基于翻轉(zhuǎn)課堂的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)

洪艷平

【內(nèi)容摘要】在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用翻轉(zhuǎn)課堂的形式，既增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)課堂的目的性，又增加了實(shí)驗(yàn)課堂的容量，還為學(xué)生提供了更多動(dòng)手的機(jī)會(huì)，給予學(xué)生更多自主思考的時(shí)間，有效地提高了實(shí)驗(yàn)課堂的效率。

【關(guān)鍵詞】翻轉(zhuǎn)課堂 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 植物細(xì)胞吸水和失水

一、教材、學(xué)情分析和設(shè)計(jì)思路

“探究植物細(xì)胞吸水和失水”是人教版高中《生物·必修1·分子與細(xì)胞》第4章第1節(jié)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例”的核心內(nèi)容，本節(jié)內(nèi)容是在第三章“細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”基礎(chǔ)上對(duì)細(xì)胞膜、液泡等細(xì)胞結(jié)構(gòu)功能的深入學(xué)習(xí)，本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)為第二節(jié)“生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型”和第三節(jié)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健弊隽撕芎玫匿亯|，有利于學(xué)生更好地理解結(jié)構(gòu)決定功能的觀點(diǎn)。

“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”是高中階段的第一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，在引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、解決問(wèn)題等方面具有舉足輕重的作用，因此如何有效的開(kāi)展本實(shí)驗(yàn)教學(xué)顯得尤為重要。

本實(shí)驗(yàn)若采用傳統(tǒng)教學(xué)方式一節(jié)課課堂容量小，無(wú)法有效解決教學(xué)中的問(wèn)題，如實(shí)驗(yàn)原理的理解與應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)觀測(cè)指標(biāo)的描述，在課本實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)一步的探究等等，因此傳統(tǒng)教學(xué)方式無(wú)法滿足當(dāng)前教學(xué)改革的需求。學(xué)生通過(guò)前面章節(jié)的學(xué)習(xí)對(duì)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能較熟悉，生活中有植物細(xì)胞吸水和失水的體驗(yàn)，也具備了操作光學(xué)顯微鏡，制作臨時(shí)裝片等基本生物學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能。但是學(xué)生可能對(duì)“原生質(zhì)層”“選擇透過(guò)性膜”等概念認(rèn)知不清，也不知道植物細(xì)胞吸水與失水微觀上的表現(xiàn)，數(shù)碼顯微系統(tǒng)的操作能力有所欠缺，自主學(xué)習(xí)能力薄弱，合作探究能力不足。他們最大的優(yōu)勢(shì)就是對(duì)實(shí)驗(yàn)有著濃厚的興趣，思維活躍，敢于質(zhì)疑，學(xué)習(xí)能力操作能力強(qiáng)。這些知識(shí)和能力都為完成本實(shí)驗(yàn)奠定了良好的基礎(chǔ)。

二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

重點(diǎn)：用不同的實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)試劑探究植物細(xì)胞的吸水和失水

難點(diǎn)：嘗試提出問(wèn)題，作出假設(shè)

三、教學(xué)過(guò)程

在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中筆者設(shè)計(jì)了以下流程：課前進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，信息傳遞，課中進(jìn)行解決問(wèn)題，促進(jìn)知識(shí)內(nèi)化和課后反饋評(píng)價(jià)。

1.課前

學(xué)生首先通過(guò)學(xué)習(xí)任務(wù)單，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。同時(shí)學(xué)生在家結(jié)合教材觀看教學(xué)微視頻，完成相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，并將自主學(xué)習(xí)情況如實(shí)填寫(xiě)在學(xué)習(xí)任務(wù)單中。學(xué)習(xí)后學(xué)生和老師在QQ群中進(jìn)行初步的溝通交流，在課前能夠解答簡(jiǎn)單的問(wèn)題，線上由學(xué)生互相解答或老師解答，線上不能解答的問(wèn)題實(shí)驗(yàn)課上解答。通過(guò)線上的初步反饋對(duì)課堂進(jìn)行了預(yù)設(shè)計(jì)。

