林靜 張鋒

倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)是高中新課程的一個(gè)基本理念，也是時(shí)下新課程實(shí)施最熱議的話(huà)題。探究性學(xué)習(xí)就是指學(xué)生以類(lèi)似科學(xué)家科學(xué)研究的方法所進(jìn)行的學(xué)習(xí)。但長(zhǎng)期以來(lái)的應(yīng)試教育令人們對(duì)這樣的探究學(xué)習(xí)持懷疑態(tài)度，采用新的學(xué)習(xí)或教學(xué)方式可能弱化知識(shí)教學(xué)，教師能夠講解得很清楚的知識(shí)為什么一定要讓學(xué)生通過(guò)某種活動(dòng)或體驗(yàn)去獲得呢？筆者通過(guò)“探究酵母菌的細(xì)胞呼吸”一課淺析探究性實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的組織。

1 教材分析

“探究酵母菌的細(xì)胞呼吸”是《ATP的主要來(lái)源—細(xì)胞呼吸》第一課時(shí)的內(nèi)容，該節(jié)教材編排很合理，符合學(xué)生的認(rèn)知，構(gòu)建知識(shí)的規(guī)律和程序，先探究酵母菌的細(xì)胞呼吸的方式，為之后教授有氧呼吸、無(wú)氧呼吸，細(xì)胞呼吸的原理的利用奠定了很好的基礎(chǔ)。最初的設(shè)計(jì)是用課堂演示實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)輔助教學(xué)，但考慮該實(shí)驗(yàn)存在裝置比較復(fù)雜，反應(yīng)耗時(shí)長(zhǎng)等難點(diǎn)，不利在課堂演示。通過(guò)反復(fù)多次預(yù)實(shí)驗(yàn)，改進(jìn)裝置及反應(yīng)物的量，縮短了反應(yīng)時(shí)間且優(yōu)化了反應(yīng)條件，適合在課堂學(xué)生探究，可以讓學(xué)生親歷科學(xué)探究的全過(guò)程。通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)，不僅能讓學(xué)生形成生物學(xué)思維方式，親歷實(shí)踐探究的歷程，而且體驗(yàn)提出問(wèn)題，解決問(wèn)題的快樂(lè)，也能進(jìn)一步激發(fā)他們的創(chuàng)新和實(shí)踐能力。

2 學(xué)情分析

探究性學(xué)習(xí)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的學(xué)習(xí)過(guò)程，在這過(guò)程中學(xué)生的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)會(huì)與教學(xué)內(nèi)容相互作用，因而需要針對(duì)學(xué)生的特點(diǎn)、興趣和已有的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析。學(xué)生在初中階段做過(guò)釀酒或制作酸奶的實(shí)驗(yàn)，有點(diǎn)感性認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)過(guò)關(guān)于綠色植物和人體的呼吸作用以及對(duì)細(xì)菌、真菌與食品制作的關(guān)系等基礎(chǔ)知識(shí)，知道酵母菌可以用來(lái)釀酒和發(fā)面等生活經(jīng)驗(yàn)，知道CO2的檢測(cè)方法。通過(guò)必修一相關(guān)章節(jié)的學(xué)習(xí)后，雖然學(xué)生已知道科學(xué)探究的一般步驟可分為提出問(wèn)題、做出假設(shè)、制定計(jì)劃、實(shí)施實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論及表達(dá)和交流，但這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)的難度比較大，學(xué)生對(duì)其中的原理和產(chǎn)物的檢測(cè)方法不甚了解。

3 教學(xué)環(huán)節(jié)的時(shí)間安排

確定方案后，但是如何在短短的45min經(jīng)歷一個(gè)完整的探究過(guò)程又成了一個(gè)新的難題。不僅教學(xué)內(nèi)容、學(xué)情分析，教學(xué)環(huán)節(jié)的時(shí)間安排也顯得尤為重要。教學(xué)環(huán)節(jié)的時(shí)間安排如下：（一）課前的預(yù)習(xí)引導(dǎo)；（二）課堂時(shí)間安排：導(dǎo)入1～2min；各小組匯報(bào)提出的問(wèn)題和作出的假設(shè)并確定并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案10min；實(shí)驗(yàn)的預(yù)期和連接裝置5～8min；實(shí)驗(yàn)操作：15～18min得出結(jié)論，交流與匯報(bào)5min；課堂小結(jié)：2min。為了配合探究實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)展，上課地點(diǎn)選擇在了生物多功能實(shí)驗(yàn)室，學(xué)習(xí)小組圓桌就坐便于合作和交流，創(chuàng)造一個(gè)良好的探究的氛圍。

