基于翻转课堂的生物实验教学

洪艳平

【内容摘要】在实验教学中采用翻转课堂的形式，既增强了实验课堂的目的性，又增加了实验课堂的容量，还为学生提供了更多动手的机会，给予学生更多自主思考的时间，有效地提高了实验课堂的效率。

【关键词】翻转课堂 实验教学 植物细胞吸水和失水

一、教材、学情分析和设计思路

“探究植物细胞吸水和失水”是人教版高中《生物·必修1·分子与细胞》第4章第1节“物质跨膜运输的实例”的核心内容，本节内容是在第三章“细胞的基本结构”基础上对细胞膜、液泡等细胞结构功能的深入学习，本节内容的学习为第二节“生物膜的流动镶嵌模型”和第三节“物质跨膜运输的方式”做了很好的铺垫，有利于学生更好地理解结构决定功能的观点。

“探究植物细胞的吸水和失水”是高中阶段的第一个探究实验，在引导学生发现问题、分析问题、设计实验、解决问题等方面具有举足轻重的作用，因此如何有效的开展本实验教学显得尤为重要。

本实验若采用传统教学方式一节课课堂容量小，无法有效解决教学中的问题，如实验原理的理解与应用，实验观测指标的描述，在课本实验基础上进一步的探究等等，因此传统教学方式无法满足当前教学改革的需求。学生通过前面章节的学习对细胞膜的结构和功能较熟悉，生活中有植物细胞吸水和失水的体验，也具备了操作光学显微镜，制作临时装片等基本生物学实验操作技能。但是学生可能对“原生质层”“选择透过性膜”等概念认知不清，也不知道植物细胞吸水与失水微观上的表现，数码显微系统的操作能力有所欠缺，自主学习能力薄弱，合作探究能力不足。他们最大的优势就是对实验有着浓厚的兴趣，思维活跃，敢于质疑，学习能力操作能力强。这些知识和能力都为完成本实验奠定了良好的基础。

二、教学重点和难点

重点：用不同的实验材料、实验试剂探究植物细胞的吸水和失水

难点：尝试提出问题，作出假设

三、教学过程

在教学实施过程中笔者设计了以下流程：课前进行自主学习，信息传递，课中进行解决问题，促进知识内化和课后反馈评价。

1.课前

学生首先通过学习任务单，明确学习目标。同时学生在家结合教材观看教学微视频，完成相关内容的学习，并将自主学习情况如实填写在学习任务单中。学习后学生和老师在QQ群中进行初步的沟通交流，在课前能够解答简单的问题，线上由学生互相解答或老师解答，线上不能解答的问题实验课上解答。通过线上的初步反馈对课堂进行了预设计。

2.课中

美国教育心理学家奥苏贝尔说“假如让我们把全部教育心理学仅仅归结为一条原理的话，那么我将一言蔽之曰，影响学习的唯一因素就是学习者已经知道了什么。”[1]我国自古也有“以其所知，喻其不知，使其知之”的说法，因此课中首先进行自学反馈具有重要的意义。自学反馈活动的开展也能让课前线上交流不活跃的同学了解其他同学的学习情况。在这一环节笔者关注学生“你学到了什么，你的问题是什么”。通过学生的反馈，发现学生已经熟知原生质层的概念，了解参考案例中的实验操作和实验现象，而问题集中于两点：实验材料选择是否可以多样化;实验试剂的类别是否会导致实验现象的差异，原因是什么。解决这些问题的唯一途径就是动手实验，让学生在做中学。

课中第二个环节据疑选组，作出假设。笔者为学生提供的实验材料除了紫色洋葱，还有高中生物学实验考查常涉及的黑藻，实验试剂有蔗糖溶液、KNO3溶液和胭脂红溶液。有了前面的铺垫，学生可以顺利完成作出假设和实验方案设计。

