王寶蓮 王寶山

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,基于大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的新一代智慧高效課堂模式在中小學(xué)教學(xué)中迅速嶄露頭角,且顯著提高了課堂教學(xué)效率[1]。這就要求新型教學(xué)模式應(yīng)該既要發(fā)揮智慧課堂的優(yōu)勢(shì)又要充分體現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)[2]。筆者結(jié)合在暢言智慧課堂教學(xué)實(shí)踐的親身體驗(yàn),結(jié)合《生物體維持PH 穩(wěn)定的機(jī)制》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例,淺談基于智慧課堂與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的新教學(xué)模式下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì),為智慧課堂的普及提供鋪墊。

一、教材分析

本節(jié)課節(jié)選自人教版選擇性必修一第一章第二節(jié)《內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)》中的探究實(shí)踐部分。穩(wěn)態(tài)是本章節(jié)乃至整書的核心概念。穩(wěn)態(tài)不僅體現(xiàn)在個(gè)體層次,也體現(xiàn)在分子水平、器官水平、群落及生態(tài)系統(tǒng)層次,已成為生命科學(xué)的一大基本概念。[3]。為后面章節(jié)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。因而本實(shí)驗(yàn)探究在整本書中起到了承上啟下的作用。

二、教學(xué)目標(biāo)

基于《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017 年版),結(jié)合培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的要求,制定以下教學(xué)目標(biāo):生命觀念:嘗試通過實(shí)驗(yàn)解釋生物體維持PH 穩(wěn)定的機(jī)制,認(rèn)同生命系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)平衡的。科學(xué)思維:通過對(duì)實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的探討提升學(xué)生的批判思維能力、演繹與推理能力及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換能力?？茖W(xué)探究:通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施、結(jié)果分析,類培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。社會(huì)責(zé)任:通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生形成穩(wěn)態(tài)與平衡觀,并能用所學(xué)知識(shí)解決生活實(shí)際問題,增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

三、教學(xué)過程

1.課前準(zhǔn)備

(1)實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備:PH 測(cè)試筆、50mL 燒杯、50mL 量筒、玻璃棒、自來水等。

(2)實(shí)驗(yàn)試劑準(zhǔn)備:物質(zhì)濃度為0.1mol/L 的HCL 溶液、物質(zhì)濃度為0.1mol/L 的NaOH 溶液,PH=7 的磷酸緩沖液(市場(chǎng)購(gòu)買成套的PH 緩沖劑的混合磷酸鹽試劑)、稀釋的雞蛋清溶液(雞蛋清:水=5:1)、馬鈴薯勻漿(10g 新鮮的馬鈴薯去皮,加入到10mL蒸餾水中,料理機(jī)破碎均勻)。向?qū)W生推送本節(jié)課的學(xué)案、PH 測(cè)試筆的使用方法及注意事項(xiàng)、如何使用excel 將表格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成曲線圖。

2.教學(xué)過程

課前將教師機(jī)和學(xué)生機(jī)聯(lián)機(jī),并實(shí)現(xiàn)教師機(jī)與大屏幕同屏。教師點(diǎn)擊開始上課。

(1)溫故而知新 通過精心設(shè)置問題:正常人體的血漿PH 是多少? 血漿PH 維持相對(duì)穩(wěn)定與什么物質(zhì)有關(guān)?

(2)創(chuàng)設(shè)生活情境 引入新知識(shí)。利用智慧課堂的“資源分享”功能將《健康水廣告》海報(bào)推送給全體學(xué)生。并設(shè)置問題:①如果你的家人聽信廣告而大量購(gòu)買、飲用堿性水,你會(huì)怎么做? 簡(jiǎn)單說明原因? ②當(dāng)我們攝入酸性或者堿性食物后,血漿的PH 是否會(huì)發(fā)生明顯的變化? 為什么?

(3)師生共同評(píng)價(jià) 完善實(shí)驗(yàn)方案。針對(duì)學(xué)生做出的“血漿中含有對(duì)酸堿起緩沖作用的物質(zhì)”這一假設(shè),設(shè)計(jì)以下問題①能否用稀釋的雞蛋清溶液、馬鈴薯勻漿代替新鮮的肝臟研磨液? 簡(jiǎn)單說出理由? ②該實(shí)驗(yàn)的自變量是什么? 如何體現(xiàn)? 因變量是什么? 如何觀察和記錄? 無關(guān)變量是什么,如何控制? ③該實(shí)驗(yàn)的對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組如何設(shè)置? 然后指導(dǎo)學(xué)生利用智慧課堂的“劃詞搜索”功能來搜集相關(guān)資源來選擇最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)材料;并指導(dǎo)學(xué)生通過智慧課堂精學(xué)課前推送的視頻,掌握實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法、數(shù)據(jù)記錄和轉(zhuǎn)換的方法;然后通過小組合作探究,學(xué)生代表發(fā)言,結(jié)合智慧課堂的“拍照講解”和“聚焦放大”功能,師生共同評(píng)價(jià)和完善實(shí)驗(yàn)方案。

