借力發(fā)力：尋找讓實驗課更高效的支點

王萬清 宋海霞

摘? ? 要：生物學(xué)實驗課承載著傳授實驗基本知識、基本方法、基本技能，培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗習(xí)慣，嚴(yán)謹(jǐn)審慎的科學(xué)態(tài)度等教育教學(xué)任務(wù)。基于學(xué)情和教學(xué)任務(wù)的教學(xué)設(shè)計、高水平的實驗演示利于學(xué)生掌握實驗要領(lǐng)。教師在實驗課前充分預(yù)試，培養(yǎng)實驗小助手，在實驗課上調(diào)配好各種課程資源，細(xì)致、合理地安排課堂時間，悉心分析錯誤案例，是使實驗課走向高效有序的恰當(dāng)路徑。

關(guān)鍵詞：酵母細(xì)胞固定化;實驗教學(xué);生物實驗

“酵母細(xì)胞固定化”是人教版普通高中生物《生物·選修一·生物技術(shù)實踐》專題4“酶的研究與應(yīng)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(jìn)行。怎樣使實驗課教學(xué)活動周密、合理，課堂不再充斥著學(xué)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(zhǔn)備，節(jié)約課堂時間

（一） 實驗材料的充分準(zhǔn)備

對于實驗課來說，完好的設(shè)備和用具很重要，教師最好多準(zhǔn)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(zhǔn)備好足夠一個班使用的活化酵母細(xì)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(zhǔn)備工作細(xì)致安排如下：1.酵母細(xì)胞的活化需要一個小時左右的時間，課前準(zhǔn)備好活化酵母細(xì)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(xué)生活化酵母細(xì)胞，觀察酵母細(xì)胞活化的現(xiàn)象，以完成酵母細(xì)胞活化知識點的學(xué)習(xí);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(xué)生有機(jī)會進(jìn)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(xué)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(xì)胞發(fā)酵的葡萄糖溶液、經(jīng)過一晝夜固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵的葡萄糖溶液等放在講臺旁邊待用。

學(xué)生兩人一組，學(xué)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(jìn)行預(yù)試，充分合理安排課堂細(xì)小問題，提高教師在實驗課上的指導(dǎo)效率

在實驗前，教師必須要預(yù)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(yù)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(yù)期的效果，實驗有沒有需要改進(jìn)的地方？這些在教師進(jìn)行預(yù)試時都要反復(fù)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(yù)試實驗后，選5～7位學(xué)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(fù)責(zé)引課、提問、板書;其他人分成兩組——實驗組和對照組——分別進(jìn)行演示實驗。這幾位同學(xué)作為實驗先行小組在課堂的小組活動中參與指導(dǎo)實驗。該過程中充分利用學(xué)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(xué)生行為表演引入新課，承前啟后，激發(fā)學(xué)生興趣

一學(xué)生A手拿上次實驗中的果酒上臺：“對酒當(dāng)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?！睂W(xué)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(fù)使用?！敝鞒秩耍骸澳悄阌惺裁春棉k法??？”由此引出固定化酵母的原理和操作優(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(yùn)用對話的方式導(dǎo)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(xué)目標(biāo);借用果酒制作的實驗成果開篇引出酵母細(xì)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(rèn)知沖突引出新知，激活課堂，點燃學(xué)生的求知欲望。

三、借力學(xué)生，讓學(xué)生走上講臺，操作實驗

實驗小組成員進(jìn)行演示實驗。實驗設(shè)置為對照組和實驗組，實驗組按課本步驟進(jìn)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(xì)胞數(shù)量與凝膠珠顏色之間的關(guān)系。課本P50（一）中第1、2步驟由B同學(xué)操作完成，其余步驟兩組同時完成。學(xué)生A在旁做記錄，板書。配制海藻酸鈉溶液、固定化酵母細(xì)胞這兩個步驟中要求學(xué)生邊做邊講操作要領(lǐng)，并利用好失敗的凝膠珠分析操作失誤導(dǎo)致的實驗結(jié)果。教師觀察學(xué)生的掌握情況進(jìn)行適時的補(bǔ)充和學(xué)情記錄，為后面分組實驗的有效輔導(dǎo)做準(zhǔn)備。學(xué)生演示實驗結(jié)束后進(jìn)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(dǎo)作用，并參與指導(dǎo)學(xué)生操作。

利用對實驗先行小組的實驗指導(dǎo)可以提前發(fā)現(xiàn)學(xué)生操作中可能存在的問題，提前對課堂預(yù)設(shè)解決方案，提高課堂的有效性。演示實驗由學(xué)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(shè)計各個環(huán)節(jié)，利用預(yù)試中的錯誤實例，可以有效擴(kuò)大課堂容量，利于學(xué)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(xué)生的掌握情況，可以更有效地制定后面的教學(xué)方案。分組實驗中對于學(xué)生的指導(dǎo)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(xué)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(jìn)行展示，讓學(xué)生整體把握實驗

預(yù)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(jìn)行知識點的深度解讀和剖析。酵母細(xì)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(xì)胞發(fā)酵葡萄糖溶液和經(jīng)過一晝夜固定化酵母細(xì)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(jī)展示給學(xué)生，既有利于知識點的前后聯(lián)系，又有利于學(xué)生對整個實驗的生物學(xué)知識進(jìn)行系統(tǒng)的思考，也有利于其實驗素養(yǎng)的培養(yǎng)。負(fù)責(zé)旁白的學(xué)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(xué)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(xué)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(jìn)行比較，認(rèn)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(yuǎn)近有關(guān)，師生合作討論可以發(fā)現(xiàn)利于實驗的最佳距離。

進(jìn)行預(yù)試實驗、培養(yǎng)實驗小助手，是增加課堂指導(dǎo)有效性的重要手段。周密、合理的課堂設(shè)計、預(yù)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。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉恩山.中學(xué)生物教學(xué)論[M].第2版.北京：高等教育出版社，2009：161-169.