V形啟發(fā)圖在高中生物探究實驗教學(xué)中的應(yīng)用

劉菲 王威

摘要以“探究pH對酶促反應(yīng)的影響”教學(xué)為例，闡述了V形啟發(fā)圖在高中生物探究實驗教學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞V形啟發(fā)圖 高中生物探究實驗 pH酶促反應(yīng)

中圖分類號G633.91 文獻標(biāo)志碼B

1V形啟發(fā)圖的結(jié)構(gòu)

用于生物學(xué)探究實驗的V形啟發(fā)圖，通常包括研究問題、相關(guān)概念列舉、概念的表述、概念圖、我的假設(shè)、事件、數(shù)據(jù)與分析，以及結(jié)論這8個部分。下面以“探究pH對酶促反應(yīng)的影響”教學(xué)為例，來說明用于生物學(xué)探究實驗的V形啟發(fā)圖的結(jié)構(gòu)（圖1）。

2V形啟發(fā)圖在高中生物探究實驗教學(xué)中的應(yīng)用

2.1開始于研究問題

研究問題是所要探究的實驗?zāi)康?，也是進行整個生物學(xué)探究實驗活動的核心，因此位于V形啟發(fā)圖的中心部分。根據(jù)實驗要求，教師引導(dǎo)學(xué)生提出研究問題——pH對酶促反應(yīng)有什么影響？然后，讓學(xué)生在白紙上畫出一個較大的“V”字形，讓他們將確定好的研究問題寫在V字上方。

2.2回顧與探究實驗相關(guān)的概念并表述

從要探究的問題出發(fā)，教師引導(dǎo)并鼓勵學(xué)生圍繞研究問題，回顧并例舉出有關(guān)研究問題的相關(guān)概念和關(guān)鍵詞，對相關(guān)概念進行描述，寫在概念部分的下方，如酶、酶促反應(yīng)、pH、反應(yīng)速率等。這樣的學(xué)習(xí)方式會促使學(xué)生積極主動地調(diào)動出自己原有的知識經(jīng)驗，進一步鞏固已學(xué)過的知識，促進舊知識與新知識的連接。教師也可以根據(jù)學(xué)生例舉出的關(guān)鍵詞，判斷學(xué)生對該實驗主題的理解程度，了解學(xué)生是否具備完成該實驗所需要的背景知識。對于較難的探究實驗，如果學(xué)生提出的關(guān)鍵詞不夠，教師可以適當(dāng)?shù)貛椭鷮W(xué)生提供相關(guān)的關(guān)鍵詞。

2.3提出假設(shè)

在已有知識經(jīng)驗的分析與解讀的基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生提出假設(shè)。

2.4初步建立概念圖

教師引導(dǎo)學(xué)生理清例舉出的關(guān)鍵詞之間的邏輯關(guān)系，以及關(guān)鍵詞與研究問題之間的內(nèi)部關(guān)系，建立初步概念圖。如淀粉在淀粉酶的作用下分解成麥芽糖，麥芽糖與斐林試劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成磚紅色沉淀，pH影響淀粉酶的反應(yīng)速率等（圖2）。

2.5事件

為回答需要研究的問題，需要設(shè)計科學(xué)合理的實驗方案，方案中包括步驟、實驗裝置圖等。設(shè)計出的實驗方案必須要能科學(xué)全面地回答所要探究的問題。這個過程是V形啟發(fā)圖中最難的一部分，教師需要不斷地通過學(xué)生已學(xué)過的實驗實例引導(dǎo)學(xué)生，啟發(fā)學(xué)生思考解決方案，才能讓學(xué)生逐漸學(xué)會探究實驗的設(shè)計。學(xué)生對斐林試劑的用法是比較熟悉的，教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用斐林試劑作為突破口，設(shè)計實驗方案。此外，教師還可以結(jié)合學(xué)生已有的知識經(jīng)驗，提出一系列的問題來啟發(fā)學(xué)生的思考。如，不同pH條件下的酶促反應(yīng)是怎樣的？選用哪一種酶作為實驗材料或試劑？怎么設(shè)計實驗？根據(jù)自己作出的假設(shè)，你預(yù)期會看到怎樣的實驗結(jié)果？如何觀察結(jié)果？怎樣記錄數(shù)據(jù)？在教師的逐步引導(dǎo)下，設(shè)計出一份較為科學(xué)、可行的實驗方案及其記錄圖表，并將實驗方案寫在V形字母交點下方。

2.6繪制記錄表，分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論并反思

在V形啟發(fā)圖的右下側(cè)繪制實驗記錄表，學(xué)生依據(jù)事件中設(shè)計的實驗及對前面概念的了解掌握，觀察實驗現(xiàn)象，并對觀察作出相應(yīng)的記錄。教師引導(dǎo)學(xué)生在基于數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，自己設(shè)問，思考分析實驗結(jié)果產(chǎn)生的原因并得出結(jié)論：數(shù)據(jù)或觀察結(jié)果它們說明了什么？與假設(shè)一致還是矛盾？從結(jié)論中獲得了什么新知識或技能？實驗是否還存在不足？哪些不足？在此環(huán)節(jié)，學(xué)生可以在充實、闡述實驗結(jié)論的同時，進一步完善初始的概念圖。

2.7評價

V形啟發(fā)圖是是一種與學(xué)生發(fā)展能力及生物課程目標(biāo)評價相一致的而且非常有效的評價工具，教師可以針對相關(guān)概念、概念圖、數(shù)據(jù)、事件、結(jié)論等這幾個方面自己制作評價量表。例如，對于“關(guān)鍵詞”的例舉進行評價，學(xué)生在這里列出的相關(guān)概念越多說明學(xué)生對焦點問題的理解程度越深，根據(jù)學(xué)生列出相關(guān)概念的情況決定分?jǐn)?shù)。

V形啟發(fā)圖結(jié)構(gòu)清晰，層次分明，符合學(xué)生的思維規(guī)律。學(xué)生可以根據(jù)V形啟發(fā)圖，自主獨立地逐步完成探究實驗，可提高學(xué)生在實驗教學(xué)中的主體地位，能夠培養(yǎng)學(xué)生的獨立意識。V形啟發(fā)圖兩側(cè)揭示了生物科學(xué)知識結(jié)構(gòu)是怎樣的，舊知識是如何被應(yīng)用的，新的知識又是如何形成的，給學(xué)生提供了一個建構(gòu)科學(xué)知識體系的范式，有利于指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，遷移、轉(zhuǎn)化并應(yīng)用知識，能夠促進學(xué)生進行有意義的學(xué)習(xí)?？茖W(xué)探究包括了提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計實驗、進行實驗、記錄數(shù)據(jù)等環(huán)節(jié)。v形啟發(fā)圖的結(jié)構(gòu)包括了研究問題、概念列舉、概念圖、事件、數(shù)據(jù)與分析、結(jié)論。因此，V形啟發(fā)圖是極其符合科學(xué)探究規(guī)律的一種實用性工具。例如在確定了研究問題后，圍繞研究問題所做的概念準(zhǔn)備，體現(xiàn)在科學(xué)探究活動中就是要查閱資料以便弄清什么情況是已經(jīng)為人所知的。教師將V形啟發(fā)圖應(yīng)用在高中生物探究實驗教學(xué)中是非常有益的，它使學(xué)生了解實驗的對象、事件和過程，讓學(xué)生感知已有知識是如何在科學(xué)探究實踐中相互作用的，能夠促進學(xué)生有意義的學(xué)習(xí)。