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“探究酵母菌细胞呼吸的方式”一节探究教学尝试

2017-07-31黎江娃

生物学通报 2017年9期
关键词:酵母菌气球实验课

刘 学 黎江娃

(海南省屯昌县屯昌中学 海南屯昌 571600)

“兴趣是最好的老师”,兴趣的培养应渗透到每一个教学环节,贯穿于整个教学过程。探究实验课也不例外。探究性学习是高中新课程的一个基本理念。如果学生的情感体验是愉快的,充满活力的,他的感受性就高,对实验课也就越有兴趣。如何培养学生生物学探究实验课的学习兴趣?教师只要从探究实验课自身特点中寻找突破口,充分利用探究实验课的特殊性和学生的心理特点,再结合恰当的教学方法及现代信息技术,就很容易将沉闷、呆板的实验课堂变成充满乐趣的学习乐园。

“探究酵母菌细胞呼吸的方式”是人教版高中生物学教材中的一个探究实验,是发展学生的探究能力,培养学生生物科学素养,激发学生对探究实验兴趣的良好素材。本文以“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验课为例,采用以建构主义理论为基础的翻转课堂个性化教学模式,从6个方面阐述如何培养学生生物学探究实验课的学习兴趣。

1 创设情境,激发兴趣

心理学研究表明:人有“先入为主”的效应。新课的引入虽只占几分钟或仅几句话,但它是教学过程的重要环节和阶段,它正如戏曲的引子、影剧的序幕一样,可引起学生的注意和兴趣,拨动学生的心弦,充分调动学生学习的积极性和主动性。恰当的引入如同路标,引导着学生思维的方向。因此,探究实验课的开端至关重要。教师用精彩的导语创设情境,巧妙地导入新课,就可为学生创设一个民主、合作、探究的课堂氛围,使学生的情感处于积极、自由、宽松、安全的心理状态,从而使学生思维进入一个自由驰骋的心理空间。

教师在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的探究实验中创设并导入这样一个情境:气球可以不用嘴吹气,也不用打气筒打气,用矿泉水瓶就可以吹起来(图1)。这样一个开场白和微视频引出本节课的探究实验,不仅引起学生强烈的好奇心,吸引学生的眼球,并激发强烈的学习兴趣和探究欲望。

图1 矿泉水瓶吹气球

2 改进后的实验材料贴近生活,培养兴趣

著名认知心理学家奥苏贝尔有一句至理名言:“假如让我把全部教育心理学仅仅归结为一条原理的话,那么我将一言以蔽之:影响学生的唯一最重要的因素,就是学生已经知道了什么,要探明这一点,并应据此进行教学。”教师从学生已有的生活经验出发,将生物学问题与学生已有的生活经验紧密联系起来。这样一方面培养学生的学习兴趣,使学生爱学,乐学;另一方面由于学习的内容贴近学生的生活实际,符合学生奇特的想象,学生学习时易于理解和接受。

这节实验课若按照教材的方法需要8~10 h才能完成探究实验,为了学生在课堂上能亲自体验探究实验的过程,笔者对实验装置、材料进行简单改进,目的是缩短实验时间,增大操作的可行性。主要选取生活中常见且易获取、用时短、见效快的材料:酵母粉、白糖、气球、氧气袋、矿泉水瓶、输液管、温水、石蜡油。

改进的材料有以下优势:

1)用废弃的矿泉水瓶取代锥形瓶。锥形瓶不仅体积大,且易破碎,用矿泉水瓶替代完美地解决了这2个缺陷,学生使用方便,还很有亲切感。

2)用输液管取代玻璃导管。玻璃导管也是易碎的实验用具,连接过程不易操作,输液管的优势不仅便于连接,而且它还有一个独特之处,输液管上有一个止气阀,可很好地控制气体的进出。

3)用气球取代橡皮塞。气球的胀缩现象较为明显,有气体产生时气球就会膨胀,而没有气体则是瘪的,可以更直观地反映实验现象。

4)用白糖取代葡萄糖。白糖更易获取,效果也较为明显。

5)用氧气袋取代橡皮球。橡皮球创设有氧环境需时较长,而氧气袋随时可用,可极大缩短实验时间。

6)用石蜡油创设无氧环境。教材中采用的是密闭一段时间创造无氧条件,但是密闭多长时间,学生不易控制。利用石蜡油的方法既省时又可靠。

这些材料不仅贴近生活,更变废为宝,既有利于学生凭借生活经验主动思考,实现生活经验生物化,又有利于让学生感受到生物学就在身边,学会用生物学的眼光看待、分析、解决问题,培养了学生的生物学应用意识和环保意识,体现了“生物学源于生活,又作用于生活”的理念。

