基于ARCS動(dòng)機(jī)模式的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)
——以“酶”一節(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例

陸瑞燕董新姣（溫州大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院浙江溫州 325035）

基于ARCS動(dòng)機(jī)模式的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)
——以“酶”一節(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例

陸瑞燕董新姣（溫州大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院浙江溫州 325035）

介紹了ARCS動(dòng)機(jī)模式，借鑒其與加涅的“九大教學(xué)事件”的關(guān)系，結(jié)合生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)，規(guī)范了教學(xué)過(guò)程，并以“酶”一節(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，談?wù)劵贏RCS動(dòng)機(jī)模式的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐與體會(huì)。

ARCS動(dòng)機(jī)模式 酶 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 生物學(xué)教學(xué)

文件編號(hào)：1003－7586（2017）01－0050－03

1 ARCS動(dòng)機(jī)模式概述

ARCS模式是由美國(guó)南弗里達(dá)大學(xué)的心理學(xué)教授凱勒提出的，這一模式是以期望價(jià)值理論為基礎(chǔ)，與教學(xué)設(shè)計(jì)的宏觀理論結(jié)合提出的。他認(rèn)為影響學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的因素有四類(lèi)，分別為注意、切身性、自信心及滿足感。該模式指出：激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)必須首先喚起并維持學(xué)生的注意力，再讓學(xué)生了解“為什么要學(xué)習(xí)這些材料，這與我們的興趣和目標(biāo)有什么關(guān)系”；接著，要讓他們覺(jué)得有能力完成目標(biāo)，傾向于任務(wù)參與而不是自我參與；最后，要讓他們體驗(yàn)完成任務(wù)后的滿足感，學(xué)生就會(huì)保持這種動(dòng)力繼續(xù)學(xué)習(xí)下去。ARCS模型不僅包括上述四個(gè)概念范疇，每一個(gè)范疇中還包含了眾多的動(dòng)機(jī)策略。

2 基于ARCS動(dòng)機(jī)模式的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

筆者閱讀相關(guān)的書(shū)籍文獻(xiàn)后，發(fā)現(xiàn)美國(guó)著名心理學(xué)家加涅的“九大教學(xué)事件”與凱勒教授的ARCS動(dòng)機(jī)模式有著密切的關(guān)系（圖1）。

圖1 ARCS動(dòng)機(jī)模型與加涅九大教學(xué)事件關(guān)系

筆者借鑒了ARCS動(dòng)機(jī)模式與加涅九大教學(xué)事件的關(guān)系，結(jié)合生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)，規(guī)范了教學(xué)過(guò)程（圖2），并在各環(huán)節(jié)融入相應(yīng)的動(dòng)機(jī)策略，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，以提高生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

3 基于ARCS動(dòng)機(jī)模式的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)

3.1 教材與學(xué)情分析

浙科版高中生物學(xué)教材《必修1·分子與細(xì)胞》中“酶”一節(jié)是整個(gè)新陳代謝的基礎(chǔ)，其中共有2個(gè)探究活動(dòng)，分別為“探究酶的專(zhuān)一性”和“探究pH對(duì)過(guò)氧化氫酶的影響”。但是教材本身的編排或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)存在某些瑕疵，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效性，如不同的pH會(huì)影響過(guò)氧化氫酶的作用底物——過(guò)氧化氫溶液自身的穩(wěn)定性，教材選擇用過(guò)氧化氫酶來(lái)探究pH對(duì)酶活性的影響是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹９P者將其改為“探究pH對(duì)唾液淀粉酶的影響”，同時(shí)還增設(shè)了“探究溫度對(duì)酶活性的影響”及“探究酶的高效性”2個(gè)實(shí)驗(yàn)。這樣，本節(jié)共涉及到4個(gè)實(shí)驗(yàn)供學(xué)生自主探究，對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)有重要作用。盡管學(xué)生在對(duì)植物細(xì)胞的吸水和失水進(jìn)行探究時(shí)，已初步掌握了科學(xué)探究的一般程序，但自主設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)方案對(duì)高一學(xué)生有一定的難度。另外，從當(dāng)前我國(guó)高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀來(lái)看，實(shí)驗(yàn)課程的模式單一化，沒(méi)有個(gè)性化的指導(dǎo)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)機(jī)普遍不高。因此筆者將ARCS動(dòng)機(jī)模式應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在各環(huán)節(jié)采用相應(yīng)的動(dòng)機(jī)策略，以激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)機(jī)，達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

圖2 基于ARCS動(dòng)機(jī)模式的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

3.2 教學(xué)過(guò)程

3.2.1 課前檢查

課前，教師抽查幾位學(xué)生回答有關(guān)酶的基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)，如酶的來(lái)源和本質(zhì)、酶的作用和作用原理、酶的特性及其活性的影響因素、探究實(shí)驗(yàn)的一般步驟和如何確定實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量等。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)教師抽查部分學(xué)生的課前預(yù)習(xí)狀況、學(xué)生完成教師布置的學(xué)習(xí)任務(wù)的情況和復(fù)習(xí)舊知等，以制造緊張感，引起學(xué)生的注意，使學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。

