让探究性学习成为高中生物课堂教学的主旋律

让探究性学习成为高中生物课堂教学的主旋律

1 教学背景

人教版高中生物选修一中专题四课题二“探讨加酶洗衣粉的洗涤

效果”需用3～4个课时进行教学。本课题主要是进行3个子课题

的探究：(1)探究“普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效

果”；(2)探究“不同温度对加酶洗衣粉的洗涤效果的影响”；(3)探

讨“不同种类的加酶洗衣粉对同一污渍的洗涤效果的比较”。下面

为第一课时的教学实录和教学反思，本课时的教学任务是完成对第

一个探究实验的分析以及对第二个研究课题的实验方案进行设计。

2 教学目标及重难点

(1)说出加酶洗衣粉的洗涤原理。

(2)探讨温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响。

(3)教学重点是设计实验方案，难点是实验变量的梯度设计。

3 教学设计思路

本堂课的教学设计思路是充分体现课程的基本理念，倡导学生进

行探究性学习，引导学生主动参与探究过程，让学生勤于动手和动

脑，培养学生的交流与合作的能力。由于本课题中的3个子课题是

递进关系，不是相互并列关系，因此在进行研究方案设计时要循序

渐进，先通过教师对探究“普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的

洗涤效果”实验的分析，引导学生理清思路，把实验中涉及的变量

一一找出，然后应用于设计新的探究实验方案。由于教学中的探究

内容与学生的生活比较接近，因此教学中要借此激发学生的学习兴

趣，引导学生开展本课题的研究。

4 课堂实录

实验器材：1000ml、500ml烧杯各2只；温度计1个；热水；塑料

水槽1只；长柄镊子2把；瓷盘1个；普通洗衣粉、加酶洗衣粉各

5g；带有污染物的实验用布。

教师请2个学生上讲台，在教师指导下相互配合完成下列操作：

(1)在水槽中将水温调配到40℃；(2)在2个1 000ml的烧杯上贴上

标签后分别加入500 ml的热水；(3)在2个烧杯中分别加入2种洗

衣粉搅拌均匀；(4)在两种洗衣液中加入相同大小并带有等量污渍

的实验用布。

师：(向学生出示2块实验用布)2块布的大小有差别吗?上面的污

渍怎样?

生：大小一样，污渍相同。

师：现在我把它们同时放人2种洗衣液的烧杯中，模拟洗涤。

师：大家预测一下实验结果，哪个烧杯中的洗涤效果好?

生：应该是加酶洗衣粉的烧杯。

师：大家根据生活常识的判断非常正确，那什么叫加酶洗衣粉呢?

(幻灯片打出：|思考1|蛋白酶为什么具有如此强的功效?它的作用

机理是怎样的?请写出蛋白质分解的反应式。)

教师要求让一个学生板演，其余学生在下面写一下蛋白质在蛋白

酶、肽酶催化下分解的反应式。

(幻灯片打出：|思考2|脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶的作用又如何

呢?教师等学生略作思考后出示反应式。)。

师：大家回忆必修1的知识，酶的作用受哪些外界因素影响?

生：温度、酸碱度等。

师：对，另外还会受到洗衣粉中的表面活性剂的影响。

(幻灯片打出：|思考3|酶能直接添加到洗衣粉中吗?为什么?科学

家是如何解决这一难题的?)

生：不能直接加进去。

师：是的。科学家通过将基因工程生产出的酶用特殊水溶性物质

包裹起来，与洗衣粉的其他成分隔离开来。

(幻灯片打出：|思考4|为什么说加酶洗衣粉的使用能减少对环境

的污染?)

师：加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗

涤剂朝低磷、无磷的方向发展。

师：好，现在我们回过头来分析一下前面进行的实验。该探究实

验的课题名称是什么?

生：探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果。

师：该实验的原理是什么?

生：生活中的各种污渍主要是蛋白质、脂质、淀粉等多种不溶于

水的有机物，这些有机物能在相应的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的催

化作用下水解成易溶于水的小分子有机物。

师：该实验遵循的原则是什么?

生：单一变量原则和对照性原则。

师：该实验的自变量是什么?因变量是什么?

生：自变量是不同种类的洗衣粉，因变量是洗涤效果(污渍的残留

程度、洗去污渍所需时间长短等)。

(让学生阅读教材p47“[资料一]如何有效地控制变量”，思考下列

问题：(1)a同学的实验方案存在问题吗?若有问题，请说明存在的

问题。(2)你同意b同学观点吗?请说明理由。)

