1.教學設計方案
1.1 復習引入
課件展示圖片,細胞的直接能源物質——ATP,回想植物和動物ATP的共同來源,進而引出細胞呼吸,介紹細胞呼吸的概念。
1.2 提出問題,啟發引導
選取酵母菌作為實驗材料,探究細胞如何進行呼吸作用。
課件展示:酵母菌的結構,生活生產中酵母菌的應用實例。
提出問題:饅頭、面包為什么又松又軟?自制葡萄酒是利用酵母菌產生酒精,那么酒精和二氧化碳是酵母菌在什么條件下經過細胞呼吸產生的?
1.3 教師引導學生構建探究思路:
1.3.1 提出問題:學生就所觀察的現象討論,提出一些在討論過程中發現的問題。
1.3.2 針對問題作出相應假設:先由學生嘗試作出各種假設,然后教師適當糾正點撥,最后確立探究的假說。
1.3.3 小組合作進行實驗設計:學生分成六個小組,每組根據本組的假設,設計實驗。為避免學生在實驗設計時漫無目的,教師提出一些問題啟發引導學生思考。
(1)如何在實驗中始終保持酵母菌的活性?
(2)怎樣控制有氧和無氧條件?
(3)用哪些方法可以檢測CO2的產生?
(4)怎樣比較有氧和無氧條件下產生CO2量的多少?
(5)用什么方法可以鑒定裝置中有無酒精產生?
(6)實驗裝置設計中需注意哪些問題?為什么一般不把注射器放滿?
(7)有氧條件的實驗裝置要持續充氧氣,如何解決這個問題?給學生充分討論的時間,在學生各抒己見之后,教師適當進行點評。最后學生利用提供的材料用具設計好具體的實驗步驟。
1.3.4 進行實驗:各小組根據所設計的實驗方案進行操作,仔細觀察實驗現象,認真記錄實驗結果在實驗的等待時間,用課件顯示教材上的實驗裝置,引發學生討論分析該套裝置,并分析本實驗是否是對照實驗,進而引出對比實驗的概念。
1.3.5 分析結果,得出結論:在實驗中,可能會出現一些意想不到的現象,要注意對這些現象的適當及合理分析。這樣,學生才會逐步形成尊重科學事實的態度。
1.3.6 交流和應用:各小組分析實驗結果得出相應的結論,每小組選派代表用簡明的學科語言,描述出酵母菌細胞呼吸的方式,不同細胞呼吸方式的產物。重鉻酸鉀可以檢測有無酒精存在,這一原理在日常生活中可以有什么應用。
1.4 歸納總結、課堂練習及布置作業
對本節內容歸納總結,課件顯示相關習題,檢驗并鞏固課堂學習內容。學生完成實驗報告。
2.教學反思
2.1 貫徹新課程理念,充分發揮學生的主體地位,體現教師的主導作用
新課程的理念就是面向全體學生,以人為本,把學生看成有情感、有需要的人,教學中盡量挖掘學生潛能,積極營造輕松、和諧的學習氛圍,以學科為基礎,以人自身的完善和解放為最高目的,以達到學生的全面發展的目的。
在展示探究課題之后,引導學生將已有的生活經驗、知識經驗與教師所提問題聯系起來,大膽提出假設。課件展示引導學生舉出一些利用酵母菌的生產、生活實例,比如發面、釀酒等,提出這些問題后,學生的學習熱情慢慢高漲,相互討論之后,自由地提出每個小組想要研究的問題及所作出的相應假設。學生提出的假說,雖然有一些是不完善的,但教師都要給予及時鼓勵和正面引導。而在這個過程中,又可以充分調動學生的積極性,相互之間進行補充和完善。學生就自己所提出的問題進行實驗的設計,并在學案上畫出相應的實驗裝置。統一匯報實驗設計的過程中,學生以小組的形式主動發言,匯報過程中可以鍛煉學生的語言描述能力,同時又可以調動其他同學積極思考、積極參與,通過學生間的討論、交流來完善實驗設計。
教學中既充分發揮了學生的自主探究能力,同時也不忘教師的主導作用。通過教師的問題引導,學生逐漸完成從對知識的初步認識和理解到實驗探究能力的提升。在學生進行實驗操作過程中,教師不斷進行巡視,隨時了解學生在實驗過程中普遍存在的問題和具有代表性的問題,以便及時給予指點和幫助糾正。在實驗操作、觀察實驗現象、記錄實驗結果等方面,注意提醒學生,要養成尊重科學事實的習慣,實事求是地記錄實驗結果。如果出現異常結果,應根據實驗操作、實驗現象來分析可能的原因,而不應隨意更改實驗結果。