2.課中

美國(guó)教育心理學(xué)家?jiàn)W蘇貝爾說(shuō)“假如讓我們把全部教育心理學(xué)僅僅歸結(jié)為一條原理的話，那么我將一言蔽之曰，影響學(xué)習(xí)的唯一因素就是學(xué)習(xí)者已經(jīng)知道了什么?！盵1]我國(guó)自古也有“以其所知，喻其不知，使其知之”的說(shuō)法，因此課中首先進(jìn)行自學(xué)反饋具有重要的意義。自學(xué)反饋活動(dòng)的開(kāi)展也能讓課前線上交流不活躍的同學(xué)了解其他同學(xué)的學(xué)習(xí)情況。在這一環(huán)節(jié)筆者關(guān)注學(xué)生“你學(xué)到了什么，你的問(wèn)題是什么”。通過(guò)學(xué)生的反饋，發(fā)現(xiàn)學(xué)生已經(jīng)熟知原生質(zhì)層的概念，了解參考案例中的實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，而問(wèn)題集中于兩點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)材料選擇是否可以多樣化;實(shí)驗(yàn)試劑的類(lèi)別是否會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的差異，原因是什么。解決這些問(wèn)題的唯一途徑就是動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在做中學(xué)。

課中第二個(gè)環(huán)節(jié)據(jù)疑選組，作出假設(shè)。筆者為學(xué)生提供的實(shí)驗(yàn)材料除了紫色洋蔥，還有高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)考查常涉及的黑藻，實(shí)驗(yàn)試劑有蔗糖溶液、KNO3溶液和胭脂紅溶液。有了前面的鋪墊，學(xué)生可以順利完成作出假設(shè)和實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。

課中第三個(gè)環(huán)節(jié)為分組實(shí)驗(yàn)自主探究。在活動(dòng)過(guò)程中學(xué)生的興趣高漲，積極主動(dòng)地參與到本組實(shí)驗(yàn)中。同學(xué)們充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)協(xié)作的精神，出現(xiàn)疑難問(wèn)題時(shí)小組成員之間互助，小組與小組之間互助共同解決問(wèn)題。比如臨時(shí)裝片的制備，有的小組撕取的材料太厚無(wú)法觀察到單層細(xì)胞，有的小組制作的裝片總是有大量的氣泡，其他小組的成員就會(huì)告訴制作裝片的相關(guān)技巧，并直接操作演示。還有的同學(xué)會(huì)提醒小組成員及時(shí)保存實(shí)驗(yàn)中的相關(guān)照片進(jìn)行對(duì)比。教師在實(shí)驗(yàn)中不斷巡視、關(guān)注學(xué)生操作，保證學(xué)生安全，適時(shí)指導(dǎo)學(xué)生規(guī)范操作，提醒學(xué)生不要只注重實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，還要去思考實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出現(xiàn)的原因，嘗試通過(guò)實(shí)驗(yàn)解決自己的問(wèn)題。在小組共同努力下，絕大多數(shù)學(xué)生都能成功地完成本次實(shí)驗(yàn)，都樂(lè)于分享本組實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，表達(dá)欲望也十分強(qiáng)烈。

