基于翻轉課堂的生物實驗教學

洪艷平

【內容摘要】在實驗教學中采用翻轉課堂的形式，既增強了實驗課堂的目的性，又增加了實驗課堂的容量，還為學生提供了更多動手的機會，給予學生更多自主思考的時間，有效地提高了實驗課堂的效率。

【關鍵詞】翻轉課堂 實驗教學 植物細胞吸水和失水

一、教材、學情分析和設計思路

“探究植物細胞吸水和失水”是人教版高中《生物·必修1·分子與細胞》第4章第1節“物質跨膜運輸的實例”的核心內容，本節內容是在第三章“細胞的基本結構”基礎上對細胞膜、液泡等細胞結構功能的深入學習，本節內容的學習為第二節“生物膜的流動鑲嵌模型”和第三節“物質跨膜運輸的方式”做了很好的鋪墊，有利于學生更好地理解結構決定功能的觀點。

“探究植物細胞的吸水和失水”是高中階段的第一個探究實驗，在引導學生發現問題、分析問題、設計實驗、解決問題等方面具有舉足輕重的作用，因此如何有效的開展本實驗教學顯得尤為重要。

本實驗若采用傳統教學方式一節課課堂容量小，無法有效解決教學中的問題，如實驗原理的理解與應用，實驗觀測指標的描述，在課本實驗基礎上進一步的探究等等，因此傳統教學方式無法滿足當前教學改革的需求。學生通過前面章節的學習對細胞膜的結構和功能較熟悉，生活中有植物細胞吸水和失水的體驗，也具備了操作光學顯微鏡，制作臨時裝片等基本生物學實驗操作技能。但是學生可能對“原生質層”“選擇透過性膜”等概念認知不清，也不知道植物細胞吸水與失水微觀上的表現，數碼顯微系統的操作能力有所欠缺，自主學習能力薄弱，合作探究能力不足。他們最大的優勢就是對實驗有著濃厚的興趣，思維活躍，敢于質疑，學習能力操作能力強。這些知識和能力都為完成本實驗奠定了良好的基礎。

二、教學重點和難點

重點：用不同的實驗材料、實驗試劑探究植物細胞的吸水和失水

難點：嘗試提出問題，作出假設

三、教學過程

在教學實施過程中筆者設計了以下流程：課前進行自主學習，信息傳遞，課中進行解決問題，促進知識內化和課后反饋評價。

1.課前

學生首先通過學習任務單，明確學習目標。同時學生在家結合教材觀看教學微視頻，完成相關內容的學習，并將自主學習情況如實填寫在學習任務單中。學習后學生和老師在QQ群中進行初步的溝通交流，在課前能夠解答簡單的問題，線上由學生互相解答或老師解答，線上不能解答的問題實驗課上解答。通過線上的初步反饋對課堂進行了預設計。

2.課中

美國教育心理學家奧蘇貝爾說“假如讓我們把全部教育心理學僅僅歸結為一條原理的話，那么我將一言蔽之曰，影響學習的唯一因素就是學習者已經知道了什么。”[1]我國自古也有“以其所知，喻其不知，使其知之”的說法，因此課中首先進行自學反饋具有重要的意義。自學反饋活動的開展也能讓課前線上交流不活躍的同學了解其他同學的學習情況。在這一環節筆者關注學生“你學到了什么，你的問題是什么”。通過學生的反饋，發現學生已經熟知原生質層的概念，了解參考案例中的實驗操作和實驗現象，而問題集中于兩點：實驗材料選擇是否可以多樣化;實驗試劑的類別是否會導致實驗現象的差異，原因是什么。解決這些問題的唯一途徑就是動手實驗，讓學生在做中學。

課中第二個環節據疑選組，作出假設。筆者為學生提供的實驗材料除了紫色洋蔥，還有高中生物學實驗考查常涉及的黑藻，實驗試劑有蔗糖溶液、KNO3溶液和胭脂紅溶液。有了前面的鋪墊，學生可以順利完成作出假設和實驗方案設計。

