借力發(fā)力：尋找讓實驗課更高效的支點*
——以酵母細胞固定化實驗為例

□王萬清 宋海霞

（南京師范大學蘇州實驗學校，江蘇蘇州 215000）

“酵母細胞固定化”是人教版普通高中生物《生物·選修一·生物技術實踐》專題4“酶的研究與應用”課題3的內(nèi)容，是一節(jié)典型的實驗課。高中課時緊張，所以實驗課大多以講授的方式進行。怎樣使實驗課教學活動周密、合理，課堂不再充斥著學生忙亂、錯誤的操作，必須充分借助于課程資源。

一、做好實驗課課前準備，節(jié)約課堂時間

（一）實驗材料的充分準備

對于實驗課來說，完好的設備和用具很重要，教師最好多準備一套備份器材，以便實驗中發(fā)生故障或損壞時及時調(diào)換。[1]在這個實驗中事先準備好足夠一個班使用的活化酵母細胞溶液、海藻酸鈉溶液、氯化鈣溶液。為了合理、有效利用課堂時間，現(xiàn)將這三個溶液的準備工作細致安排如下：1.酵母細胞的活化需要一個小時左右的時間，課前準備好活化酵母細胞使后面的操作能得以繼續(xù)，有效節(jié)約課堂時間。課堂上依舊安排學生活化酵母細胞，觀察酵母細胞活化的現(xiàn)象，以完成酵母細胞活化知識點的學習；2.配制海藻酸鈉溶液時可以將海藻酸鈉溶于90℃的溫水中，課前配制一些并分裝到燒杯中，這樣讓課堂上實驗失敗的學生有機會進行后續(xù)實驗；3.氯化鈣溶液的單份稱取比較麻煩，課前可以將一個班的用量都配制好，學生操作時直接量取即可。另外講臺上還需有序放好袋裝干酵母，3份稱量好的干酵母，3份稱量好的CaCl2，蒸餾水，50mL小燒杯3個，玻璃棒3根，20mL量筒3個，酒精燈、石棉網(wǎng)、三腳架各3個，250mL錐形瓶3個，200mL燒杯3個，10%的葡萄糖溶液，50mL一次性針筒3根，皮筋若干，保鮮膜一卷；另外課前的實驗成果——凝膠珠、剛制作好的固定化酵母細胞發(fā)酵的葡萄糖溶液、經(jīng)過一晝夜固定化酵母細胞發(fā)酵的葡萄糖溶液等放在講臺旁邊待用。

學生兩人一組，學生實驗桌上的器材有：50mL小燒杯1個，玻璃棒1根，20mL量筒1個，酒精燈、石棉網(wǎng)、三腳架各1個，250mL錐形瓶1個，200mL燒杯1個，10%葡萄糖溶液，50mL一次性針筒1根。

（二）進行預試，充分合理安排課堂細小問題，提高教師在實驗課上的指導效率

在實驗前，教師必須要預先完成幾次測試實驗，以便能根據(jù)材料和藥品的實際情況，預試實驗結(jié)果及實驗時間，并確定整節(jié)課的安排。[1]實驗材料的性能怎樣，實驗結(jié)果能不能出現(xiàn)預期的效果，實驗有沒有需要改進的地方？這些在教師進行預試時都要反復考慮。同時為了在實驗課上教師能解放出來把控整個課堂，必須培養(yǎng)一些小助手，在教師充分預試實驗后，選5～7位學生作為小助手，提前培養(yǎng)他們的操作技能。課堂上選一人作為旁白，負責引課、提問、板書；其他人分成兩組——實驗組和對照組——分別進行演示實驗。這幾位同學作為實驗先行小組在課堂的小組活動中參與指導實驗。該過程中充分利用學生實驗失敗實例，比如不成形的海藻酸鈉凝膠珠（長條狀，水滴狀，破損的凝膠珠），分析失敗原因，在課堂上加以利用。

二、選擇學生行為表演引入新課，承前啟后，激發(fā)學生興趣

一學生A手拿上次實驗中的果酒上臺：“對酒當歌，人生幾何？這是我們上次做的果酒，現(xiàn)在已由果汁的香甜變成了酒香的濃郁，（作喝酒狀，故作夸張）嗯！好香??！”實驗組成員B上臺搶過說：“啊，我的酵母。”學生疑慮。B解釋說：“果酒制作離不開酵母菌，你剛才將酵母菌喝了下去，不僅口感不好，無形中還造成了浪費，因為酵母菌在實際操作中可以反復使用?！敝鞒秩耍骸澳悄阌惺裁春棉k法?。俊庇纱艘龉潭ɑ湍傅脑砗筒僮鲀?yōu)點闡述。