學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐后開(kāi)展課中第四個(gè)環(huán)節(jié)解決問(wèn)題知識(shí)內(nèi)化。教師利用數(shù)碼顯微系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果分享，請(qǐng)小組發(fā)言人表達(dá)交流實(shí)驗(yàn)知識(shí)共享。同學(xué)們的分析都是針對(duì)本小組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的，知識(shí)分布較為零散，因此在學(xué)生表達(dá)交流后教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)本次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)歸納形成系統(tǒng)的理論知識(shí)，促進(jìn)知識(shí)內(nèi)化。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)學(xué)生不僅對(duì)植物細(xì)胞滲透吸水和失水形成了清晰的理解，促進(jìn)了對(duì)細(xì)胞膜具有控制物質(zhì)進(jìn)出功能的理解，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)有了更清晰的認(rèn)識(shí)，明確了實(shí)驗(yàn)觀測(cè)指標(biāo)及其出現(xiàn)變化的內(nèi)在原因，提升了實(shí)驗(yàn)操作基本技能，語(yǔ)言表述的規(guī)范性也得到了很大的提高。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程既是解決已有問(wèn)題的過(guò)程，也是發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題的過(guò)程，實(shí)驗(yàn)后有同學(xué)提出洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞和黑藻處于相同濃度的蔗糖溶液中相同時(shí)間內(nèi)質(zhì)壁分離的程度有差異，是不是因?yàn)樗鼈兗?xì)胞液的濃度大小不同，所以失水的速率存在差異。為此筆者最后開(kāi)展了拓展延伸學(xué)以致用活動(dòng)，在已有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)探究植物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用范圍進(jìn)行拓展延伸，請(qǐng)同學(xué)們舉例解釋與植物細(xì)胞吸水和失水有關(guān)的生產(chǎn)生活現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用。

3.課后

課堂的結(jié)束并不意味著學(xué)習(xí)過(guò)程的結(jié)束。在課后請(qǐng)學(xué)生再次填寫(xiě)之前的學(xué)習(xí)任務(wù)單，比較課前課后的學(xué)習(xí)情況，明確問(wèn)題是否已經(jīng)解決，疑難是否已經(jīng)化解。教師將課后反饋情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，還存在的共性問(wèn)題下次課堂集體研究，個(gè)別問(wèn)題進(jìn)行個(gè)別輔導(dǎo)。通過(guò)課后反饋發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課堂后學(xué)生熟悉了探究活動(dòng)的流程，對(duì)概念有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，有關(guān)植物細(xì)胞吸水和失水實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象直觀上有了深刻的認(rèn)識(shí)，原因方面也理解得更加的透徹，并能應(yīng)用相關(guān)知識(shí)解題。有的同學(xué)在課后還提出原生質(zhì)層為什么具有選擇透過(guò)性，K+，NO3-是通過(guò)什么方式進(jìn)入植物細(xì)胞的等問(wèn)題。說(shuō)明本節(jié)課不僅幫學(xué)生解決了已有的問(wèn)題也引起了學(xué)生的思考激發(fā)了學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的激情，促進(jìn)了后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)，提高了課堂教學(xué)的有效性。

四、教學(xué)反思

與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)以學(xué)定教，能增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，學(xué)生能有效地掌控學(xué)習(xí)，體現(xiàn)了“學(xué)生為中心”的基本思想，同時(shí)又能為探究活動(dòng)的順利開(kāi)展做好準(zhǔn)備[2]。采用“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)能有效提高實(shí)驗(yàn)課堂效率，解放課堂。課堂的解放給予教師更多的精力解答學(xué)生的問(wèn)題，充足的時(shí)間讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)動(dòng)手操作，自主探究解決疑難，輕松的氛圍激發(fā)學(xué)生對(duì)問(wèn)題做進(jìn)一步的思考，學(xué)生就會(huì)注重“做中學(xué)”的過(guò)程體驗(yàn)，多樣化的學(xué)習(xí)方式使學(xué)生多方面的能力得到大幅度的提升。

采用“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)時(shí)，不能只注重教學(xué)流程的翻轉(zhuǎn)，還要重視知識(shí)內(nèi)化的過(guò)程，重視學(xué)習(xí)過(guò)程中及時(shí)反饋?！胺D(zhuǎn)課堂”分解了知識(shí)內(nèi)化的難度，增加了知識(shí)內(nèi)化的次數(shù)，通過(guò)多次內(nèi)化循環(huán)最終達(dá)到掌握知識(shí)的目的。

【參考文獻(xiàn)】

[1]周天梅.論知識(shí)內(nèi)化教學(xué)——一個(gè)素質(zhì)教育的關(guān)鍵問(wèn)題[J].西南民族學(xué)院學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版），2001（8）：208-211.

[2]楊健.翻轉(zhuǎn)課堂在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].科技展望，2015（12）：142-143.

（作者單位：武漢市第六中學(xué)）