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学科教学

巧用情境教学培养学生探究思维能力

来源: 发布时间:2018-03-15 06:21:22 浏览次数: 【字体:
巧用情境教学培养学生探究思维能力 ——以《探究影响酶活性的条件》实验教学为例 陈海波 (苏州市相城区陆慕高级中学 215131) 摘要:在教学过程中,为了达到既定的教学目标,从教学需要出发,通过师生引入,制造或创设具有一定情绪色彩的生动具体的场景,以引起学生的一定的态度体验,从而帮助学生理解教材,并使学生的心理机能全面和谐发展的教学方法。将情境运用于教学中,以学生的情感、经验为纽带,促进学生认知的发展、知识的构建,培养学生探究思维能力。 关键词:情境教学,酶活性,影响因素,探究思维。 建构主义学习理论认为:“情境”、“协作”、“交流”和“意义建构”是学习环境中的四大要素。在高中生物教学中引进建构主义教学模式,有利于构建多样化的生物学课程教学模式,有助于培养学生的探究思维能力。《探究影响酶活性的条件》是一节开放性实验课,教材内容仅给出完成该探究实验所需的知识、现象、用具、材料等,让学生面对情境现象,提出问题,作出假设,再通过问题,引导出实验设计思路、方法,通过提供的实验材料、试剂等,给学生一些思路指向。笔者在教学中通过创设各种情境,努力让学生理解酶的特性以及影响酶活性的因素,掌握控制变量的实验方法,通过设计并实施探究影响酶活性的因素的实验,发展学生的科学探究能力,培养学生观察、分析问题,解决问题的能力,实验操作能力,收集资料和语言表达能力;通过活动培养学生的探索精神、创新精神和合作精神,实事求是的科学态度,激发学生对生物科学的兴趣和热爱。 1、预设问题情境,引入课堂,启发探究。 科学探究是从问题开始的,而问题产生于怀疑。这是探究性学习的前提,是产生探究的内驱力。由于前面已经学习过关于酶的概念和两大特性,同学们对酶有初步的认识,为进一步启发学生探究影响酶活性的因素,笔者结合生活实际和学生已有的认知水平设置了两个问题:(1)为什么人感冒发烧时会没有食欲呢?(2)胃中的胃蛋白酶随着食物进入到小肠能否继续分解蛋白质?为什么? 这两个问题的方向性很明确,学生根据自己的生活体验和初中生物所学过的有关消化系统的知识,简单讨论便能得出结论,人感冒发烧体温升高,影响消化酶发挥作用,胃蛋白酶进入小肠之后,因为酸碱度发生变化,影响蛋白酶发挥作用。沿着学生的结论,本课题自然引出,温度和PH值对酶发挥作用真的有影响吗?如果有,它们的具体影响是什么?我们通过什么途径可以证明呢?连续三个问题,激发学生的兴趣,指明本节课的研究方向,启发学生通过实验探究温度和PH值对酶活性的具体影响。 2、设置活动情境,引导设计,合作探究。 活动情境是指为了探索和掌握生物学知识所提供的时间、空间以及具体活动的背景材料,包括激发学生积极思维,师生配合共同探讨问题的活动氛围。每一个概念、现象、规律都有其提出、建立、发展和完善的过程,在教学中设置活动情境,让学生在活动中进行思考,在思考中进行活动,变机械、被动、单一的学习方式为自主、合作、探究为核心的多样化学习方式,是提高生物课堂教学有效性的途径。 (1)就近原则,成立小组。为使教学活动顺利进行,根据就近原则,组织学生两人一小组,四人一大组。这样有利于教师对课堂的整体调控,避免出现乱哄哄的课堂现象。 (2)分析材料,确定课题。首先让学生以大组为单位进行简单的讨论协商,确定要探究的课题,并阐述这样选择的理由。要求大组内协调,两小组分工,尽量做到大组内两个影响因素都进行探究。学生在熟悉所提供的试剂之后,发表自己的见解:α—淀粉酶的适宜温度通过介绍已经知道,所以想探究PH值对它的影响;唾液淀粉酶就是自己的,对我自己的东西很感兴趣;等等,这些想法充分体现了学生的自主性。 (3)小组讨论,形成方案。学生们根据确定的课题,结合实验设计的原则,初步形成自己小组的实验方案,在设计实验方案时,教师给出明确的设计提示:①实验中要收集哪些数据?如何记录这些数据?②要控制哪些因素?怎样控制?③若探究温度的影响,你将在哪几个温度时进行检测?如何达到上述温度?④若探究PH的影响,你将在哪几个PH时进行检测?如何达到上述PH?同时,提醒学生注意,将方案付诸实验之前,必须经过老师的许可。这样的提示有利于学生形成科学的实验方案,培养学生正确的实验思想。 (4)展示方案,修改完善。小组讨论后,由学生展示实验方案,其他同学在听取方案时,提出自己的想法并完善,更强的同学之间互动培养学生合作探究的能力。接着让学生总结在实验设计上最值得注意的问题有哪些?经过讨论和总结,提出“材料选择、可操作性、变量控制、对照组的设计”等几个方面。引导学生根据这些进一步完善自己的设计方案。 (5)教师许可,实验探究。学生的实验方案经过教师同意后付诸于实施。实验以小组为单位进行,大组内合作讨论。学生在进行实验的过程中,教师深入各小组,适当进行指导,并提醒学生注意实验操作的规范性和实验安全。