“傳統生物技術”一課概念形成支架的搭建

劉立波 林輝 李孝平

摘要：實踐操作為主的教學內容幫助學生形成概念，首先需要概念的內涵視角分析分解概念，通過實踐活動、觀察活動、設計問題搭建支架幫助學生形成概念，學生經歷實驗和實踐活動，從微觀層面探究，揭開宏觀現象的面紗，學生豐富了對生物技術的感性認識，感性到理性，從學習理解到實踐應用，從概念形成到科學解釋，能力得到提升。

關鍵詞：微生物;概念;支架

義務教育《生物學課程標準（2011版）》在“生物技術”主題中，建議教師幫助學生形成的重要概念如此描述：發酵技術利用了微生物的特性，通過一定的操作過程生產相應的產品。同時建議教師應“從生活中的生物技術著手，通過各種實驗和實踐活動，豐富學生對生物技術的感性認識;以各種方式向學生提供豐富的信息，幫助學生理解生物技術的作用。”在實際教學中出現兩種現象，一是講多，成為知識講解的課型;二是操作課，成為模仿操作課。兩種類型的學習課堂，都很難讓學生達到課標要求的標準。筆者從概念形成視角分析，以實踐活動、觀察活動為支架，用問題支架為思維引領，帶學生經歷感性到理性的認知過程，以幫助學生實現概念的建構，進行了嘗試突破。

1學習任務分析

1.1“發酵技術利用了微生物的特性，通過一定的操作過程生產相應的產品”中的關鍵詞是概念形成的突破點，分解出關鍵詞為：微生物的特性，一定的操作過程，相應的產品。將這三個概念要點理解，并建立聯系，概念在學生頭腦中方能形成。以此理解，確定學生要在事實的支撐下形成以下三個分解概念：微生物的代謝產物可以使食物的風味改變;微生物可以產生多種物質，可用作改變食品風味;人們利用微生物的特性，經過一定的操作過程，生產風味不同的食品。

1.2學生學習具體目標如下：

知識目標：說出與發酵食品相關的微生物;說明幾種食品的主要風味與微生物的關系。

能力目標：通過對微生物代謝產物的了解，能夠解釋生活中常見的發酵現象;能夠實踐操作，利用微生物發酵技術制作部分食品。

情感態度與價值觀目標：關注日常生活中常用的發酵現象，體會發酵技術對人們生活的影響。

1.3學生要用一節課時間經歷利用微生物的代謝產物改變食品風味，品味食品的風味過程。然后應用一節課探究風味的由來。

2預設學生完成學習任務的過程

2.1學習任務挑戰

學生在生活中了解一些通過發酵制作的食品，發面、做泡菜、釀酒與微生物有關系，但理解是表面的，對微生物的形態、結構、代謝活動及發酵原理不清楚;對于風味的理解還很含糊，不了解發酵技術在食品制作中廣泛的應用。

2.2應對挑戰的策略——組織內容實現概念構建

2.2.1制作發酵食品，經歷發酵過程;呈現幾種發酵食品，豐富現象感知，搭建學生能夠將食品風味與微生物建立對應關系形成的支架。

2.2.2分析提供的食品風味改變與微生物代謝活動的關系，用酵母菌產氣實驗和觀察米酒中的酵母菌來進行實證，搭建學生從宏觀現象到微觀本質分析的學習支架。

2.2.3呈現多種發酵食品的發酵原理，豐富學生形成核心概念的現象，搭建學生進行歸納形成概念的支架。

用以上三個環節的教學內容建構三個分解的概念，用問題做概念形成的思維發展支架。將本節課設計的學習活動、問題和幫助學生形成的分解概念進行對應如下圖：

3.搭建活動支架，形成概念

3.1制作饅頭、米酒、泡菜，觀察記錄發現的現象

當學生知道要在課堂上制作饅頭和米酒時，臉上頓時樂開了花。多數的孩子見過家長做饅頭，但自己沒有操作過。不斷在做著嘗試，面水的比例不當使得最后形成的面團體積不斷增加，最后帶著創作藝術感的小饅頭終于成型、做米酒的罐子終于封好、泡菜壇子封蓋的時候，孩子們如釋重負，舒了口氣，但仍然將信將疑，時常會聽到“這饅頭能吃嗎？”“這就能出來米酒？”不自信的自言自語聲。過程中學生要按照任務單觀察記錄完成微生物帶來的變化（任務單見表1）。

