新課改下一道實驗題的教學(xué)設(shè)計嘗試

李明英

新課程規(guī)定了三大課程目標(biāo)領(lǐng)域──知識與技能；過程與方法 ；情感與價值觀念.學(xué)生對知識的掌握不再是判斷教學(xué)有效性的唯一標(biāo)準(zhǔn).“有效教學(xué)必須促使學(xué)生在這三大領(lǐng)域得到全面的充分的發(fā)展，有效教學(xué)要求教師將學(xué)科的價值定位在完整的人的發(fā)展上”.因此，課堂教學(xué)的有效性，絕不僅僅是“效率”與“目標(biāo)”的實現(xiàn)，而是要緊緊抓住“通過課堂教學(xué)，學(xué)生獲得發(fā)展”這個課堂教學(xué)有效性的核心價值.構(gòu)建[JP3]和諧、愉悅的課堂，才能全面提高課堂教學(xué)效率，掌握課程改革的主動權(quán).[JP]

生物學(xué)是一門注重實驗教學(xué)和探究能力的學(xué)科，課堂教學(xué)不應(yīng)是一個封閉的系統(tǒng)，而是積極改變教學(xué)方式，使新的課堂教學(xué)形式得到充分的發(fā)揮.靈活多樣的創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，引起學(xué)生內(nèi)部思維矛盾沖突，激發(fā)學(xué)生積極主動的思考，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的形成和發(fā)展.新課程改革關(guān)鍵在于課堂教學(xué)中如何實施新的教學(xué)理念，本人在一道實驗題教學(xué)中做了以下探索和嘗試：

一、展示實驗題

如圖所示，U形管中間被一種能允許水分子和單糖通過而二糖不能通過的半透膜隔開，現(xiàn)在兩側(cè)分別加入0.1mol/L的淀粉溶液和蔗糖溶液，設(shè)計問題：

（1）一段時間后液面高度變化是怎樣的？

（2）U形管兩側(cè)加入少量的蔗糖酶后，兩側(cè)液面將如何變化？液面高度不變化時，兩側(cè)溶液濃度是否相等？

（3）如果兩側(cè)溶液換成0.1mol/L的蔗糖溶液和0.3mol/L的蔗糖溶液，一段時間后兩側(cè)液面間如何變化？液面高度不變化時，兩側(cè)溶液濃度是否相等？如果把U形管換成方形水槽呢？

（4）如果兩側(cè)溶液換成水和0.1mol/L的蔗糖溶液，如何證明蔗糖的水解產(chǎn)物能否透過半透膜？

二、展開討論

課堂上我先讓同學(xué)們分組討論，要求整理出各組的觀點和答案并簡單記錄，各組選派一位代表闡述本組討論的結(jié)果，本組其他學(xué)生可以補(bǔ)充完善.教師對各組討論情況作出點評，不管觀點和答案是否正確，對積極參與學(xué)習(xí)的態(tài)度給以肯定，對于各組的分歧教師引導(dǎo)全班同學(xué)一起探討.

三、展示討論結(jié)果

合作探究問題（1）：“一段時間后液面高度變化是怎樣的？”

學(xué)生討論的結(jié)果為：

U形管兩側(cè)液面高度不變.

原因分析兩側(cè)溶液濃度相等時兩側(cè)溶液中的水分子數(shù)量相等，單位時間內(nèi)水分子通過半透膜從左側(cè)向右側(cè)的滲透速率與從右側(cè)向左側(cè)的滲透速率相等，因而兩側(cè)液面高度沒有變化.

合作探究問題（2）：“U形管兩側(cè)加入少量的蔗糖酶后，兩側(cè)液面將如何變化？液面高度不變化時，兩側(cè)溶液濃度是否相等？”

討論出現(xiàn)分歧：

第一種觀點認(rèn)為，右側(cè)液面上升左側(cè)液面下降，此時兩側(cè)溶液濃度不等，右側(cè)溶液濃度大于左側(cè).

原因分析為：當(dāng)兩側(cè)溶液中加入少量蔗糖酶后，酶有專一性，蔗糖酶對淀粉沒有水解作用， 右側(cè)溶液中的蔗糖會被蔗糖酶水解成葡萄糖和果糖兩種單糖，導(dǎo)致右側(cè)溶液濃度升高，因而發(fā)生滲透作用使右側(cè)液面升高左側(cè)液面下降，隨著右側(cè)液面升高壓強(qiáng)也在增大，會阻止液面繼續(xù)上升，此時，兩側(cè)溶液濃度不相等，右側(cè)溶液濃度大于左側(cè)溶液濃度.

第二種觀點認(rèn)為，兩側(cè)液面高度差先升高后下降，最后兩側(cè)液面恢復(fù)到等高，此時兩側(cè)溶液濃度相等.

原因分析為：蔗糖酶將蔗糖水解成單糖葡萄糖和果糖兩種單糖，使右側(cè)溶液濃度升高.水分子比單糖分子小，單位時間內(nèi)水分子透過半透膜從左側(cè)向右側(cè)移動速率大于單糖分子從右側(cè)向左側(cè)移動的速率，使右側(cè)液面升高左側(cè)液面下降；導(dǎo)致右側(cè)溶液濃度逐漸下降同時左側(cè)溶液濃度之間上升，隨即水分子和單糖移動速率都逐漸減慢最終到達(dá)一種動態(tài)平衡，此時兩側(cè)溶液濃度相等，液面高度也相等.

同學(xué)們對比發(fā)現(xiàn)第一種觀點有明顯的失誤，沒有考慮單糖能透過半透膜.因而第二種觀點被認(rèn)同.