生1：有问题。a同学未说明控制相同的适宜温度；玻璃棒搅拌的

强度难于控制相同等。

生2：不同意。b同学忽略了实验中变量的控制问题。

师：让我们把实验方案归纳总结一下。

教师课件演示下列完整实验方案：

课题名称：探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果。

实验目的：比较不同洗衣粉的洗涤效果；实验原理：蛋白酶、脂肪

酶和淀粉酶能催化分解污渍中的蛋白质、油、淀粉等，洗涤效果好。

实验材料：普通洗衣粉、加酶洗衣粉、天平、白色棉布、1000 ml

烧杯、玻棒、温度计、滴管、污渍材料等。实验步骤：(1)实验准

备：带有污染物的实验用布的制取：取一定量的污染物制成溶液，

取等量的污染物滴加在相同大小、质地的新布上。称取等量的洗衣

粉：用天平准确称取等量普通洗衣粉和加酶洗衣粉。(2)实验过程：

①取两只大烧杯并编号，在烧杯中分别加入等量500 ml自来水。

②将制好的污染布(污渍相同)和洗衣粉(一组为污染布和普通洗衣

粉，另一组为污染布和加酶洗衣粉)分别放人两只烧杯中。③用玻

璃棒同时充分搅拌一段时间。一段时间后重复搅拌。④相同的时间

后观察洗涤效果。(3)实验结论：加酶洗衣粉的效果好。

师：让我们来看一下实验结果(用镊子同时将2块洗涤后的布夹出，

放入500ml烧杯的清水中漂洗后取出让学生观察洗涤效果)。

生：好象2块布的洗涤效果没有明显差别，与预期不太符合。

师：这是为什么呢?原来有许多因素会影响加酶洗衣粉洗涤效果

的，如水温、水量、水质、洗衣粉的用量、衣物的质料、大小及浸

泡时间和洗涤时间等。下面我们分组来设计探究方案。

(学生分6个小组进行探究活动，完成下面2个任务：(1)分析教

材p47[资料二]。(2)按讲义给出的提纲要求设计实验方案。教师参

与6个学习小组的讨论，并注意收集有关信息，便于安排接下来的

设计方案的交流。学生经过5～6 min后每个小组都有了自己的方

案。)

小组1：教材上[资料二]中设置的温度梯度太大，应该缩小，可将

10℃减为5℃。

师：应选择多大范围呢?

生：可先用10℃梯度，再找3组效果好的，设5℃为梯度再进行

实验。

师：这在必修三中称为什么实验?

生：预实验。

小组2：我们小组设计的课题名称：温度对加酶洗衣粉洗涤效果的

影响；实验目的：比较不同温度下加酶洗衣粉的洗涤效果；实验原

理：酶的催化活性受温度影响，在适宜温度下酶的催化活性最高，

温度过低或过高酶的催化能力降低；实验材料：加酶洗衣粉、天平、

标签、记号笔、计时器、吹风机、量筒、分析天平、

1000 ml烧杯、玻棒、温度计、滴管、新鲜鸡血、水浴缸、温度分

别为25℃、30℃、35℃、40℃、25℃、30℃、35℃的清水等；实验

步骤没写完。

小组3：我们的研究课题名称是“探究加酶洗衣粉使用时的最适温

度”，其他的与小组2类似，实验步骤也写不全。

(小组4、5、6的发言类似，但实验步骤大都说不全。)

师：针对大家对实验步骤设计的不完善，下面给大家一个完整的

实验步骤作参考。

(课件中出示实验步骤：①取10 cm×10cm的白色棉布4块，用滴

管各滴加5滴新鲜鸡血，晾干备用。②取1000 ml烧杯7个，用天

平分别称取0.5 g加酶洗衣粉，依次倒入7个烧杯中。③将25℃、

30qc、35℃、40℃、45℃、50℃、55％清水各500 ml依次倒入7

个烧杯中，用玻棒搅拌溶化洗衣粉。④取水浴缸7个，依次倒入5000

ml 25℃、30℃、35℃、40％、45℃、50℃、55℃清水，插入温度

计保持恒温。⑤将7个烧杯分别放到不同水温的水浴缸中，将带鸡

血的棉布分别放到烧杯中浸泡20 min。⑥按相同方式用不同玻棒搅

拌棉布相同时间。)

师：在我们设计的各组实验中有没有对照组?

生：没有对照组，但各组之间可相互对照。

师：这样的实验在必修1中称为什么实验?

生：对比实验。

师：大家设计的方案都比较好，大家把实验步骤再完善后，下次

我们来进行相关实验。

5 教学反思

将洗衣粉广告引人本课是本节课的常用手段，但笔者考虑到时间

原因及本课题重点内容后，巧妙地将探究“普通洗衣粉和加酶洗衣

粉对衣物污渍的洗涤效果”转化为一个演示实验，这样既起引入作

用，又解决了!个教学重点，此乃本堂课的一个成功之处。

在准备演示实验过程中，遇到一个难题是市场上买不到不加酶的

洗衣粉，后来用人工方法将加酶洗衣粉中有颜色的小颗粒剔除后用

于实验，但多次实验下来效果不明显，此时教师灵机一动将失败的

实验结果设计为引人影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素的巧妙过渡。

在课堂上让学生自主设计实验方案，会出现五花八门的现象，这

与完成教学任务有矛盾和有冲突。课上教师利用对演示实验的分析

作一铺垫，设计实验时利用讲义上规定设计的内容等降低了设计难

度。让学生在课上设计出一个方案来，笔者考虑到实验步骤的设计

有难度，准备了一个参考实验步骤，在必要的时候用板书形式出示

给学生，这样就很好地解决了探究性学习与难于完成教学任务的矛

盾。这是本堂课的又一个成功之处。

教师对新课程的理解、教育教学观念的转变直接决定能否在中学

生物课堂教学中实施探究性学习。只要教师敢于尝试，努力去研究

实施就一定能在中学生物课堂教学中进行探究性学习。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ra31.html