3.2品嘗體驗——感受由于微生物作用改變的多種風味，描述風味

首先學生要找到自己做的饅頭，這可是有些不容易，“小星星”怎么變成了“有對角線的多邊形”？;“小豬”的鼻子在“大胖豬”頭上找不到了，“hello，kitty”變成了“大胖妞”…，學生一邊分享交流著饅頭的變化，一邊就著泡菜，米酒品味著食品的風味。

3.3探究饅頭、米酒不同風味的形成。

至此學生對有關發酵的事實材料已經通過操作過程、觀察、品嘗進行了充分的感知，要引導學生探究竟了。為什么放入酵母菌的饅頭呈現明顯的變大、暄軟，多孔現象？米飯放入酒曲竟然風味大變，酒味十足，是什么原因？怎樣能讓學生將微生物的代謝條件、產物及對食品風味的改變聯系在一起呢？眼見為實，只要學生能發現的，讓他們自己發現，能親眼看到的，創造條件讓他們看到。饅頭暄軟是因為酵母菌產氣，但氣體產生及釋放過程學生沒能經歷，教師設計了酵母菌產氣的實驗裝置，當裝有酵母菌培養液的礦泉水瓶中的氣體使套在瓶口的氣球鼓起，學生的整齊的“哇”一聲已經足以造成了沖擊。之后用未經過酵母菌發酵過的面制作饅頭和處理過的饅頭對比，學生一目了然。

米酒中代謝產物通過品嘗不是難題，但產生米酒的微生物神秘不見。當學生在鏡下看到產生米酒的竟然還是酵母菌，真的不敢確認，怯怯地問：酵母菌怎么還會產生酒精？放大這個過程就是要突顯微生物們的特性，他們的活動受著諸多因素的影響，會產生不同的代謝產物，學生在矛盾糾結中理解了“微生物的特性”和“代謝產物”。當這兩種食品的風味與微生物的特性的關系明了后，毛豆腐、酸奶的形成只是幫助學生累積事實經驗了。

感知事實的環節后需要幫助學生歸納，抽提概念，穿插在中間的思維引導的問題支架是：

1）你能說清楚饅頭、米酒不同風味是如何形成的嗎？2）還有哪些微生物產生的物質被人們利用，改變食品的風味？3）人們常用做發酵的微生物有哪幾類？

問題設計意圖：第一個問題設計是引導學生將所經歷的的概括總結，學生是要形成抽象概念，對學生屬于上位學習。第二個問題設計引導學生結合生活經驗對形成概念進行拓展強化，對學生是下位學習。第三個問題設計加入了“技術”的內涵進來，將前面的分解概念進行綜合而設計的支架，對概念內涵進行豐富。

4.撤銷支架

撤銷支架應用了一個拓展實踐：選取一種應用發酵技術制作的食品，闡述其制作原理及制作過程和技術關鍵。

“傳統生物技術”一節課的內容選取和組織開展，與生活聯系緊密，將微觀原理和宏觀現象、技術融合，學生在兩節課中有豐富的動手、動腦、視覺、味覺等多種體驗，與“豐富的發酵現象親密“接觸”。“發酵”這個書本和生活又熟悉又陌生的專業術語漸漸被學生揭開面紗，向學生“開放”了。當然，如果教學只停留在感受“發酵現象”是不足夠的，教師在學生感受到鮮活的發酵現象后，需要引導學生把宏觀現象和抽象原理聯系起來，學生慢慢發現發酵現象的本質和規律，概念自然生成。學生經歷實驗和實踐活動，從感性到理性，從學習理解到實踐應用，從概念形成到科學解釋，能力得到提升。08E62C2A-6DE9-4404-B157-458B3935F4F6