淺議發展核心素養背景下的學生有效參與策略

方鑫棟+任布君

“泡菜的腌制和亞硝酸鹽的測定”是高中生物學中經典的定量測定的實驗。因局限于高中落后的實驗設備以及繁瑣而耗時的實驗內容，選修實驗的開課率極低。而學生對實驗課堂卻充滿興趣，兩者的矛盾難以調和。鑒于此，筆者立足于學生的理性思維發展，以實驗課堂為載體展開科學探究，通過調整合理的教學策略，促進學生積極參與，提高教學的有效性。

1 基于教師有效組織的策略

1.1 策略要點

教師作為學習的組織者，教學設計時要以發展學生核心素養和完成“立德樹人”根本任務為本。設計教學環節時，教師要從生物學核心素養出發，設計切實有效的課堂任務和小組活動；布置的任務立意要高，落點要低，設計的問題、活動、任務要兼顧學情。若學生完成學習有困難時，教師應考慮降低難度。

1.2 實施策略

本節課的設計中，課前段分析實驗原理、簡述實驗步驟、討論實驗操作難點，課中段小組活動發現問題、解決問題，課后段對實驗操作予以評價。筆者基于啟發式教學，設計一連串問題，要求學生運用分析與綜合的科學方法解決問題，借此發展學生的理性思維和科學探究素養：

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 光電比色法測定亞硝酸鹽含量的原理是什么？（亞硝酸鹽重氮化反應產生的紫紅色產物會影響光密度值，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沉淀下來，防止干擾光密度值？[利用Zn（OH）2將蛋白質沉淀下來，同時加熱可使沉淀效果更佳]④ 測得的樣品光密度值如何換算成亞硝酸鹽的質量？（依據亞硝酸鹽的標準曲線按比例換算）⑤ 自制泡菜樣品中亞硝酸鹽含量是否超標？未超標可否隨意食用？（根據國家亞硝酸鹽安全標準，自制泡菜的亞硝酸鹽含量并未超標；未超標也不可過多食用）⑥ 影響泡菜中亞硝酸鹽含量的因素有哪些？若探究鹽水濃度對泡菜腌制過程亞硝酸鹽含量的影響，該如何設計實驗？請簡要說出實驗思路。（腌制時間、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“做實驗”，學生親歷泡菜的腌制，能更好地了解這項食品加工工藝。學生在課堂上利用光電比色法測定亞硝酸鹽的含量，觀察重氮化反應產生紫紅色的變化，目睹光密度值（OD）數值的變化。教師將生物學原理同生產實踐相結合，組織教學，促進學生在學中思、思中學，提高教學的有效性。

2 基于展開小組活動的策略

2.1 策略要點

“協作”發生于學習過程的始終，恰當的小組活動和協作能促進學生有效參與。學生在動手實驗中，善用科學研究方法，鍛煉科學實踐技能，提升問題解決能力，養成科學思維習慣，發展科學探究和理性思維的生物學核心素養，將生物學知識應用在日常生活中。

2.2 實施策略

受教學時長的限制，每位學生參與實驗的全過程不切實際，因此將本實驗分成四4部分：腌制泡菜、處理泡菜樣品、測定亞硝酸鹽和繪制標準曲線。每個大組設組長兩名，統籌自己組內的任務分工。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。組長合理安排任務，保證全員參與。

2.3 效果分析

分組實驗，將原先近2 h的實驗壓縮在0.5 h內順利完成。在實驗過程中真正展現理性思維的恰是學生思考的問題，如泡菜樣品能否直接放置于托盤上稱量、重氮化反應不暗處靜置是否會產生干擾。活動過程中學生提出的問題都是值得深入研究的實驗課題，體現了他們主動探究的意識。

3 基于善用實驗器材的策略

3.1 策略要點

妥善配備、補充和更新實驗設備是開設優質實驗課堂的基本條件。在生物實驗教學中，教師善用實驗器材可使抽象的生物學概念和原理系統化、直觀化，滲透生命觀念。生物實驗課是學生認識和使用各種實驗器具的重要陣地，課堂中教師依托實驗器材開闊學生眼界，充分調動學生的參與積極性。

3.2 實施策略

本實驗涉及到移液器、光電比色計、泡菜壇等新穎的器材，還有不同規格的容量瓶、燒杯、玻璃棒、水浴鍋、托盤天平、藥匙、漏斗、pH試紙、定性濾紙、鐵架臺、菜刀、砧板、榨汁機等常見的器材。由于絕大多數學生進實驗室的次數不多，實驗操作技能略顯稚嫩，使用常用的生活器具和化學實驗器材尚不嫻熟，更不必說使用光電比色計和移液器。為避免時間過多地浪費在指導使用實驗儀器中，故課余時間安排學生參觀實驗室，并學習使用光電比色計和移液器。

3.3 效果分析

實驗過程中，學生躍躍欲試，表現得興趣濃厚，由此可見新穎的實驗器材對學生參與度的提升有積極的作用。課后，學生對光電比色計尤感興趣，主動上網查閱資料了解光電比色計的工作原理。部分學生還利用課余時間測定不同濃度CuSO4溶液以及其他有色試劑的光密度值。

4 基于喚起學習興趣的策略

4.1 策略要點

認知心理學認為，當個體原有的認知結構與新奇事物之間存在偏差時，個體就會產生疑惑和矛盾的情緒，從而激發個體的探究欲望。探究過程中，學生就可能用到觀察、比較、分析、概括、建模、綜合等理性思維的手段。教師應篩選能引發學生思考的教學素材，并將其融入到課堂教學中，激發學生興趣從而提升參與的有效性。

4.2 實施策略

教師由腌制品和亞硝酸鹽的材料引入，通過創設情境展開教學。腌制品中亞硝酸鹽具有致癌的威脅，讓人聞風喪膽。學生對亞硝酸鹽熟悉但也陌生，他們不清楚亞硝酸鹽的致癌風險有多大。利用光電比色法定量測定亞硝酸鹽含量，既屬于感性的素材，又涵蓋理性的分析，使之成為學生興趣的激發點。教師結合實地資源開展科學實踐，解決學生生活中與生物學相關的問題，敦促著學生積極承擔社會責任。

4.3 效果分析

若是實驗的操作內容枯燥乏味，學生就不愿意動手或者只為完成任務而動手。亞硝酸鹽含量的測定是少見的定量實驗，學生參與熱情空前高漲，興奮度和活躍度遠超以往的實驗課堂。能達到如此效果，正是抓住了學生的興趣點。測定泡菜中亞硝酸鹽含量的實驗素材源于生活又高于生活，促使學生關注生活，關注生命。

傳統生物實驗課堂中，學生只是動手，缺少動腦。教師積極運用有效的教學策略，引導學生發現問題、解決問題，發展學生的生物學科核心素養，盡顯生物實驗課堂的魅力。學生的實驗報告中也反饋出學生有所想，有所感。當然創新實驗課堂不僅限于此，優化課堂教學，落實“立德樹人”根本任務，教師任重而道遠。

參考文獻：

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[3] 陳松，王林華.“泡菜的腌制和亞硝酸鹽的測定”的實驗優化設計[J].中學生物學，2016（2）：48-49.endprint