充分体现自主创新与主动探究的“纸巾绛解实验”的课堂实录

           邰玉韦   发表于《中学生物教学》2009年第3期

1   背景：学校老师的办公桌上几乎人人都有一盒纸巾，学生书包里或随身经常会带着手帕纸，看来纸巾或手帕纸在人们的现实生活中地位是很重要的。但是也发现很多人用纸巾很浪费，废弃的纸巾是不可回收有机垃圾，属于一次性消费。被大量抛弃的纸巾，在土壤中是如何消失的呢？虽然生物老师课堂上也渗透有关知识的讲解，但对学生而言耳闻不如一见，一见不如实验，于是我就准备了一次 “纸巾绛解实验” 的探究。因为教材上没有安排这个实验，因此材料的选择、

方案的制定、困难的解决办法等都要由学生自己去解决，这样可以充分挖掘和体现学生的自主创新和主动探究的能力。

2   实验案例呈上：

师：请同学们看一份学生秋游外出时需带物品清单：点心、水、零食、活动用品、垃圾袋、晕车药、零花钱。

师： 这份清单和你外出的物品清单比较，如何评价？

生1：我的好。因为我觉的外出的话，纸巾是很必要的。

生2：是的，我也有同感。

师： 我们来聊聊纸巾好吗？

生1：我们家里使用纸巾很多的。

生2：我上学时书包里天天带一包，有的时候感冒了还要带两包。

生3：去超市，妈妈总会买一些纸巾，妈妈很爱干净。

生4：只要外出吃饭，妈妈包里总要带上纸巾。

生5：在家里吃饭，我们多数时候也用的。

生6：我们家的车箱里，纸巾不会缺少的。

    、、、、、、

师：请同学们看课前“纸巾调查表”的结果和数字统计、、、

（感觉学生有点触动，特别是纸巾的使用量和在人们生活中重要性。）

师：（片刻后）纸巾用完后可以再回收吗？

生：不可以。

师：你知识面很广。那老师再问你，废弃的纸巾在自然界中是怎样消失的呢？

生：不很清楚，是细菌分解的吧。

师：是的，准确地讲是土壤中微生物起的作用。

师：今天老师要你们探究这样一个课题：纸巾在土壤中是如何被降解的？

生：好的。（感觉好奇的样子。）

师：这次探究，我非常相信大家，老师有几个特别的要求：（1）、探究方案要你们全班同学完成（2）、实验材料自己选择和自备（器具可用生活替代品）（3）、老师提供实验室场所和有关试剂（4）、害怕困难的、没有毅力的同学可以不参加，提前退出。

生：一片轰动，跃跃欲试的样子，没有人退出。

师：（老师适当做一些知识积累方面的引导和把握一下关键环节）你有什么办法把土壤中微生物提取出来吗？请大家分组讨论吧。

生：4人一组讨论。小组代表发言后，最后经过优化后，确定了两种方案。

生1：搅拌土壤溶液，再用纱布过滤，而且多过滤几次比较好。

生2：把土壤溶液静置几天，然后取上清夜。

（最后确定为第一种方案。）

师：怎么能知道纸巾成分被降解了呢？

生：看实验前后的成分一样不一样？

师：很聪明，你们的思路很正确。那么是如何检验淀粉的呢？

生：淀粉遇碘液变蓝色。

师：纸巾的成分含淀粉吗？

生：（很机灵。）许多学生开始用滴管吸碘液滴在纸巾上验证。

生：学生开始叫了起来，“不含淀粉” 、“没有变蓝”、“它含什么成分？快告诉我们，老师。”

师：可以自己解决吗？。

生：上网查资料。

师：（简化可省略的环节）老师已经查过了。纸巾的主要成分是纤维素，和淀粉一样都是糖类大分子，分解后都会产生葡萄糖。废弃的纸巾丢在自然界的土壤中，如果被微生物发酵降解的话，也会产生葡萄糖。