3 主动参与实验设计,动手操作实验过程,提升兴趣

苏霍姆林斯基在《给教师的建议》中提到:“让学生体验到一种自己在亲自参与掌握知识的情景乃是唤起青少年特有的对知识兴趣的重要条件。”著名教育家叶圣陶也说:“教任何课最终目的都是在于达到不需要教。”长期以来,学生一直处于“被教”的地位,从某种意义上说,他们一直是在“被动学习”,厌学之情的产生已是必然。在生物学实验课堂教学中,学生是学习的主体,是课堂的主人,需要培养学生的主动参与意识,促使学生在教学活动中主动思考、探索,以求达到最佳的教学效果。

因此,在设计实验方案这一环节,将学生分为6个小组,每组根据实验原理,利用教师所提供的材料讨论、设计实验方案,小组间进行交流,分享各自的设计思路、主要的实验步骤及对实验结果的预期等,着重讨论设计的创新之处。小组间进行相互点评,提出意见和改进方案。最后教师点评各小组的实验设计,师生共同完善实验方案(图2)。通过师生、生生互动,质疑改进,激发每个学生的参与兴趣,充分发挥学生的聪明才智,师生间相互启发和借鉴,教学相长。

图2 小组进行实验

实验是检验真理的唯一标准。学生明确实验方案、方法步骤后即迫不及待地开始实验。组员之间相互配合,分工明确,学生以“小科学家”的角色亲历科学探索的全过程,亲身体验实验带来的快乐。在实验操作过程中,以学生操作为主,教师有足够的时间与每位学生交流,教师指导为辅,成为学生实验操作的一个合作者、助手,让学生感觉像科学家一样搞科研,从而获得巨大的成就感。

由于探究实验时间较短,可能不会每组都看到探究实验的结果(表1),教师特别提醒学生,注意养成尊重事实的习惯。课下需要教师和学生再探讨、分析探究实验现象的原因,将学习引向深入,为下节课的概念学习铺设道路,提升学生自主、合作学习和探究的兴趣和热情,培养学生的科学素养。

表1 实验结果

4 应用现代技术,保持兴趣

现在已经进入智能时代,现代信息技术的应用也逐渐走入生物学实验课堂。教师用手机随时组织互动与分享,对学生完成的实验现象进行拍照,借助网络umu互动学习平台,将图片传到网上,通过大屏幕同步展示探究实验的结果,这样每位学生都可观察到其他小组的实验现象,分享成果,分享喜悦。

课堂反馈环节,学生通过手机扫描大屏幕的二维码参与互动,完成教师课前设置的调查问卷,umu互动平台可随即统计参与的人数、每道题每个选项的人数、所占百分比,师生对结果一目了然(表2)。这种现代技术的应用,保持了学生对实验课堂的兴趣,实现了翻转课堂的初步尝试。

表2 反馈调查问卷统计数据

课后质疑与反思,学生将想法发布到umu网络互动平台,师生共同研讨,教学相长。让互联网升级线上、线下课堂,让每个人融入、分享、收获。

5 首尾呼应,回顾兴趣

学生完成探究实验后,可对课前播放的微视频酵母菌“吹气球”作出解释,学以致用,起到画龙点睛的作用。这节课的结束语也是围绕酵母菌这种生物设计的:每种生物在这个世界上都有它的作用所在,酵母菌也不例外,科学家从实验室的研究到生产出产品,都是为了解决许多实用性的问题。酵母菌可用于发面、酿酒,还可以吹气球,希望学生以后可以挖掘酵母菌更多的用途,为人类生活造福。这样首尾呼应,给学生留下了充分的想象空间,回顾兴趣。

6 研究与改进,延续兴趣

“探究酵母菌细胞呼吸的方式”这节课的创意激发了学生极大的探究兴趣。课后学生对这个实验的高度热情并没有退去,在实践过程中,学生产生了一些想法,并提出了宝贵的质疑与改进方案。

1)水的温度如何控制在28~35℃?在本探究实验中采用的是暖水瓶中的温水,温度不够精确,有的学生提出可用恒温水浴箱进行改进。

2)创设有氧环境的方法。有的学生提出可在输液管中吸入空气,然后用氢氧化钠吸收。

托尔斯泰说过,成功的教学所需要的不是强制而是激发学生兴趣。浓厚的兴趣,能加强学生学习实验课的自觉性,能培养学生探索精神,开发他们的创造能力;浓厚的兴趣,还会减弱学生学习的疲劳,从而提高效率,取得优异成绩。探究实验课堂虽短,但是课后的研究与改进,以及对探究实验的兴趣却是延续不断的。

因此,在实验教学中,教师应准确把握实验教学过程,通过多角度、多元化,以及现代信息技术的应用,激发学生进行实验的欲望,开放性实施探究教学的过程,合理处理探究教学和其他教学方法的并用,以建构主义理论为基础的翻转课堂个性化教学模式,将创造性地改变学生的学习方式,从而提高实验课堂的教学效益。

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