学生在实验过程中出现疑问主要通过组内讨论解决,教师适当引导,重在培养学生发现问题,解决问题的能力和合作探究的科学精神。实验结束时提醒学生根据教师的要求,清洗实验器材并放回适当的位置,然后洗手。 (6)交流结果,形成概念。实验结束后,每大组推举一位同学回答如下问题:①描述结果:不同条件下观察到的结果是什么?②检验假说:实验数据是否支持你的假说?为什么?③分析结果:你所探究的酶在什么条件下活性最高?④误差分析:在实验中需控制哪些因素?哪些因素会造成实验结果的误差?通过交流总结,同学们基本形成温度和PH值对酶活性的具体影响的概念。教师利用曲线图做简单的总结。 教师引导学生提出自己在实验中遇到的一些问题,教师有效的抓住这些问题,启发学生深入探究。有学生选择“探究温度对过氧化氢酶活性的影响”,实验方案看上去没什么特别的问题,但在具体的实验中,发现在较高温度下,虽然气泡的数量相比较于适宜温度下少一些,但对比效果并不明显,学生产生了疑问。教师引导同学回忆前一课关于“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验,很快发现了问题的所在,在他们的实验设计中,温度不但对酶活性有影响,对过氧化氢的分解本身也有影响,他们的实验中材料选择上欠妥当。于是教师引导这组学生延伸思考,如果不换实验材料,能否通过改变实验方案,也能达到研究温度对酶活性影响的效果,通过反复讨论,结合实验,发现只要把原本的100℃的高温降低为60℃的高温,实验现象的对比还是比较明显的,这样的变化大大激发了学生的探究欲望。还有学生“探究温度对α—淀粉酶的活性”时,前面的实验都比较顺利,在最后进行结果检测时候,他们选择了斐林试剂,结果发现在低温和适宜温度条件下,试管中都出现了砖红色沉淀,疑问产生了,如何解决?教师引导这组学生分析他们的实验方案,回忆使用斐林试剂检测结果时的操作,很快就发现在用斐林试剂检测结果时,原本设计的温度条件发生了改变,故而出现了这样的结果。教师继续引导他们回忆实验结果,从这个所谓的失败实验结果中能不能得出意想不到的结论。经过仔细分析,发现原本低温条件下的试管出现砖红色的时间较适宜温度条件的长,这是因为在升温过程中,酶在逐渐恢复活性,催化淀粉分解的时间较长,把这个结果对照高温下的结果,恰好说明了低温只是抑制酶的活性,随着温度升高,活性可以恢复,而高温条件下酶活性丧失,不可恢复。 这样的活动情境设置是以具体问题组织学生共同分析、研究探讨、得出正确结论,符合学生的认知规律, 激发学生的热情,也能充分发挥学生的积极性、主动性和创造性,课堂气氛民主、宽松、活泼、生动,有利于学生个性发展和创造潜能的开发,学习困难生也品尝到学习成功的喜悦,并树立一定的自信心,为以后的学习打下良好基础。教师对活动过程的调控应该像渔夫一样,既要撒得开,又要收得拢。在活动设计时,教师应该充分估计到学生有可能遇到的障碍,做好适当的铺垫;在活动进行时,教师应该注意观察、倾听并收集有关信息,进行适当的引导,对活动中学生表现出来的创造性要及时给予表扬和鼓励。  3、创设生活情境,联系实际,延伸探究。 我们的日常生活与生物学紧密联系,把与学生密切相关的生活实例引入课堂,不但可以让学生体验生物学知识的学习与日常生活的关系,感受学习知识的意义,还可以进一步激发学生的探究乐趣,增强学习动机。针对班级的学生大部分是寄宿生的实际,平常生活中要自己洗衣服。所以在课堂小结之后,教师利用两袋洗衣粉,一袋是普通洗衣粉,一袋是加酶洗衣粉,请学生读出两袋洗衣粉包装袋上的使用说明和注意事项。同学们特别注意到了“浸泡一段时间”和“使用60℃以下的温水”两项内容,但普通洗衣粉里没有。学生们的积极性一下子被调动起来了。结合本节课探究的知识,有学生提出,“浸泡一段时间”是因为酶发挥作用需要一定的时间,“60℃以下的温水”是因为温度过高会破坏酶的分子结构,使酶失去生物活性。以这个问题为出发点,教师继续提出如何正确使用加酶洗衣粉,使洗衣效果更好?在加酶洗衣粉的使用过程中,还有哪些需要注意?学生们通过简单的讨论,提出了正确使用加酶洗衣粉的方法:先用热水和冷水混合把水温调至适宜的温度,不能直接把洗衣粉导入高温水中,再加冷水调水温,然后把洗衣粉倒入水中,充分溶解后,把衣服浸泡其中一段时间后,洗衣效果会很好。在使用加酶洗衣粉的时候还要注意看说明中加的是什么酶,根据酶的专一性,加入不同的酶处理不同的污渍,还要注意加入的酶是否会对衣物本身造成伤害,用于洗衣服的水的PH值是否适宜等等。 高中生物课堂教学过程是不断发现问题、解决问题的思维过程。教师在课堂教学中应努力创设和利用各种情境,引导学生从真实的情境中发现问题,有针对性地展开讨论,提出解决问题的思路,通过问题引起学生认知的冲突,启发学生积极思维,发挥情感在教学中的作用,激发学生的学习兴趣,使学生认识逐渐得到发展,使学习更为有效,真正实现探究式教学。 参考文献: 探究影响酶活性的条件,《生物》必修1(分子与细胞),人民教育出版社,P.83。
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