基于ARCS动机模式的生物实验教学——以“酶”一节实验教学为例

陆瑞燕董新姣（温州大学生命与环境科学学院浙江温州 325035）

基于ARCS动机模式的生物实验教学
——以“酶”一节实验教学为例

陆瑞燕董新姣（温州大学生命与环境科学学院浙江温州 325035）

介绍了ARCS动机模式，借鉴其与加涅的“九大教学事件”的关系，结合生物学实验教学的特点，规范了教学过程，并以“酶”一节实验教学为例，谈谈基于ARCS动机模式的生物实验教学实践与体会。

ARCS动机模式 酶 实验教学 生物学教学

文件编号：1003－7586（2017）01－0050－03

1 ARCS动机模式概述

ARCS模式是由美国南弗里达大学的心理学教授凯勒提出的，这一模式是以期望价值理论为基础，与教学设计的宏观理论结合提出的。他认为影响学生学习动机的因素有四类，分别为注意、切身性、自信心及满足感。该模式指出：激励学生的学习动机必须首先唤起并维持学生的注意力，再让学生了解“为什么要学习这些材料，这与我们的兴趣和目标有什么关系”；接着，要让他们觉得有能力完成目标，倾向于任务参与而不是自我参与；最后，要让他们体验完成任务后的满足感，学生就会保持这种动力继续学习下去。ARCS模型不仅包括上述四个概念范畴，每一个范畴中还包含了众多的动机策略。

2 基于ARCS动机模式的生物实验教学设计

笔者阅读相关的书籍文献后，发现美国著名心理学家加涅的“九大教学事件”与凯勒教授的ARCS动机模式有着密切的关系（图1）。

图1 ARCS动机模型与加涅九大教学事件关系

笔者借鉴了ARCS动机模式与加涅九大教学事件的关系，结合生物学实验教学的特点，规范了教学过程（图2），并在各环节融入相应的动机策略，激发学生的学习动机，以提高生物实验教学的有效性。

3 基于ARCS动机模式的生物实验教学

3.1 教材与学情分析

浙科版高中生物学教材《必修1·分子与细胞》中“酶”一节是整个新陈代谢的基础，其中共有2个探究活动，分别为“探究酶的专一性”和“探究pH对过氧化氢酶的影响”。但是教材本身的编排或实验设计存在某些瑕疵，会影响实验教学的实效性，如不同的pH会影响过氧化氢酶的作用底物——过氧化氢溶液自身的稳定性，教材选择用过氧化氢酶来探究pH对酶活性的影响是不严谨的。笔者将其改为“探究pH对唾液淀粉酶的影响”，同时还增设了“探究温度对酶活性的影响”及“探究酶的高效性”2个实验。这样，本节共涉及到4个实验供学生自主探究，对学生科学素养的培养有重要作用。尽管学生在对植物细胞的吸水和失水进行探究时，已初步掌握了科学探究的一般程序，但自主设计探究实验方案对高一学生有一定的难度。另外，从当前我国高中生物实验教学的现状来看，实验课程的模式单一化，没有个性化的指导，学生的实验动机普遍不高。因此笔者将ARCS动机模式应用于实验教学，在各环节采用相应的动机策略，以激发学生实验动机，达到预期的学习目标。

图2 基于ARCS动机模式的生物实验教学设计

3.2 教学过程

3.2.1 课前检查

课前，教师抽查几位学生回答有关酶的基础知识和实验相关知识，如酶的来源和本质、酶的作用和作用原理、酶的特性及其活性的影响因素、探究实验的一般步骤和如何确定实验的自变量和因变量等。

设计意图：通过教师抽查部分学生的课前预习状况、学生完成教师布置的学习任务的情况和复习旧知等，以制造紧张感，引起学生的注意，使学生快速进入学习状态。

3.2.2 新课导入

教师借助多媒体呈现以下问题：①胃消化不好时，医生为什么会给病人开些“多酶片”？②胃酸少时，有什么感觉？胃酸多时又是什么感觉？为什么？③在你们平时的生活中，还有哪些现象与酶有关呢？学生思考、讨论、回答问题，教师加以补充归纳，并引出4个探究活动。

设计意图：加涅认为在教学的开始阶段应考虑3个因素：激发学习动机；告知学习者学习目标；确保学习者具备开始新的教学所需的预备知识。教师从生活的视角切入，设置问题情境，激起学生解决问题的欲望，让学生产生较高的注意力和切身性。同时巧妙引出本节课的学习任务，让学生感到该任务契合他们的需要，跟生活有密切的联系，所要学的内容“有用”。

3.3.3 课堂教学

该过程为核心阶段，教师通过多媒体分别呈现4个探究活动要用到的实验材料。学生按事先分好的小组在教师的点拨下，相互讨论、设计实验方案。接着，各小组代表上台展示，教师和其他同学对其方案进行评价和完善，最后确定正确的实验方案进行实验操作。

（1）探究酶的高效性。

实验材料：H2O2溶液、动物肝脏(或马铃薯块茎)研磨液、FeCl3溶液、卫生香等。

教师首先引导学生写出相应的反应方程式。各实验小组在教师的指导下，分别进行实验设计和绘制探究H2O2酶和FeCl3分解H2O2速率的表格。教师巡视，指导学生注意可重复性、可操作性、对照性、控制单一变量等实验设计原则。接着，各小组代表展示各自的方案和表格，教师和其他小组对方案进行评分和完善，交流整合后确定最终的方案和表格。