(4)分組實(shí)驗(yàn) 合作探究。給每小組布置任務(wù):①每四人一組,分別探究加酸或加堿對(duì)蒸餾水、PH=7 的磷酸緩沖液、蛋清稀釋液、馬鈴薯勻漿稀釋液的PH 影響,并記錄數(shù)據(jù)。奇數(shù)組探究加酸實(shí)驗(yàn),偶數(shù)組探究加堿實(shí)驗(yàn)。②再次強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng),并巡視指導(dǎo),提醒學(xué)生操作的安全性和規(guī)范性。學(xué)生根據(jù)分工每人參與實(shí)驗(yàn)操作,并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄到實(shí)驗(yàn)任務(wù)單上,再利用Excel 將其轉(zhuǎn)化成曲線圖(以加酸或加堿滴數(shù)作為橫坐標(biāo),以PH 為縱坐標(biāo)進(jìn)行繪制)。最后將所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過智慧課堂的“全班分享”功能分享。

(5)結(jié)果分享 追尋科學(xué)本質(zhì) 師生通過小組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比對(duì)分析,探討個(gè)別小組產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差的原因,最終得出以下結(jié)論:①加酸/堿后生物材料的PH 變化接近于緩沖液PH 變化。②緩沖液加入少量酸堿后pH 變化不明顯。原因是磷酸緩沖液中含NaH2PO4/Na2HPO4其中NaH2PO4溶液呈酸性,當(dāng)加入少量 NaOH時(shí),可以中和OH-;而Na2HPO4溶液呈堿性,當(dāng)加入少量 HCl 時(shí),可以中和H+。水溶液則不同,因而加入酸堿后,pH 變化明顯。③對(duì)酸緩沖能力依次增強(qiáng)的是:蒸餾水、馬鈴薯勻漿、雞蛋清稀釋液、磷酸緩沖液;對(duì)堿緩沖能力依次增強(qiáng)的是:自來水、蛋清稀釋液、馬鈴薯勻漿、磷酸緩沖液。在得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基礎(chǔ)上,教師通過智慧課堂的白板來講解“動(dòng)物體內(nèi)環(huán)境維持PH 相對(duì)穩(wěn)定”的機(jī)制,并將板書內(nèi)容分享給全體學(xué)生,再并指導(dǎo)學(xué)生將利用智慧課堂的“存網(wǎng)盤”功能將相關(guān)內(nèi)容存入個(gè)人網(wǎng)盤。

(6)再回情境 學(xué)以致用 教師指導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)對(duì)“酸堿體質(zhì)”理論進(jìn)行批判,并指導(dǎo)學(xué)生思考:哪些情況會(huì)使機(jī)體內(nèi)環(huán)境的PH 偏離正常范圍,這將會(huì)對(duì)我們的健康帶來哪些危害?

(7)知識(shí)拓展 課后作業(yè) 向?qū)W生推薦《植物細(xì)胞內(nèi)PH 穩(wěn)定體系及其調(diào)控的新進(jìn)展》《植物細(xì)胞內(nèi)PH 調(diào)控系統(tǒng)--是適應(yīng)環(huán)境逆境的一個(gè)耐性機(jī)制》《植物細(xì)胞內(nèi)PH 值的測(cè)定》論文,拓展學(xué)生知識(shí)水平;并利用智慧課堂的“布置課時(shí)練作業(yè)”模塊,向全體學(xué)生布置“同步課時(shí)練”作業(yè)。

四、教學(xué)反思

本節(jié)課通過設(shè)計(jì)和分析加酸/加堿對(duì)蒸餾水、PH=7 的磷酸緩沖液、蛋清稀釋液、馬鈴薯勻漿這四種溶液PH 變化的探索,結(jié)合對(duì)酸堿體質(zhì)理論的批評(píng),有助于學(xué)生形成穩(wěn)態(tài)與平衡觀。整節(jié)課以實(shí)驗(yàn)實(shí)施為主線,逐步發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維;并使用傳統(tǒng)教學(xué)與智慧課堂相結(jié)合的教學(xué)模式大大提升課堂效率。因而,筆者認(rèn)為這種基于智慧課堂的新型教學(xué)模式是未來課堂改革的必然趨勢(shì)。