4 組織探究性學(xué)習(xí)的教學(xué)方法及步驟

引導(dǎo)式小組合作，任務(wù)驅(qū)動(dòng)法實(shí)施教學(xué)是組織探究性學(xué)習(xí)的良策。

4.1 課前預(yù)習(xí)引導(dǎo)

學(xué)生不預(yù)習(xí)就無(wú)法參加小組討論。如何有效預(yù)習(xí)？（1）要以課本內(nèi)容為本；（2）以探究的問(wèn)題為導(dǎo)；（3）考慮學(xué)生的能力和時(shí)間。課前讓學(xué)生收集關(guān)于相關(guān)有助于探究的背景資料，如你對(duì)釀酒感興趣嗎？你對(duì)酵母菌有哪些了解等等。并分發(fā)預(yù)習(xí)報(bào)告，讓同學(xué)們對(duì)酵母菌的細(xì)胞呼吸提出問(wèn)題，作出假設(shè)及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（見(jiàn)表1）。

4.2 問(wèn)題牽引，分組探究

從同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)報(bào)告看來(lái)，大家對(duì)釀酒十分感興趣。提出的問(wèn)題集中在酵母菌在什么條件下產(chǎn)生酒精，也有些同學(xué)提出產(chǎn)物中是否有二氧化碳，并針對(duì)這些問(wèn)題能作出合理的假設(shè)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，同學(xué)都借鑒了書(shū)上的設(shè)計(jì)方案，卻未充分理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康模雎栽O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證假設(shè)而服務(wù)的，出現(xiàn)了設(shè)計(jì)和假設(shè)不配套的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)小組討論確定了提出的問(wèn)題和作出的假設(shè)，修訂實(shí)驗(yàn)方案。

4.3 任務(wù)驅(qū)動(dòng)，點(diǎn)評(píng)引導(dǎo)

在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，首先點(diǎn)出這節(jié)課的任務(wù)：開(kāi)始探究之旅。然后以杜康留心生活小事啟發(fā)釀酒靈感，創(chuàng)設(shè)情境調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣并引出酵母菌的細(xì)胞呼吸。接著介紹探究的對(duì)象酵母菌以及細(xì)胞呼吸的概念，學(xué)生了解選擇酵母菌作為探究的對(duì)象的原因，思考細(xì)胞呼吸所需的條件、產(chǎn)物等。經(jīng)過(guò)課前學(xué)習(xí)小組的預(yù)習(xí)和討論，組織各組提出要探究的問(wèn)題。同學(xué)們很想知道自己小組的成果如何，希望得到老師的肯定。當(dāng)學(xué)生展示的設(shè)計(jì)有一些不足，此時(shí)組內(nèi)的補(bǔ)充和組間的互助使該環(huán)節(jié)變成了學(xué)生能互動(dòng)的環(huán)節(jié)。學(xué)生們提出了很多很不錯(cuò)的問(wèn)題，比如發(fā)現(xiàn)匯報(bào)組的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的檢測(cè)CO2組的錐形瓶沒(méi)有設(shè)計(jì)出氣口；對(duì)酵母菌的培養(yǎng)的條件提出疑問(wèn)；對(duì)有氧無(wú)氧條件控制的嚴(yán)密性提出質(zhì)疑等等。經(jīng)過(guò)課上設(shè)計(jì)方案的展示及其他組提出的交流質(zhì)疑，最終確定較為科學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。

4.4 結(jié)果展示，搭好交流平臺(tái)

