基于科学探究的实验教学

沈丽雅

摘要：实验教学是高中生物教学中提高学生科学素养非常重要的途径。本文以“果酒的制作”为主线 ，采用设置任务清单，层层递进式提问的方式进行科学探究。

关键词：科学探究 果酒制作 生物教学

1    引言

生物学学科核心素养是学生在生物学课程学习过程中逐渐发展起来的，在解决真实情境中的实际问题时所表现出来的价值观念、必备品格与关键能力，包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任[1]。《普通高中生物学课程标准（2017年版）》将培养学生的生物学核心素养作为课程宗旨。其中，科学探究是学科核心素养的重要内容之一[2]。

生物本身属于自然科学，其中许多理论知识都是通过科学探究而得到的，因此在生物教学过程中实验是极为重要的，通过实验能够让知识变得更加直观，通过实验还能够培养学生生物核心素养，实验在培养学生科学探究素质上，拥有着其独特的优势[3]。高中生物教材中的实验是丰富的，笔者以《果酒的制作》一课为例，让学生在先做实验后学新知的过程中，提高自身科学探究的能力。

2    科学探究在《果酒的制作》一课中的运用

2.1教学内容与目标分析

学生在本课学习过程中，要能够设计简易的果酒的制作装置，能够独立完成果酒的制作，并能客观地观察和记录发酵过程中的实验现象，提高科学探究素养。

2.2课前准备和实验设计

让学生课前自主学习，并设计实验，改变传统的教学方式。

课前布置两个任务给学生。

任务二：根据查阅资料及个人的思考设计实验过程并实施，并对果酒制作过程进行记录。

在填写知识清单的同时，学生可以结合必修1中《细胞呼吸》相关知识以及《乙醇发酵实验》。通过多种自主学习的方式，了解果酒的制作中发酵的原理及发酵所需的条件。

在了解实验原理及实验所需条件的基础上分小组对整个实验进行设计，其中实验装置的设计尤为重要。

2.3实验过程和结果

通过自主学习，学生能得到果酒制作过程中所需要的是酵母菌得知酵母菌能在无氧条件下进行酒精发酵是果酒制作的原理。此后，学生再进行果酒的制作实验的设计。

2.3.1以苹果为原料进行果酒制作

首先取一只无水无油的玻璃瓶、两个苹果、适量白砂糖、些许白酒。将苹果洗净，去核、蒂，切成片取三分之一切好的苹果放入瓶中，捣碎放入适量白糖使得瓶中留有10%-30%的空间，再倒入两勺56°烧酒在瓶口放上一个干净的塑料袋，密封。

2.3.2以葡萄为原料進行果酒制作

先将葡萄用水洗净，去皮后放入榨汁机中，用榨汁机将其榨成汁。再将适量的干酵母放在碗中，用温水搅拌（小于40℃），使干酵母成为糊状，加少量蔗糖，搅拌均匀。然后将葡萄汁倒入准备好的罐子中，并且将干酵母倒入罐子，搅拌均匀，盖上瓶盖静置并观察。每2-3天打开瓶口放气，待没有气体后，再重新盖上瓶盖。等到没有气泡冒出后则发酵完成。

2.4课堂讨论与指导

根据上述挑选出的学生实验报告，引导学生发现不同之处以及相似之处。让学生自主思考以下问题：

①挑选发酵底物的标准是什么？

②对水果应先洗净还是先除去枝梗？

③用清水冲洗水果1-2次除去污物，为什么冲洗次数不宜太多？

④水果榨汁与切片有什么区别？

⑤加入少许蔗糖的目的是什么？

⑥制酒过程中一定要接种酵母菌吗？

⑦装瓶发酵时，发酵液不能装满发酵瓶的原因是什么？

⑧在发酵过程中为什么通常“先通气后密封”？

通过一系列的提问让学生在自主思考的同时掌握了核心知识。把握了果酒的制作中的重难点。

2.5实验装置的改进

课前学生自主设计的实验大多使用的装置是比较简易的带盖的玻璃罐，让学生根据自主设计的简易装置，思考以下相关问题：

①发酵过程中，为什么要每隔一段时间需将瓶盖拧松一次？

②瓶盖拧松片刻后再将瓶盖拧紧的目的是什么？

③分析此简易发酵装置不足之处。

④根据其不足之处设计一个更好地发酵装置。

2.5.1对简易发酵装置改进

针对简易装置易被杂菌污染这一不足之处，通过查阅资料，得知：巴斯德研究发酵现象时候，将肉汁及瓶杀菌，随后将肉汁分别装入曲颈瓶和直颈瓶中，结果曲颈瓶中煮过的肉汁，经过四年没有腐烂。而直颈瓶的肉汁，很快腐烂。由此，推出曲颈瓶颈较长且弯曲，瓶口较小，静置状态下不易产生空气流动，空气中微生物不易被气流带入瓶中，可以一定程度的避免被杂菌污染。根据这一结论，对简易装置进行改良，在简易装置的盖子上挖一个洞，插入一定长度弯曲的吸管或玻璃管。

3    教学总结

科学研究的方式之一是实验，验证结论并不是实验的唯一作用，学生能在自主动手进行实验的过程中，寻找和发现科学真理，使实验能带动学生科学探究能力的提升，落实素质教育目标。笔者采用先让学生自主实验再进行授课的方式带领学生学习《果酒的制作》，有助于提高学生科学探究素养。这打破了传统的实验教学，让学生在做中不断地探索与思考，并试图自己去解决实验过程中的一些疑问。学生独立完成果酒的制作实验后，再在课堂上进行交流，探讨出不同学生所做实验的相似之处与不同之处。再在教师层层设问下，对葡萄酒制作的各方面有了全面的理解。学生在经过这样一堂课的学习，科学探究的能力大大的提高了。

参考文献

1.伊涛.高中生物教学中学生科学探究能力的培养途径[J].长春师范大学学报，2018（10）：159-161.

2.中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准：2017年版[M].北京：人民教育出版社，2018：4-5.

3.郑秀海，基于“科学探究”的高中生物实验教学的思考[J].中国校外教育，2018.651（31）：134+166