2.2 課前進行充分地準備,合理安排教學流程
課前布置學生預習并填寫學案,教師在上課之前制作多媒體課件并準備好實驗的材料及用具,要先配制好培養酵母菌用的葡萄糖溶液、澄清的石灰水及酸性重鉻酸鉀溶液。
為了取得實驗的成功,還特別注意了以下事項:
(1)實驗裝置的改進。備課時,通過查找資料,改進了實驗裝置。使用氣密性非常好的塑料注射器和輸液管進行實驗。有氧裝置利用裝有馬鈴薯塊和3%過氧化氫溶液的輸液瓶制造氧氣,來替換裝有質量分數為10%的NaOH溶液錐形瓶,避免用人工打氣50min,也不用放到25~30℃的環境中培養8~10小時。既節約時間又能保證有氧條件,防止無關變量的影響,效果很好。無氧呼吸裝置中可將裝有酵母菌培養液的注射器針頭插入橡膠塞密封,即可保證無氧條件。
(2)課前進行多次預實驗,觀察實驗現象,對上課時可能出現的一些問題作出充分的估計和準備好充分的應對策略。在上課之前的兩周,做過多次預實驗,發現問題,及時改進。在預實驗中拍下實驗中一些關鍵步驟的照片,并將其插入到多媒體課件中,以便在上課時作為學生操作時的指導。
(3)實驗中使用30℃水浴鍋保溫。為了保證能在40分鐘的課堂內出現比較明顯的實驗現象,充分利用實驗室現有的條件,用水浴鍋為有氧和無氧裝置保溫。由于冬天氣溫較低,這樣做能夠縮短實驗時間,在保溫5分鐘左右即可有較明顯的實驗現象發生,否則反應緩慢,產生二氧化碳氣體少。
實驗設計及進行實驗是教學的難點,教學內容較多,時間比較緊,再探究的時間少,在重難點突破上 ,從實際生產生活入手,通過問題引導學生思考的方向。課上學生自主合作,提出問題并作出合理假設,完成并匯報實驗設計,學生間相互評價交流,達到較好的效果。學生通過親自動手實驗,親身體驗了酵母菌細胞呼吸的方式,并學會了檢測細胞呼吸產物。在40min課堂內最大限度地完成了教學任務,較好地控制了教學進程。
2.3 強調探究實驗的嚴謹性,尊重科學事實
部分學生在有氧實驗組中檢測到酒精,這一結果可能會干擾學生的認知,教師可以提出一些問題引導學生思考,比如:生活中釀酒的時候是通氣還是密封?學生在思考之后會得到些許啟發,然后趁熱打鐵,引導學生合理分析這一現象:
此結果是否說明酵母菌在有氧呼吸過程中也會產生酒精?你安裝的實驗裝置或在實驗操作過程中有沒有不當之處呢?學生進一步思考,便會很容易地想到,有氧裝置中通入的氧氣是有限的,在保溫的5分鐘內,有的組酵母菌的氧氣消耗盡了,就開始進行無氧呼吸了,所以在某些小組的有氧裝置內最后也會出現酒精。到此,討論并沒有結束。我繼續引導:那應該再怎樣改進一下實驗,結果會更嚴謹呢?在課堂上,對這些問題的解決,學生學到的不僅是知識,更體會到實驗嚴謹的重要性。
2.4 不足及待改進之處
生物課程標準提出:“科學探究活動的開展需要民主的師生關系和求真求實的氛圍?!痹谔骄炕顒又?,教師既是學生的平等對話者之一,又是活動的組織者,學生探究的促進者。
上課初始,為打破學生的緊張氣氛,在提出問題和作出假設環節所用時間較長,導致最后超出上課時間5分鐘。課上,對學生的評價用詞較為匱乏,只說出“好”、“很好”,或者讓同學們鼓掌進行鼓勵,而沒有很明確地說出哪里好,為什么好。在對實驗設計進行評價時,只是評價了回答問題的同學,對小組內作出努力的其他同學并沒有明確地進行評價。實驗結束后,也只是很簡單地總結性評價,沒有對各個環節進行詳細的評價。
在引導學生進行提出問題、作出假設及設計實驗的環節,為了掌控課堂,教師講解的還是比較多,沒有大膽地放手讓學生更多的發揮。
參考文獻:
[1]姜松祥.用重鉻酸鉀檢測酵母菌無氧呼吸產物酒精的原理[J]中學生物學,2007.\\(2\\):35.
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