的學(xué)生提出可用恒溫水浴箱進行改進。

2）創(chuàng)設(shè)有氧環(huán)境的方法。有的學(xué)生提出可在輸液管中吸入空氣，然后用氫氧化鈉吸收。

托爾斯泰說過,成功的教學(xué)所需要的不是強制而是激發(fā)學(xué)生興趣。濃厚的興趣，能加強學(xué)生學(xué)習(xí)實驗課的自覺性，能培養(yǎng)學(xué)生探索精神，開發(fā)他們的創(chuàng)造能力；濃厚的興趣，還會減弱學(xué)生學(xué)習(xí)的疲勞，從而提高效率，取得優(yōu)異成績。探究實驗課堂雖短，但是課后的研究與改進，以及對探究實驗的興趣卻是延續(xù)不斷的。

因此，在實驗教學(xué)中，教師應(yīng)準確把握實驗教學(xué)過程，通過多角度、多元化，以及現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生進行實驗的欲望，開放性實施探究教學(xué)的過程，合理處理探究教學(xué)和其他教學(xué)方法的并用，以建構(gòu)主義理論為基礎(chǔ)的翻轉(zhuǎn)課堂個性化教學(xué)模式，將創(chuàng)造性地改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，從而提高實驗課堂的教學(xué)效益。