（2）探究酶的专一性。

实验材料：稀释唾液、质量分数为3%的淀粉溶液、质量分数为20%的肝脏研磨液、体积分数为3%的H2O2溶液、碘试剂、斐林试剂、热水、酒精灯等。

教师利用问题，引导学生理清各个变量，确定实验的自变量和因变量的检测方法，形成基本的思路。并组织学生讨论实验所用的底物及相应的酶，指导学生可从不同的酶催化不同底物的角度去设计实验。经过小组讨论和汇报，评选出较完善的方案。

（3）探究温度对酶活性的影响。

实验材料：质量分数为3%的淀粉溶液、稀释的唾液、菲林试剂、碘试剂。

在前两个方案设计的基础上，学生慢慢掌握实验设计的思路和方法，从小组展示的方案看，大部分学生都懂得用碘试剂检测因变量而不是菲林试剂（因为菲林试剂需要水浴加热，干扰实验）；同时也知道设置3个不同的温度条件。但是底物溶液加完酶溶液后，在设定的温度条件下保温，还是底物溶液在设定的温度条件下保温后加入酶溶液的实验顺序上，学生存在争议。教师对学生的质疑能力表示鼓励，将新的更深层次的问题供全班学生讨论，培养学生自主学习、合作解决问题的能力。

（4）探究pH对酶活性的影响。

实验材料：质量分数为3%的淀粉溶液、稀释的唾液、斐林试剂、碘试剂、体积分数为0.1%的HCl溶液、质量分数为0.1%的NaOH溶液、蒸馏水。

在实验小组设计方案之前，教师提出问题：此时，检测因变量应该选择哪种试剂？为什么？底物溶液、酶溶液以及酸碱溶液的滴加顺序该如何把握？各小组认真思考、通过质疑、讨论后，大部分学生坚持用碘液检测因变量。此时教师及时纠正点拨，碘液在碱性条件下不与淀粉反应。学生恍然大悟，确定因变量的检测用斐林试剂。通过讨论后，学生对于各溶液的滴加顺序达成一致意见，应先营造不同的pH环境后再加酶。明确了这两个关键问题后，小组开始设计实验方案。从汇报结果看，大部分小组的方案较一致而且是合理的，部分出现错误的小组在同学的帮忙下修正完善。

设计意图：4个探究活动由易到难循序渐进，笔者通过问题引领学生对科学实验的思考，创设问题解决的情境，强化了学生分析问题全面性和严谨性的能力。一方面维持了学生的注意力，另一方面将大的难题分解，并由小组成员相互讨论解决，促进学生探究交流，培养他们自主学习和表达的能力，同时满足学生的亲和需要，建立起彼此间的信任，为合作交往创造条件。由小组代表汇报本组的实验方案，为其他同学树立榜样，强化努力行为，给学生提供在中等冒险水平下获得出色的成绩的机会，增强学生的切身性。学生实在解决不了的问题由教师进行指导，在探究的过程中教师不失时机地做好引导和鼓励工作，在此基础上加以总结延伸，逐步将实验设计过程交给学生，逐渐增强学生的自信心。

3.3.4 明确任务，学生实验

当学生明确了这个实验的目的及过程后，就可以动手实验了。通过组内合作实验，小组成员各司其职，各尽其能。教师巡视，指出错误的操作行为，指导学生正确规范操作；对于学生在操作过程中遇到的问题，教师不要急着回答，而是指导其分析，由设疑、置疑到解惑，使学生在实验操作的同时积极思考，锻炼学生的思维能力，提高学生解决问题的能力。此外，教师还要引导学生对实验的成功或失败正确归因，由重实验结果向重实验过程转变，使学生懂得“追求卓越并不意味着不允许存在不足”，并学会“自我感觉良好”，逐渐增强学生自信心。

3.3.5 交流总结，评价反馈

各小组代表汇报实验结果，大家共同讨论、纠正错误，提高学习能力。在这个过程中，教师不要轻易评价学生的实验结果，应引导学生畅所欲言，鼓励学生发表见解。当然，在此环节教师要重点运用满足感策略，使学生获得满足感，持续激发学生的学习动机。如教师适当对实验过程中认真或有进步的学生给予表扬，让学生感到教师对他们的关注；对一些帮助其他同学解决困难的学生适当奖励，调动他们的积极性和强化他们的内部自豪感……此外，每个小组成员完成本实验的评价量表，通过自评和他评，由小组长按权重统计好分数后上交给教师，作为平时成绩的一部分。

4 教学反思

面向全体学生，教师从注意力、切身性、自信心、满足感四个层面在教学的各个环节有所侧重地运用相应的动机策略，以激发学生的生物实验动机。在教学的过程中，学生以实验小组的形式相互讨论，并在教师的点拨下自主设计实验方案，接着小组代表展示，其他组同学在质疑、讨论中完善实验方案，课堂气氛活跃，学生实验热情高涨。整个教学过程中，教师只是课堂的组织者和引导者，体现了学生的主体地位，同时培养了学生勤于动手动脑、合作交流的良好习惯，提高了学生的科学素养。

［1］林少琴.酶催化特性探究实验的设计与改进［J］.福建基础教育研究，2011（11）：120－122.

［2］李玉梅.浅议大学外语教学中的情感因素［J］.齐齐哈尔医学院学报，2010（15）：2 475－2 477.

［3］郭德俊，汪玲，李玲.“ARCS动机设计模式”［J］.首都师范大学学报（社会科学版），1999，5：91－97.

G633.91

B