陶行知先生在1919年的《新教育》雜志上就提出“凡做一事，要用最簡單、最省力、最省時的法子，去收獲最大的利益?！边@話到今天也很適用，借助于果酒制作的實驗成果，運用對話的方式導入新課，開篇簡潔有吸引力，沒有太多的旁枝側(cè)葉，并且緊扣教學目標；借用果酒制作的實驗成果開篇引出酵母細胞固定化的實驗原理和優(yōu)點講述，前后知識在建立聯(lián)系的同時利用認知沖突引出新知，激活課堂，點燃學生的求知欲望。

三、借力學生，讓學生走上講臺，操作實驗

實驗小組成員進行演示實驗。實驗設置為對照組和實驗組，實驗組按課本步驟進行操作，對照組將海藻酸鈉溶液與10mL蒸餾水混合，兩組實驗成果比較完成知識點——包埋酵母菌細胞數(shù)量與凝膠珠顏色之間的關系。課本P50（一）中第1、2步驟由B同學操作完成，其余步驟兩組同時完成。學生A在旁做記錄，板書。配制海藻酸鈉溶液、固定化酵母細胞這兩個步驟中要求學生邊做邊講操作要領，并利用好失敗的凝膠珠分析操作失誤導致的實驗結(jié)果。教師觀察學生的掌握情況進行適時的補充和學情記錄，為后面分組實驗的有效輔導做準備。學生演示實驗結(jié)束后進行分組實驗，教師注意觀察協(xié)調(diào)實驗先行小組成員在課堂中的指導作用，并參與指導學生操作。

利用對實驗先行小組的實驗指導可以提前發(fā)現(xiàn)學生操作中可能存在的問題，提前對課堂預設解決方案，提高課堂的有效性。演示實驗由學生操作完成，避免了教師一人無法完成眾多演示的缺點，同時精心設計各個環(huán)節(jié)，利用預試中的錯誤實例，可以有效擴大課堂容量，利于學生知識體系的構(gòu)建。實驗先行小組演示實驗時教師觀察課堂，觀察學生的掌握情況，可以更有效地制定后面的教學方案。分組實驗中對于學生的指導力量由教師一人變成了師生幾人（根據(jù)班級人數(shù)制定實驗組和對照組的人數(shù)，至少有2+2+1+1=6人，2為對照組、實驗組人數(shù)，兩個1分別是旁白和教師），課堂中學生出現(xiàn)的錯誤操作能及時被發(fā)現(xiàn)和糾正，提高了課堂的有效性。

四、將實驗中不同階段的成果在課堂上進行展示，讓學生整體把握實驗

預試實驗中錯誤操作形成的凝膠珠被利用為有效的課程資源來進行知識點的深度解讀和剖析。酵母細胞活化前與活化后的狀態(tài)比較、剛制備好的固定化酵母細胞發(fā)酵葡萄糖溶液和經(jīng)過一晝夜固定化酵母細胞發(fā)酵葡萄糖溶液成分比較、凝膠珠在葡萄糖溶液中的懸浮狀態(tài)比較，通過周密的安排在適宜的時機展示給學生，既有利于知識點的前后聯(lián)系，又有利于學生對整個實驗的生物學知識進行系統(tǒng)的思考，也有利于其實驗素養(yǎng)的培養(yǎng)。負責旁白的學生將實驗步驟、注意點寫成板書，方便課堂的小結(jié)，最后每個學生都會拿到課前制作好的包埋和不包埋酵母菌的凝膠珠，學生在比較兩者差異和回憶制作過程中完成一節(jié)課的總結(jié)。將小組剛做好的凝膠珠與已經(jīng)成形的凝膠珠進行比較，認識CaCl2對凝膠珠的聚沉作用。不同小組的凝膠珠會有形狀上的差異，有的小組的凝膠珠有小尾巴，有的小組的凝膠珠比較扁，這些與注射器與CaCl2溶液液面距離的遠近有關，師生合作討論可以發(fā)現(xiàn)利于實驗的最佳距離。

進行預試實驗、培養(yǎng)實驗小助手，是增加課堂指導有效性的重要手段。周密、合理的課堂設計、預試實驗中的錯誤實例、小組間出現(xiàn)的不同實驗結(jié)果的比較，這些都是高效實驗課堂的支點。