生：（学生开始进入状态了）那葡萄糖怎样检验呢？

师：爸爸、妈妈有没有当医生的？或家里有没有得上糖尿病的老人呢？

生：葡萄糖可以用尿糖试纸检验对吧？（这时学生们才恍然大悟，知道老师上节课布置的任务—带尿糖试纸的目的。）

师：是的。同学们不妨试试，尿糖试纸放在不同浓度的葡萄糖溶液中颜色变化？

生：对于医院用的尿糖试纸还能在这里用学生们充满了好奇和神秘，急于尝试。

生：还需要对照实验吗？（其他学生说：当然。）

师：蒸馏水或矿泉水都可以。请同学们分组讨论具体实验材料和方案步骤吧！

生：各小组间进行交流，优化组合后的实验设计如下：（老师只细节上略指导）

实验材料：2个饮料瓶、小刀、剪子、两张纸巾、土壤溶液、矿泉水、纱布、筷子、尿糖试纸、盆子。  

实验步骤：（1）用盆子取中层土壤加水搅拌至均匀；（2）用小刀把矿泉瓶制作成两个大小一样的容器A、B（3）在容器A中放入150毫升蒸馏水；（4）用下半矿泉瓶取土壤溶液，用纱布过滤2-3次；（5）在容器B中放入150毫升土壤溶液过滤液；（6）把实验容器A、B放在实验室里培养；（7）每隔一周用尿糖试纸检测一次；（8）记录现象、发现问题和临时解决办法（表1）；（9）结论；（10）感悟。        

表1实验过程观察记录

 

时间 2008年		11月27日	12 月4日	12月11日	、、、、、、	困难和办法
现象	A
	B
感悟

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

到了实验阶段时，老师发现和之前预计的一样，各组的学生都准备的很充分，材料很到位。“康师傅”矿泉瓶，农夫山泉瓶等。学生会用小刀小心翼翼把2个瓶一分为二，上半瓶用作容器去盛土壤溶液，盖上纱布，过滤到另一个上半瓶内；两次过滤后，把过滤好土壤溶液倒入其中一个下半瓶内，另一个下半瓶装等量的矿泉水，并贴上标签做标记A和B，用做对照实验。学生之间合作的非常默契，从剪纸、制取土壤溶液、搅拌、过滤、用尿糖试纸检验等过程。10天过后，20个组中，有三个组开始出现不明显的结果，虽然检验的尿糖试纸只是刚刚变了一个格呈现+，他们的兴奋声已经充满了整个实验室。没有变化的学生开始着急了，我及时安慰和鼓励他们，让他们在赏识中进一步地探索，鼓励他们大胆猜想。慢慢地，其他组都有了不同程度的结果。可想而知，这种期盼好久的结果让学生们欣喜若狂，这种心情又会激起他们下一个课题探究的欲望。

3          教师反思：

3、1体现自主创新和主动探究之我观

教师应提供自主创新的空间，鼓励学生大胆想象，只有学生想的多，方案才多，才有比较，有了比较就会发现有优势，创新的活力就体现的越强。相信学生的能力和活力，有意给学生设置障碍；学生发现了问题，就会提出问题，再通过自己的努力解决问题，他们在这个过程中就经历了创新的过程，创新能力也就得到了培养。另外，学生在这个过程体验到成就感和体验的愉悦感，它又激励学生进一步探究。

3、1、1土壤选用

学生开始意见有很大分歧，从任何地方的土壤都可以慢慢讨论到用富含有机质的肥沃的土壤比较好，从上层的土壤慢慢讨论到中层的土壤比较好理由是这样的土壤微生物更多些。

3、1、2器具选用

学生中有的说带盆子太大，不方便，而且每个实验组没有必要取这么土壤，但2个盆子制备土壤浸出液是必要的。接下来有的学生说每组可以都带纸杯但不环保，破坏森林资源。有个学生很机灵说，我们从班里收集饮料瓶吧，这下炸开锅了。问题又来了，矿泉瓶口这么小，怎方便装进液体呢？又议论的结果是：用小刀把饮料瓶一分为二，上半瓶取土壤浸出液和过滤用，下半瓶做观察探究实验。他们立刻意识到，每个组应该自备2个饮料瓶。另外，还有学生提议用一次性筷子代替玻璃棒。

3、1、3方案设计

教材上没有设计到这个探究实验，也没有固定的方案。教师应把教学目标定位在通过实验教学创造问题情境上，让学生“模仿”科学家去探索问题、解决问题，进行创造性学习，培养一种从事科学探究的良好习惯和能力。我在布置这个实验之前，做了预备实验，效果是有的，但效果的表现出来需要一段时间。我想就给八年级的学生提供一种这样尝试，进行一些创新设计，培养学生探究科学的兴趣，激发学生独立思考、勇于实践、敢于创新的科学精神。根据已有的知识和学习探究的经历，学生很快就把实验流程设计出来了。