课中第三个环节为分组实验自主探究。在活动过程中学生的兴趣高涨，积极主动地参与到本组实验中。同学们充分发挥团队协作的精神，出现疑难问题时小组成员之间互助，小组与小组之间互助共同解决问题。比如临时装片的制备，有的小组撕取的材料太厚无法观察到单层细胞，有的小组制作的装片总是有大量的气泡，其他小组的成员就会告诉制作装片的相关技巧，并直接操作演示。还有的同学会提醒小组成员及时保存实验中的相关照片进行对比。教师在实验中不断巡视、关注学生操作，保证学生安全，适时指导学生规范操作，提醒学生不要只注重实验现象，还要去思考实验现象出现的原因，尝试通过实验解决自己的问题。在小组共同努力下，絕大多数学生都能成功地完成本次实验，都乐于分享本组实验的实验现象，表达欲望也十分强烈。

学生动手实践后开展课中第四个环节解决问题知识内化。教师利用数码显微系统进行实验结果分享，请小组发言人表达交流实验知识共享。同学们的分析都是针对本小组实验进行的，知识分布较为零散，因此在学生表达交流后教师引导学生对本次实验进行总结归纳形成系统的理论知识，促进知识内化。通过本实验学生不仅对植物细胞渗透吸水和失水形成了清晰的理解，促进了对细胞膜具有控制物质进出功能的理解，同时对实验原理和实验步骤的设计有了更清晰的认识，明确了实验观测指标及其出现变化的内在原因，提升了实验操作基本技能，语言表述的规范性也得到了很大的提高。

实验过程既是解决已有问题的过程，也是发现新问题的过程，实验后有同学提出洋葱鳞片叶外表皮细胞和黑藻处于相同浓度的蔗糖溶液中相同时间内质壁分离的程度有差异，是不是因为它们细胞液的浓度大小不同，所以失水的速率存在差异。为此笔者最后开展了拓展延伸学以致用活动，在已有实验的基础之上引导学生总结探究植物细胞的吸水和失水实验的应用范围进行拓展延伸，请同学们举例解释与植物细胞吸水和失水有关的生产生活现象实现学以致用。

3.课后

课堂的结束并不意味着学习过程的结束。在课后请学生再次填写之前的学习任务单，比较课前课后的学习情况，明确问题是否已经解决，疑难是否已经化解。教师将课后反馈情况进行统计，还存在的共性问题下次课堂集体研究，个别问题进行个别辅导。通过课后反馈发现实验课堂后学生熟悉了探究活动的流程，对概念有了进一步的认识，有关植物细胞吸水和失水实验的现象直观上有了深刻的认识，原因方面也理解得更加的透彻，并能应用相关知识解题。有的同学在课后还提出原生质层为什么具有选择透过性，K+，NO3-是通过什么方式进入植物细胞的等问题。说明本节课不仅帮学生解决了已有的问题也引起了学生的思考激发了学生进一步学习的激情，促进了后续知识的学习，提高了课堂教学的有效性。

四、教学反思

与传统实验教学相比生物实验教学采用“翻转课堂”教学以学定教，能增强学生学习的自主性，学生能有效地掌控学习，体现了“学生为中心”的基本思想，同时又能为探究活动的顺利开展做好准备[2]。采用“翻转课堂”教学能有效提高实验课堂效率，解放课堂。课堂的解放给予教师更多的精力解答学生的问题，充足的时间让学生有更多的机会动手操作，自主探究解决疑难，轻松的氛围激发学生对问题做进一步的思考，学生就会注重“做中学”的过程体验，多样化的学习方式使学生多方面的能力得到大幅度的提升。

采用“翻转课堂”教学时，不能只注重教学流程的翻转，还要重视知识内化的过程，重视学习过程中及时反馈。“翻转课堂”分解了知识内化的难度，增加了知识内化的次数，通过多次内化循环最终达到掌握知识的目的。

【参考文献】

[1]周天梅.论知识内化教学——一个素质教育的关键问题[J].西南民族学院学报（哲学社会科学版），2001（8）：208-211.

[2]杨健.翻转课堂在实验教学中的应用研究[J].科技展望，2015（12）：142-143.

（作者单位：武汉市第六中学）