合作探究問題（3）：“如果兩側(cè)溶液換成0.1mol/L的蔗糖溶液和0.3mol/L的蔗糖溶液，一段時間后兩側(cè)液面間如何變化？液面高度不變化時，兩側(cè)溶液濃度是否相等？如果把U形管換成方形水槽呢？”

在前兩個問題討論的基礎(chǔ)，第三個問題很快得出討論結(jié)果，沒有出現(xiàn)大的異議.

各組的觀點是：右側(cè)液面逐漸升高同時左側(cè)液面下降，由于液面升高引起液壓逐漸上升，阻止右側(cè)液面繼續(xù)升高，當(dāng)兩側(cè)液面不再變化時溶液濃度右側(cè)大于左側(cè).如果U形管換成方形水槽，中間半透膜兩側(cè)蔗糖溶液存在濃度差，會發(fā)生滲透作用，最終兩側(cè)溶液濃度達(dá)到相等.

合作探究問題（4）：“如果兩側(cè)溶液換成水和0.1mol/L的蔗糖溶液，如何證明蔗糖的水解產(chǎn)物能否透過半透膜？

最簡單的方法怎樣證明？

還可以怎么證明？如何設(shè)計？”

各組很快討論出蔗糖水解產(chǎn)物能否通過半透膜的最簡單方法：看U形管兩側(cè)液面高度如何變化，如果兩側(cè)液面高度差變大，則說明蔗糖水解產(chǎn)物不能透過半透膜；如果量測液面差先升高后下降，最后達(dá)到等高，則說明蔗糖水解產(chǎn)物能透過半透膜.

還能用其他方法證明嗎？學(xué)生都能想到：蔗糖的水解產(chǎn)物有還原糖，還可以用斐林試劑在水浴條件下是否產(chǎn)生磚紅色的沉淀來證明.學(xué)生出現(xiàn)兩種設(shè)計方案：第一種方案，在左側(cè)溶液中加入適量的斐林試劑并水浴U形管，看左側(cè)溶液是否有磚紅色沉淀產(chǎn)生，如果有則說明蔗糖水解產(chǎn)物能透過半透膜，否則，則不能透過半透膜；第二種方案：在U形管兩側(cè)溶液中都加入適量的斐林試劑并水浴U形管，如果右側(cè)溶液中有磚紅色沉淀產(chǎn)生，左側(cè)沒有，則說明蔗糖的水解產(chǎn)物不能透過半透膜.如果兩側(cè)溶液中都有磚紅色沉淀產(chǎn)生，則說明蔗糖的水解產(chǎn)物可以透過半透膜.

四、教師點撥與引導(dǎo)分析

1.斐林試劑的顯色反應(yīng)原理：實質(zhì)是在水浴條件下氫氧化銅與還原糖的醛基發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成磚紅色的氧化亞銅沉淀.氫氧化銅和氧化亞銅都是小分子的物質(zhì)，都能透過半透膜.因此，無論蔗糖水解產(chǎn)物能否透過半透膜，也不管在U形管的一側(cè)還是兩側(cè)加入斐林試劑，水浴加熱后U形管兩側(cè)溶液中都會出現(xiàn)磚紅色沉淀，因而無法證明蔗糖水解產(chǎn)物能否透過半透膜.

2.實驗設(shè)計過程一些思考：應(yīng)該將兩側(cè)溶液分隔開，獨立檢測左側(cè)溶液中是否出現(xiàn)還原糖， 并且有針對性的修改實驗方案？

3.實驗設(shè)計過程的基本要求：各小組按實驗設(shè)計遵循的原則；簡要書寫實驗操作步驟，并讓兩小組代表展示實驗設(shè)計操作簡要步驟.

其中某一小組的設(shè)計步驟如下：

（1）從U形管左右兩側(cè)取適量等量的溶液分別加入到兩支潔凈的試管中，并編號為甲試管和乙試管；

（2）分別向甲乙兩試管中加入適量等量的斐林試劑，并水浴3-5分鐘后，觀察兩試管溶液中有無磚紅色沉淀生成.

4.現(xiàn)象和結(jié)論：（1）如果甲乙兩試管溶液中都有磚紅色沉淀產(chǎn)生，則說明蔗糖水解產(chǎn)物能透過半透膜.（2）如果甲試管溶液中無磚紅色沉淀產(chǎn)生，乙試管溶液中有磚紅色沉淀產(chǎn)生，則說明蔗糖水解產(chǎn)物不能透過半透膜.

五、教學(xué)反思

傳統(tǒng)教學(xué)模式注重教師的主導(dǎo)地位，側(cè)重于如何把知識傳授給學(xué)生，偏頗于學(xué)生的主觀能動性，難以將課本知識轉(zhuǎn)化成學(xué)生掌握的知識，教學(xué)效果欠佳.這種教學(xué)模式難免出現(xiàn)高分低能現(xiàn)象，難以實現(xiàn)現(xiàn)代社會發(fā)展對人才的需求.新課程改革下，學(xué)生是課堂的主體，是學(xué)習(xí)的主人，他們通過自學(xué)，相互討論，互學(xué)互助，能發(fā)現(xiàn)自己知識，思維方面與其他同學(xué)的差距，相互取長補(bǔ)短，不斷完善和充實自己的知識儲備.既獲得學(xué)習(xí)成功的喜悅，又能使自己的實驗與實踐能力得到提升；從而增加了學(xué)習(xí)的動力，挖掘了學(xué)習(xí)潛能，提高了思維能力，從而更加喜歡生物課的研究性與探究性學(xué)習(xí).endprint