3、1、4尿糖试纸使用

在葡萄糖检验方法上，我进行了点拨，提供了一种科学的方法用尿糖试纸，但在去哪里买到，怎样使用它，我留给学生一个宽松的思维空间。学生有的问家长，有的去医院买，有的到大药店买。上课时，学生拿出尿糖试纸互相比较，发现3种情况：尿糖试纸条有粉红色条的、有浅蓝色条的，但原理是一样的，参照说明书，他们立即大胆检测起来。另外还有一种是尿液分析剂试纸，这时学生发现自己找错了。整个探究过程充分体现了民主、互动和创新。

3、2 体现情感价值理念之我观

3、2、1渗透现代环保意识

课前教师让学生填写了纸巾使用情况问卷调查表，目的是培养学生对社会现象的关注和了解。比如“纸巾绛解实验”的探究，就是有意识开发地新课程环保资源，除了让学生了解微生物对有机垃圾的分解作用是一种重要的生物绛解垃圾的方法，同时也告诉他们大量使用纸巾，会破坏大量森林资源，造成白色污染，进而延伸到讨论日常生活中有哪些有利于环境保护的消费行为，比如：少用纸杯和一次性筷子、为生态建设工程提建议等。这样从中培养学生自觉地参与环境保护的好习惯，增强学生的现代环保意识。

3、2、2培养学生的意志品质

初中的学生对生活充满了激情，但遇到困难时，表现出缺少意志和毅力。探究实验开始，我就做了铺垫，“怕困难的、没有毅力的同学可以不参加”、“时间长的话，你能坚持做下去吗？”“看谁的实验最成功。”、、、、、、这些都是从意志、责任意识和竞争意识上暗示和培养学生的品质。实验过程中，学生可能遇到种种困难和矛盾，比如过滤土壤溶液时一不小心倒掉了，怎么办？实验失败了怎么办？是默默放弃？还是重头再来？比如：有的组的同学一个周多就出现了葡萄糖（刚刚显示+）的迹象，他们还要坚持下去，直到显示+、++、、、没有结果的同学怎么办？他们最后都选择了继续，想各种办法来解决问题，“土壤溶液中微生物太少？”  “纸巾太小了吗？”“温度太低了吗？”、、、、、、在整个过程中，这些都需要学生自己经历调节，同时有了竞争合作的氛围，学生会坚强地选择走下去，学生的意志品质就得到了锻炼。在实验成功的一瞬间困难会烟消云散，这还会促进他下一次自主创新，主动探究。

3、2、3感悟学生综合能力的培养

首先，在真实的、学生参与的探究实践中才能增强学生的主体意识，学生在学习活动中的问题性、主动性、竞争性、创新性、探究性才能得到了较好的发挥，有了学生的主体意识，就容易培养学生的责任心和创造性以及自学能力、分析问题和解决问题的能力等等，也有助于学生形成独立思考、自主学习的能力，为进一步培养学生的创新意识和实践能力奠定了良好的基础。

其次，在探究实践中，教师要用科学的方法培养学生的创新精神，然后要“放的开”，突出开放性，让他们去想、去做，活化学生的创新思维。大胆想的过程就是自主创新，然后按照想的做起来就是主动探究。探究过程远比探究结果显得更重要；教师要“牵的住”，重视培养学生间的交流与协作，并关注和激励弱势群体。

最后，教师要慎重选择学生探究的课题，既要有探究的价值，又要使探究具有一定的较高的层次：一方面，适合初中学生所具有的能力，另一方面，要有一定难度，为今后的学习和科学探究提供一定空间、科学的方法和过程积累。

    总之，初中的自主创新和主动探究实验的教学，是符合新课程要求的核心理念。教师要树立自主创新和主动探究的理念，然后要把握几个重要的环节。教师重在提供有自主创新和主动探究空间的实验课题，也就是课题要有一定的探究层次和难度，值得探讨；教师重在实施过程的建设，也就是看过程比要结果更重要；重在全体学生主动参与和坚持；重在正确探究方法的培养和延续；重在过程中创新能力的自主培养和发展；重在弥补课堂教学探究模式的不足，为新的教学带来更多生机和活力。