3.2.2 新課導(dǎo)入

教師借助多媒體呈現(xiàn)以下問(wèn)題：①胃消化不好時(shí)，醫(yī)生為什么會(huì)給病人開(kāi)些“多酶片”？②胃酸少時(shí)，有什么感覺(jué)？胃酸多時(shí)又是什么感覺(jué)？為什么？③在你們平時(shí)的生活中，還有哪些現(xiàn)象與酶有關(guān)呢？學(xué)生思考、討論、回答問(wèn)題，教師加以補(bǔ)充歸納，并引出4個(gè)探究活動(dòng)。

設(shè)計(jì)意圖：加涅認(rèn)為在教學(xué)的開(kāi)始階段應(yīng)考慮3個(gè)因素：激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)；告知學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)目標(biāo)；確保學(xué)習(xí)者具備開(kāi)始新的教學(xué)所需的預(yù)備知識(shí)。教師從生活的視角切入，設(shè)置問(wèn)題情境，激起學(xué)生解決問(wèn)題的欲望，讓學(xué)生產(chǎn)生較高的注意力和切身性。同時(shí)巧妙引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生感到該任務(wù)契合他們的需要，跟生活有密切的聯(lián)系，所要學(xué)的內(nèi)容“有用”。

3.3.3 課堂教學(xué)

該過(guò)程為核心階段，教師通過(guò)多媒體分別呈現(xiàn)4個(gè)探究活動(dòng)要用到的實(shí)驗(yàn)材料。學(xué)生按事先分好的小組在教師的點(diǎn)撥下，相互討論、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。接著，各小組代表上臺(tái)展示，教師和其他同學(xué)對(duì)其方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和完善，最后確定正確的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

（1）探究酶的高效性。

實(shí)驗(yàn)材料：H2O2溶液、動(dòng)物肝臟(或馬鈴薯塊莖)研磨液、FeCl3溶液、衛(wèi)生香等。

教師首先引導(dǎo)學(xué)生寫(xiě)出相應(yīng)的反應(yīng)方程式。各實(shí)驗(yàn)小組在教師的指導(dǎo)下，分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和繪制探究H2O2酶和FeCl3分解H2O2速率的表格。教師巡視，指導(dǎo)學(xué)生注意可重復(fù)性、可操作性、對(duì)照性、控制單一變量等實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則。接著，各小組代表展示各自的方案和表格，教師和其他小組對(duì)方案進(jìn)行評(píng)分和完善，交流整合后確定最終的方案和表格。

（2）探究酶的專(zhuān)一性。

實(shí)驗(yàn)材料：稀釋唾液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的淀粉溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液、體積分?jǐn)?shù)為3%的H2O2溶液、碘試劑、斐林試劑、熱水、酒精燈等。

教師利用問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生理清各個(gè)變量，確定實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量的檢測(cè)方法，形成基本的思路。并組織學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)所用的底物及相應(yīng)的酶，指導(dǎo)學(xué)生可從不同的酶催化不同底物的角度去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)小組討論和匯報(bào)，評(píng)選出較完善的方案。

（3）探究溫度對(duì)酶活性的影響。

實(shí)驗(yàn)材料：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的淀粉溶液、稀釋的唾液、菲林試劑、碘試劑。

在前兩個(gè)方案設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，學(xué)生慢慢掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路和方法，從小組展示的方案看，大部分學(xué)生都懂得用碘試劑檢測(cè)因變量而不是菲林試劑（因?yàn)榉屏衷噭┬枰〖訜?，干擾實(shí)驗(yàn)）；同時(shí)也知道設(shè)置3個(gè)不同的溫度條件。但是底物溶液加完酶溶液后，在設(shè)定的溫度條件下保溫，還是底物溶液在設(shè)定的溫度條件下保溫后加入酶溶液的實(shí)驗(yàn)順序上，學(xué)生存在爭(zhēng)議。教師對(duì)學(xué)生的質(zhì)疑能力表示鼓勵(lì)，將新的更深層次的問(wèn)題供全班學(xué)生討論，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作解決問(wèn)題的能力。

（4）探究pH對(duì)酶活性的影響。

實(shí)驗(yàn)材料：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的淀粉溶液、稀釋的唾液、斐林試劑、碘試劑、體積分?jǐn)?shù)為0.1%的HCl溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的NaOH溶液、蒸餾水。

在實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)方案之前，教師提出問(wèn)題：此時(shí)，檢測(cè)因變量應(yīng)該選擇哪種試劑？為什么？底物溶液、酶溶液以及酸堿溶液的滴加順序該如何把握？各小組認(rèn)真思考、通過(guò)質(zhì)疑、討論后，大部分學(xué)生堅(jiān)持用碘液檢測(cè)因變量。此時(shí)教師及時(shí)糾正點(diǎn)撥，碘液在堿性條件下不與淀粉反應(yīng)。學(xué)生恍然大悟，確定因變量的檢測(cè)用斐林試劑。通過(guò)討論后，學(xué)生對(duì)于各溶液的滴加順序達(dá)成一致意見(jiàn)，應(yīng)先營(yíng)造不同的pH環(huán)境后再加酶。明確了這兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題后，小組開(kāi)始設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。從匯報(bào)結(jié)果看，大部分小組的方案較一致而且是合理的，部分出現(xiàn)錯(cuò)誤的小組在同學(xué)的幫忙下修正完善。