課中第三個環節為分組實驗自主探究。在活動過程中學生的興趣高漲，積極主動地參與到本組實驗中。同學們充分發揮團隊協作的精神，出現疑難問題時小組成員之間互助，小組與小組之間互助共同解決問題。比如臨時裝片的制備，有的小組撕取的材料太厚無法觀察到單層細胞，有的小組制作的裝片總是有大量的氣泡，其他小組的成員就會告訴制作裝片的相關技巧，并直接操作演示。還有的同學會提醒小組成員及時保存實驗中的相關照片進行對比。教師在實驗中不斷巡視、關注學生操作，保證學生安全，適時指導學生規范操作，提醒學生不要只注重實驗現象，還要去思考實驗現象出現的原因，嘗試通過實驗解決自己的問題。在小組共同努力下，絕大多數學生都能成功地完成本次實驗，都樂于分享本組實驗的實驗現象，表達欲望也十分強烈。

學生動手實踐后開展課中第四個環節解決問題知識內化。教師利用數碼顯微系統進行實驗結果分享，請小組發言人表達交流實驗知識共享。同學們的分析都是針對本小組實驗進行的，知識分布較為零散，因此在學生表達交流后教師引導學生對本次實驗進行總結歸納形成系統的理論知識，促進知識內化。通過本實驗學生不僅對植物細胞滲透吸水和失水形成了清晰的理解，促進了對細胞膜具有控制物質進出功能的理解，同時對實驗原理和實驗步驟的設計有了更清晰的認識，明確了實驗觀測指標及其出現變化的內在原因，提升了實驗操作基本技能，語言表述的規范性也得到了很大的提高。

實驗過程既是解決已有問題的過程，也是發現新問題的過程，實驗后有同學提出洋蔥鱗片葉外表皮細胞和黑藻處于相同濃度的蔗糖溶液中相同時間內質壁分離的程度有差異，是不是因為它們細胞液的濃度大小不同，所以失水的速率存在差異。為此筆者最后開展了拓展延伸學以致用活動，在已有實驗的基礎之上引導學生總結探究植物細胞的吸水和失水實驗的應用范圍進行拓展延伸，請同學們舉例解釋與植物細胞吸水和失水有關的生產生活現象實現學以致用。

3.課后

課堂的結束并不意味著學習過程的結束。在課后請學生再次填寫之前的學習任務單，比較課前課后的學習情況，明確問題是否已經解決，疑難是否已經化解。教師將課后反饋情況進行統計，還存在的共性問題下次課堂集體研究，個別問題進行個別輔導。通過課后反饋發現實驗課堂后學生熟悉了探究活動的流程，對概念有了進一步的認識，有關植物細胞吸水和失水實驗的現象直觀上有了深刻的認識，原因方面也理解得更加的透徹，并能應用相關知識解題。有的同學在課后還提出原生質層為什么具有選擇透過性，K+，NO3-是通過什么方式進入植物細胞的等問題。說明本節課不僅幫學生解決了已有的問題也引起了學生的思考激發了學生進一步學習的激情，促進了后續知識的學習，提高了課堂教學的有效性。

四、教學反思

與傳統實驗教學相比生物實驗教學采用“翻轉課堂”教學以學定教，能增強學生學習的自主性，學生能有效地掌控學習，體現了“學生為中心”的基本思想，同時又能為探究活動的順利開展做好準備[2]。采用“翻轉課堂”教學能有效提高實驗課堂效率，解放課堂。課堂的解放給予教師更多的精力解答學生的問題，充足的時間讓學生有更多的機會動手操作，自主探究解決疑難，輕松的氛圍激發學生對問題做進一步的思考，學生就會注重“做中學”的過程體驗，多樣化的學習方式使學生多方面的能力得到大幅度的提升。

采用“翻轉課堂”教學時，不能只注重教學流程的翻轉，還要重視知識內化的過程，重視學習過程中及時反饋。“翻轉課堂”分解了知識內化的難度，增加了知識內化的次數，通過多次內化循環最終達到掌握知識的目的。

【參考文獻】

[1]周天梅.論知識內化教學——一個素質教育的關鍵問題[J].西南民族學院學報（哲學社會科學版），2001（8）：208-211.

[2]楊健.翻轉課堂在實驗教學中的應用研究[J].科技展望，2015（12）：142-143.

（作者單位：武漢市第六中學）