基于科學(xué)探究的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

沈麗雅

摘要：實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中生物教學(xué)中提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)非常重要的途徑。本文以“果酒的制作”為主線 ，采用設(shè)置任務(wù)清單，層層遞進(jìn)式提問(wèn)的方式進(jìn)行科學(xué)探究。

關(guān)鍵詞：科學(xué)探究 果酒制作 生物教學(xué)

1? ? 引言

生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在生物學(xué)課程學(xué)習(xí)過(guò)程中逐漸發(fā)展起來(lái)的，在解決真實(shí)情境中的實(shí)際問(wèn)題時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的價(jià)值觀念、必備品格與關(guān)鍵能力，包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任[1]。《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》將培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)作為課程宗旨。其中，科學(xué)探究是學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容之一[2]。

生物本身屬于自然科學(xué)，其中許多理論知識(shí)都是通過(guò)科學(xué)探究而得到的，因此在生物教學(xué)過(guò)程中實(shí)驗(yàn)是極為重要的，通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃屩R(shí)變得更加直觀，通過(guò)實(shí)驗(yàn)還能夠培養(yǎng)學(xué)生生物核心素養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素質(zhì)上，擁有著其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)[3]。高中生物教材中的實(shí)驗(yàn)是豐富的，筆者以《果酒的制作》一課為例，讓學(xué)生在先做實(shí)驗(yàn)后學(xué)新知的過(guò)程中，提高自身科學(xué)探究的能力。

2? ? 科學(xué)探究在《果酒的制作》一課中的運(yùn)用

2.1教學(xué)內(nèi)容與目標(biāo)分析

學(xué)生在本課學(xué)習(xí)過(guò)程中，要能夠設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的果酒的制作裝置，能夠獨(dú)立完成果酒的制作，并能客觀地觀察和記錄發(fā)酵過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提高科學(xué)探究素養(yǎng)。

2.2課前準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

讓學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式。

課前布置兩個(gè)任務(wù)給學(xué)生。

任務(wù)二：根據(jù)查閱資料及個(gè)人的思考設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程并實(shí)施，并對(duì)果酒制作過(guò)程進(jìn)行記錄。

在填寫(xiě)知識(shí)清單的同時(shí)，學(xué)生可以結(jié)合必修1中《細(xì)胞呼吸》相關(guān)知識(shí)以及《乙醇發(fā)酵實(shí)驗(yàn)》。通過(guò)多種自主學(xué)習(xí)的方式，了解果酒的制作中發(fā)酵的原理及發(fā)酵所需的條件。

在了解實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)所需條件的基礎(chǔ)上分小組對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)尤為重要。

2.3實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果

通過(guò)自主學(xué)習(xí)，學(xué)生能得到果酒制作過(guò)程中所需要的是酵母菌得知酵母菌能在無(wú)氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵是果酒制作的原理。此后，學(xué)生再進(jìn)行果酒的制作實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。

2.3.1以蘋(píng)果為原料進(jìn)行果酒制作

首先取一只無(wú)水無(wú)油的玻璃瓶、兩個(gè)蘋(píng)果、適量白砂糖、些許白酒。將蘋(píng)果洗凈，去核、蒂，切成片取三分之一切好的蘋(píng)果放入瓶中，搗碎放入適量白糖使得瓶中留有10%-30%的空間，再倒入兩勺56°燒酒在瓶口放上一個(gè)干凈的塑料袋，密封。

2.3.2以葡萄為原料進(jìn)行果酒制作

先將葡萄用水洗凈，去皮后放入榨汁機(jī)中，用榨汁機(jī)將其榨成汁。再將適量的干酵母放在碗中，用溫水?dāng)嚢瑁ㄐ∮?0℃），使干酵母成為糊狀，加少量蔗糖，攪拌均勻。然后將葡萄汁倒入準(zhǔn)備好的罐子中，并且將干酵母倒入罐子，攪拌均勻，蓋上瓶蓋靜置并觀察。每2-3天打開(kāi)瓶口放氣，待沒(méi)有氣體后，再重新蓋上瓶蓋。等到?jīng)]有氣泡冒出后則發(fā)酵完成。

2.4課堂討論與指導(dǎo)

