合作探究模式下的生物实验教学

熊世周

1 教材分析

“探究影响酶活性的因素”是人教版必修1《分子与细胞》第五章“细胞的能量供应和利用”第一节“降低化学反应活化能的酶”中的内容。本节教学需两课时：第一课时学习酶的发现、概念和特性；第二课时进行“影响酶活性的因素”探究实验。本节前一部分所教授的知识为此次实验奠定了基础，同时本次实验通过探究温度和pH等因素对酶的活性的影响，使学生亲身体验，获得感性经验，对知识有更深入的理解，同时也可以培养学生的创新能力，自主学习能力和动手实践能力等。下面介绍第二课时“探究影响酶活性的因素”的教学设计。

2 教学目标

2.1 知识目标

通过实验探究，了解影响酶活性的因素，加深对酶特性的理解。

2.2 能力目标

① 培养实验探究的能力，掌握实验探究的一般方法，能尝试提出问题、作出假设；并尝试设计实验方案。② 促进思维发展，提高合作、交流以及自主学习的能力。

2.3 情感、态度与价值观目标

① 培养敢于质疑、勇于创新、善于表达的科学精神。② 在实验小组的讨论和交流中培养合作精神。③ 体验合作的快乐和成功的喜悦。④ 激发对生物科学的兴趣和热爱，学会用发现的眼光探索生活中的问题，将所学理论知识运用到实际生活中。

3 教学准备

多媒体课件、加酶洗衣粉一袋、实验材料用具等。

4 教学过程

4.1 创设情境，提出问题

教师拿出一袋加酶洗衣粉，请一位学生阅读使用说明，并提问：加酶洗衣粉的包装袋上，为什么会注明这种洗衣粉的适用温度范围呢？

教师PPT展示：唾液淀粉酶、胃蛋白酶等消化酶都是在消化道中作用的，唾液的pH为6.2～7.4，胃液的pH为0.9～1.5，小肠液的pH为7.6。并提问：为什么不同部位的消化液的pH不一样呢？胃液与小肠液的pH差别这么大，胃蛋白酶随食糜进入小肠后，还会发挥消化作用吗？

教师要求学生讨论后，提出问题或说出结论。

设计意图：教育家托尔斯泰说：“成功的教学所必须的不是强制，而是激发学生的兴趣”。精彩有趣的课堂开头往往给学生带来富有新意亲切的感觉。教师从学生熟悉的生活情境入手，引导学生思考并自主提出探究的问题，这体现了“注重与现实生活相联系”的课程理念，又能一下子激发学生学习兴趣和探究欲望。

4.2 作出假设

教师提问：提出了研究的问题接下来该干什么呢？实验探究的一般程序是怎样的呢？并引导学生得出：pH和温度会影响酶的活性。

设计意图：明确科学探究的一般步骤，便于学生按照科学的思路去分析和解决问题，让学生以原有知识为基础自主作出合理假设。

4.3 设计实验

在探究活动的开展上，教师只是提供了实验中可能用到的备选材料，并用PPT展示参考思考题（① 你所设计实验的自变量是什么？因变量是什么？用什么方法控制自变量？怎样观察或检测因变量？② 无关变量有哪些？如何控制？③ 对照组怎么设置？是否需要进行重复试验？④ 预期会有怎样的实验结果？⑤ 想探究温度对酶活性的影响，应设定哪几个温度数值？怎样将不同溶液的温度分别调到设定的数值？想探究pH对酶活性的影响，应设定哪几个pH？怎样将不同溶液的pH分别调节到设定的数值？）。至于设计研究温度或pH还是其他因素（如阴阳离子等）以及实验的具体方案如何，则由各学习小组根据兴趣通过讨论来确定。在学生设计实验的过程中，教师不急于让学生马上进行实验操作，而是引导学生上台交流自己的实验方案。在学生介绍的过程中，教师和学生一起对各小组的方案进行评价并提出一些意见和建议，从而帮助各小组形成一个合理、可行的实验方案。

设计意图：完全放手给学生去进行思维探究，打破传统的“教师讲，学生听”的被动学习模式，让“学生讲，师生一起听”，充分体现”以学生为中心，把课堂交给学生，让学生真正成为课堂的主人”的新课程理念。

4.4 进行实验

学生按照各小组讨论交流的实验方案或原方案进行实验，小组成员分工协作，教师巡回指导、纠正学生的实验操作，注意强调规范性，并及时发现学生探究活动中的闪光点。

设计意图：培养学生实验操作能力和动手能力，培养学生的探索精神、创新精神和合作精神。

4.5 分析结果，得出结论

探究的各小组派代表描述自己组的实验现象，与预期结果加以比较，得出结论，并作出自我评价。经过讨论，总结实验过程中的成功和不足。

设计意图：通过各组展示实验结果，组织全体学生对结果分析讨论，锻炼了学生的归纳推理能力和合作学习能力，让学生在交流中享受成功的喜悦。

4.6 拓展应用

应用思考题①：小明刚放学回家，就看见奶奶拿着一袋洗衣粉往洗衣盆中倒了许多，然后拿着一暖瓶开水倒入盆中，盆中立刻起了许多泡沫。“您这是干吗？”“我给你洗洗你那个羊毛衫。”小明一看水盆旁边放着“雕牌加酶洗衣粉”。如果你是小明，你觉得奶奶的做法对吗？你想对奶奶说什么？

应用思考题②：设计一则加酶洗衣粉的商业广告。

应用思考题③：视频播放一则“雕牌洗衣粉下岗篇”商业广告，和自己设计的比较一下，看谁的水平更高？

设计意图：学习的目的在于应用，在于实践，以加酶洗衣粉为素材设计的思考题又起到很好的前后呼应作用，充分体现了生物知识源于生活、服务于生活的理念，同时激发了学生学习生物的兴趣。

5 教学反思

在教学过程中，笔者深深体会到教学是一门艺术，不同的教学方式产生的教学效果大相径庭。按照上述的教学设计，本节课的教学活动取得了良好的效果。当小组学生代表积极展示自己设计的广告（雕牌加酶洗衣粉，让女人爱洗衣，让男人更专一），大家时而捧腹大笑时。

① 注重与生活的联系。在本节课的导入时，从学生熟悉的洗衣粉入手，通过对加酶洗衣粉的包装说明进行简要讨论，引出要探究的课题，显得非常自然。最后，教师要求学生设计广告来加强对酶在生活中应用的认识，充分体现了生物源于生活、服务于生活的理念，同时激发了学生学习生物的兴趣。

② 注重探究性教学。关于探究活动的开展上，教师只是提供了实验中可能用到的备选材料，至于设计什么实验以及实验的具体方案如何，则由各小组通过讨论来确定。在进行实验操作前，教师先引导学生交流自己的实验方案，从而帮助各小组形成一个合理、可行的实验方案。

③ 充分发挥小组合作与交流的功能。在本节课上充分发挥了小组成员之间的合作与交流的功能，如实验设想的讨论、实验具体方案的设计、对方案的介绍和讨论、实验操作等环节，都是基于小组合作学习的基础上完成的。通过小组成员之间的交流与合作，学生的认识不断得以深化，设计的方案不断趋于明朗和合理，学生真正体现出了在合作中探究、在探究中合作的学习氛围。

但本节课也有一些不足之处，如有些启发性问题设计上有些欠缺，还需进一步完善。另外时间的把握也值得商榷，由于时间和学生人数的原因，课堂上不是每位学生都能表现自己，可能会影响少数学生的积极性。