基于科學(xué)探究的實驗教學(xué)

沈麗雅

摘要：實驗教學(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，層層遞進式提問的方式進行科學(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)過程中逐漸發(fā)展起來的，在解決真實情境中的實際問題時所表現(xiàn)出來的價值觀念、必備品格與關(guān)鍵能力，包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任[1]?！镀胀ǜ咧猩飳W(xué)課程標準（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)，其中許多理論知識都是通過科學(xué)探究而得到的，因此在生物教學(xué)過程中實驗是極為重要的，通過實驗?zāi)軌蜃屩R變得更加直觀，通過實驗還能夠培養(yǎng)學(xué)生生物核心素養(yǎng)，實驗在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素質(zhì)上，擁有著其獨特的優(yōu)勢[3]。高中生物教材中的實驗是豐富的，筆者以《果酒的制作》一課為例，讓學(xué)生在先做實驗后學(xué)新知的過程中，提高自身科學(xué)探究的能力。

2? ? 科學(xué)探究在《果酒的制作》一課中的運用

2.1教學(xué)內(nèi)容與目標分析

學(xué)生在本課學(xué)習(xí)過程中，要能夠設(shè)計簡易的果酒的制作裝置，能夠獨立完成果酒的制作，并能客觀地觀察和記錄發(fā)酵過程中的實驗現(xiàn)象，提高科學(xué)探究素養(yǎng)。

2.2課前準備和實驗設(shè)計

讓學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)，并設(shè)計實驗，改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式。

課前布置兩個任務(wù)給學(xué)生。

任務(wù)二：根據(jù)查閱資料及個人的思考設(shè)計實驗過程并實施，并對果酒制作過程進行記錄。

在填寫知識清單的同時，學(xué)生可以結(jié)合必修1中《細胞呼吸》相關(guān)知識以及《乙醇發(fā)酵實驗》。通過多種自主學(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。

在了解實驗原理及實驗所需條件的基礎(chǔ)上分小組對整個實驗進行設(shè)計，其中實驗裝置的設(shè)計尤為重要。

2.3實驗過程和結(jié)果

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

2.3.1以蘋果為原料進行果酒制作

首先取一只無水無油的玻璃瓶、兩個蘋果、適量白砂糖、些許白酒。將蘋果洗凈，去核、蒂，切成片取三分之一切好的蘋果放入瓶中，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干凈的塑料袋，密封。

2.3.2以葡萄為原料進行果酒制作

先將葡萄用水洗凈，去皮后放入榨汁機中，用榨汁機將其榨成汁。再將適量的干酵母放在碗中，用溫水攪拌（小于40℃），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天打開瓶口放氣，待沒有氣體后，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)生實驗報告，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)不同之處以及相似之處。讓學(xué)生自主思考以下問題：

①挑選發(fā)酵底物的標準是什么？

②對水果應(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制酒過程中一定要接種酵母菌嗎？

⑦裝瓶發(fā)酵時，發(fā)酵液不能裝滿發(fā)酵瓶的原因是什么？

⑧在發(fā)酵過程中為什么通常“先通氣后密封”？

通過一系列的提問讓學(xué)生在自主思考的同時掌握了核心知識。把握了果酒的制作中的重難點。

2.5實驗裝置的改進

課前學(xué)生自主設(shè)計的實驗大多使用的裝置是比較簡易的帶蓋的玻璃罐，讓學(xué)生根據(jù)自主設(shè)計的簡易裝置，思考以下相關(guān)問題：

①發(fā)酵過程中，為什么要每隔一段時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分析此簡易發(fā)酵裝置不足之處。

④根據(jù)其不足之處設(shè)計一個更好地發(fā)酵裝置。

2.5.1對簡易發(fā)酵裝置改進

針對簡易裝置易被雜菌污染這一不足之處，通過查閱資料，得知：巴斯德研究發(fā)酵現(xiàn)象時候，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)果曲頸瓶中煮過的肉汁，經(jīng)過四年沒有腐爛。而直頸瓶的肉汁，很快腐爛。由此，推出曲頸瓶頸較長且彎曲，瓶口較小，靜置狀態(tài)下不易產(chǎn)生空氣流動，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，對簡易裝置進行改良，在簡易裝置的蓋子上挖一個洞，插入一定長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驗，驗證結(jié)論并不是實驗的唯一作用，學(xué)生能在自主動手進行實驗的過程中，尋找和發(fā)現(xiàn)科學(xué)真理，使實驗?zāi)軒訉W(xué)生科學(xué)探究能力的提升，落實素質(zhì)教育目標。筆者采用先讓學(xué)生自主實驗再進行授課的方式帶領(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)的實驗教學(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驗過程中的一些疑問。學(xué)生獨立完成果酒的制作實驗后，再在課堂上進行交流，探討出不同學(xué)生所做實驗的相似之處與不同之處。再在教師層層設(shè)問下，對葡萄酒制作的各方面有了全面的理解。學(xué)生在經(jīng)過這樣一堂課的學(xué)習(xí)，科學(xué)探究的能力大大的提高了。

參考文獻

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].長春師范大學(xué)學(xué)報，2018（10）：159-161.

2.中華人民共和國教育部.普通高中生物學(xué)課程標準：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”的高中生物實驗教學(xué)的思考[J].中國校外教育，2018.651（31）：134+166