設(shè)計(jì)意圖：4個(gè)探究活動(dòng)由易到難循序漸進(jìn)，筆者通過(guò)問(wèn)題引領(lǐng)學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的思考，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題解決的情境，強(qiáng)化了學(xué)生分析問(wèn)題全面性和嚴(yán)謹(jǐn)性的能力。一方面維持了學(xué)生的注意力，另一方面將大的難題分解，并由小組成員相互討論解決，促進(jìn)學(xué)生探究交流，培養(yǎng)他們自主學(xué)習(xí)和表達(dá)的能力，同時(shí)滿足學(xué)生的親和需要，建立起彼此間的信任，為合作交往創(chuàng)造條件。由小組代表匯報(bào)本組的實(shí)驗(yàn)方案，為其他同學(xué)樹(shù)立榜樣，強(qiáng)化努力行為，給學(xué)生提供在中等冒險(xiǎn)水平下獲得出色的成績(jī)的機(jī)會(huì)，增強(qiáng)學(xué)生的切身性。學(xué)生實(shí)在解決不了的問(wèn)題由教師進(jìn)行指導(dǎo)，在探究的過(guò)程中教師不失時(shí)機(jī)地做好引導(dǎo)和鼓勵(lì)工作，在此基礎(chǔ)上加以總結(jié)延伸，逐步將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程交給學(xué)生，逐漸增強(qiáng)學(xué)生的自信心。

3.3.4 明確任務(wù)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)

當(dāng)學(xué)生明確了這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的及過(guò)程后，就可以動(dòng)手實(shí)驗(yàn)了。通過(guò)組內(nèi)合作實(shí)驗(yàn)，小組成員各司其職，各盡其能。教師巡視，指出錯(cuò)誤的操作行為，指導(dǎo)學(xué)生正確規(guī)范操作；對(duì)于學(xué)生在操作過(guò)程中遇到的問(wèn)題，教師不要急著回答，而是指導(dǎo)其分析，由設(shè)疑、置疑到解惑，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作的同時(shí)積極思考，鍛煉學(xué)生的思維能力，提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力。此外，教師還要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的成功或失敗正確歸因，由重實(shí)驗(yàn)結(jié)果向重實(shí)驗(yàn)過(guò)程轉(zhuǎn)變，使學(xué)生懂得“追求卓越并不意味著不允許存在不足”，并學(xué)會(huì)“自我感覺(jué)良好”，逐漸增強(qiáng)學(xué)生自信心。

3.3.5 交流總結(jié)，評(píng)價(jià)反饋

各小組代表匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，大家共同討論、糾正錯(cuò)誤，提高學(xué)習(xí)能力。在這個(gè)過(guò)程中，教師不要輕易評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生暢所欲言，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表見(jiàn)解。當(dāng)然，在此環(huán)節(jié)教師要重點(diǎn)運(yùn)用滿足感策略，使學(xué)生獲得滿足感，持續(xù)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。如教師適當(dāng)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中認(rèn)真或有進(jìn)步的學(xué)生給予表?yè)P(yáng)，讓學(xué)生感到教師對(duì)他們的關(guān)注；對(duì)一些幫助其他同學(xué)解決困難的學(xué)生適當(dāng)獎(jiǎng)勵(lì)，調(diào)動(dòng)他們的積極性和強(qiáng)化他們的內(nèi)部自豪感……此外，每個(gè)小組成員完成本實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)量表，通過(guò)自評(píng)和他評(píng)，由小組長(zhǎng)按權(quán)重統(tǒng)計(jì)好分?jǐn)?shù)后上交給教師，作為平時(shí)成績(jī)的一部分。

4 教學(xué)反思

面向全體學(xué)生，教師從注意力、切身性、自信心、滿足感四個(gè)層面在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)有所側(cè)重地運(yùn)用相應(yīng)的動(dòng)機(jī)策略，以激發(fā)學(xué)生的生物實(shí)驗(yàn)動(dòng)機(jī)。在教學(xué)的過(guò)程中，學(xué)生以實(shí)驗(yàn)小組的形式相互討論，并在教師的點(diǎn)撥下自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，接著小組代表展示，其他組同學(xué)在質(zhì)疑、討論中完善實(shí)驗(yàn)方案，課堂氣氛活躍，學(xué)生實(shí)驗(yàn)熱情高漲。整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，教師只是課堂的組織者和引導(dǎo)者，體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生勤于動(dòng)手動(dòng)腦、合作交流的良好習(xí)慣，提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

［1］林少琴.酶催化特性探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與改進(jìn)［J］.福建基礎(chǔ)教育研究，2011（11）：120－122.

［2］李玉梅.淺議大學(xué)外語(yǔ)教學(xué)中的情感因素［J］.齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010（15）：2 475－2 477.

［3］郭德俊，汪玲，李玲.“ARCS動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)模式”［J］.首都師范大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），1999，5：91－97.

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