根據(jù)上述挑選出的學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)不同之處以及相似之處。讓學(xué)生自主思考以下問(wèn)題：

①挑選發(fā)酵底物的標(biāo)準(zhǔn)是什么？

②對(duì)水果應(yīng)先洗凈還是先除去枝梗？

③用清水沖洗水果1-2次除去污物，為什么沖洗次數(shù)不宜太多？

④水果榨汁與切片有什么區(qū)別？

⑤加入少許蔗糖的目的是什么？

⑥制酒過(guò)程中一定要接種酵母菌嗎？

⑦裝瓶發(fā)酵時(shí)，發(fā)酵液不能裝滿發(fā)酵瓶的原因是什么？

⑧在發(fā)酵過(guò)程中為什么通常“先通氣后密封”？

通過(guò)一系列的提問(wèn)讓學(xué)生在自主思考的同時(shí)掌握了核心知識(shí)。把握了果酒的制作中的重難點(diǎn)。

2.5實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)

課前學(xué)生自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)大多使用的裝置是比較簡(jiǎn)易的帶蓋的玻璃罐，讓學(xué)生根據(jù)自主設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易裝置，思考以下相關(guān)問(wèn)題：

①發(fā)酵過(guò)程中，為什么要每隔一段時(shí)間需將瓶蓋擰松一次？

②瓶蓋擰松片刻后再將瓶蓋擰緊的目的是什么？

③分析此簡(jiǎn)易發(fā)酵裝置不足之處。

④根據(jù)其不足之處設(shè)計(jì)一個(gè)更好地發(fā)酵裝置。

2.5.1對(duì)簡(jiǎn)易發(fā)酵裝置改進(jìn)

針對(duì)簡(jiǎn)易裝置易被雜菌污染這一不足之處，通過(guò)查閱資料，得知：巴斯德研究發(fā)酵現(xiàn)象時(shí)候，將肉汁及瓶殺菌，隨后將肉汁分別裝入曲頸瓶和直頸瓶中，結(jié)果曲頸瓶中煮過(guò)的肉汁，經(jīng)過(guò)四年沒(méi)有腐爛。而直頸瓶的肉汁，很快腐爛。由此，推出曲頸瓶頸較長(zhǎng)且彎曲，瓶口較小，靜置狀態(tài)下不易產(chǎn)生空氣流動(dòng)，空氣中微生物不易被氣流帶入瓶中，可以一定程度的避免被雜菌污染。根據(jù)這一結(jié)論，對(duì)簡(jiǎn)易裝置進(jìn)行改良，在簡(jiǎn)易裝置的蓋子上挖一個(gè)洞，插入一定長(zhǎng)度彎曲的吸管或玻璃管。

3? ? 教學(xué)總結(jié)

科學(xué)研究的方式之一是實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證結(jié)論并不是實(shí)驗(yàn)的唯一作用，學(xué)生能在自主動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，尋找和發(fā)現(xiàn)科學(xué)真理，使實(shí)驗(yàn)?zāi)軒?dòng)學(xué)生科學(xué)探究能力的提升，落實(shí)素質(zhì)教育目標(biāo)。筆者采用先讓學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)再進(jìn)行授課的方式帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)《果酒的制作》，有助于提高學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)。這打破了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生在做中不斷地探索與思考，并試圖自己去解決實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一些疑問(wèn)。學(xué)生獨(dú)立完成果酒的制作實(shí)驗(yàn)后，再在課堂上進(jìn)行交流，探討出不同學(xué)生所做實(shí)驗(yàn)的相似之處與不同之處。再在教師層層設(shè)問(wèn)下，對(duì)葡萄酒制作的各方面有了全面的理解。學(xué)生在經(jīng)過(guò)這樣一堂課的學(xué)習(xí)，科學(xué)探究的能力大大的提高了。

參考文獻(xiàn)

1.伊濤.高中生物教學(xué)中學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)途徑[J].長(zhǎng)春師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2018（10）：159-161.

2.中華人民共和國(guó)教育部.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)：2017年版[M].北京：人民教育出版社，2018：4-5.

3.鄭秀海，基于“科學(xué)探究”的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考[J].中國(guó)校外教育，2018.651（31）：134+166