實(shí)施實(shí)驗(yàn)過(guò)程是為了更好的得到探究問(wèn)題的答案，在這一任務(wù)驅(qū)動(dòng)下，組員間開(kāi)始分工合作，5人為一小組，兩個(gè)同學(xué)連接有氧組實(shí)驗(yàn)裝置，兩個(gè)同學(xué)連接無(wú)氧裝置，還有一名小組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄員。學(xué)生實(shí)驗(yàn)都十分認(rèn)真，但是實(shí)驗(yàn)中有些不足，比如操作時(shí)有些小組還是忽略了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)的一些步驟，如無(wú)氧組要封口放置一段時(shí)間后再連接石灰水；酵母菌培養(yǎng)液忘了水浴加熱；裝置彎管短進(jìn)長(zhǎng)出。還有一些細(xì)節(jié)，比如裝置的氣密性，攪拌和滴加試劑的操作規(guī)范等。在實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示匯報(bào)中，由于反應(yīng)的時(shí)間還比較短，無(wú)氧組的實(shí)驗(yàn)效果不是很明顯，學(xué)生匯報(bào)了實(shí)驗(yàn)的結(jié)果并得出了初步的結(jié)論。當(dāng)在匯報(bào)酒精的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，有一組學(xué)生匯報(bào)有氧組和無(wú)氧組酵母菌培養(yǎng)液滴加重鉻酸鉀后都出現(xiàn)了灰綠色，證明都有酒精的產(chǎn)生。

4.5 練習(xí)深引，總結(jié)再引

通過(guò)同學(xué)們總結(jié)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和得出的結(jié)論，嘗試寫(xiě)出了酵母菌有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的總方程式，但是對(duì)照書(shū)本后，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)有氧呼吸產(chǎn)物除了CO2外，還有水和能量，于是又提出實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有證明有水和能量的生成，這時(shí)就正好引導(dǎo)學(xué)生提出新的問(wèn)題，設(shè)計(jì)證明水和能量生成的裝置。

探究并不是問(wèn)題的終結(jié)，而是新的探究的開(kāi)始。最后的表達(dá)和交流環(huán)節(jié)，同學(xué)們都總結(jié)出了在探究課上的心得收獲。如檢測(cè)到有氧無(wú)氧都有酒精產(chǎn)生的小組發(fā)現(xiàn)了在實(shí)驗(yàn)操作中存在的有氧控制的問(wèn)題導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的錯(cuò)誤結(jié)果；有的小組總結(jié)了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)密性和實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論有著重要的影響；有的小組體會(huì)到了探究的快樂(lè)，并提出了新的問(wèn)題，認(rèn)為有氧裝置在酵母菌培養(yǎng)液前應(yīng)該接一個(gè)澄清石灰水裝置，使實(shí)驗(yàn)更加嚴(yán)密，也提出了想進(jìn)一步探究酵母菌的用量和葡萄糖的濃度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。

5 教學(xué)反思

通過(guò)一節(jié)探究實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生們不僅親歷了科學(xué)探究，從提出問(wèn)題，做出假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)施實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論和表達(dá)與交流的過(guò)程，主動(dòng)構(gòu)建知識(shí)和概念，體會(huì)到了科學(xué)探究需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S和大膽的假設(shè)，并且在探究過(guò)程中得到多種能力的發(fā)展。教師應(yīng)繼續(xù)鼓勵(lì)學(xué)生在今后的探究學(xué)習(xí)中可以大膽質(zhì)疑，勇于實(shí)踐。

探究性實(shí)驗(yàn)課是高中新課程中學(xué)生實(shí)驗(yàn)課的主要類(lèi)型，也是探究性學(xué)習(xí)的重要方式。一節(jié)好的探究實(shí)驗(yàn)課應(yīng)將科學(xué)探究的程序?yàn)橹骶€(xiàn)貫穿其中，整個(gè)探究過(guò)程可由學(xué)生的合作學(xué)習(xí)小組獨(dú)立完成，以學(xué)生為主體。教師則作為學(xué)生探究的輔助者及組織者，遵循高中學(xué)生的思維特點(diǎn)，在了解學(xué)生已有的認(rèn)知是什么的基礎(chǔ)上，啟發(fā)他們的思維；在探究的氛圍中培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力以及分析總結(jié)結(jié)論的能力；并充分發(fā)揮他們的合作探究以及交流表達(dá)的能力，體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的快樂(lè)?？茖W(xué)探究結(jié)果不是問(wèn)題的終結(jié)，而是發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題，開(kāi)始新的探究旅程。

參考文獻(xiàn)：

[1]霍湘.“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”教學(xué)設(shè)計(jì)[J].生物學(xué)教學(xué)，2007，32（9）：31.