張 妍 丁奕然 司風(fēng)玲

(重慶師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 401331)

自翻轉(zhuǎn)課堂模式引入國內(nèi)后，經(jīng)歷了高潮熱議、積極應(yīng)用與反省思考等多個階段，現(xiàn)在國內(nèi)對翻轉(zhuǎn)課堂的思考與運用則體現(xiàn)得相對理智與冷靜了許多。現(xiàn)代研究表明，翻轉(zhuǎn)課堂是通過分解知識內(nèi)化的難度，以促進知識體系漸進的內(nèi)化[1]。這點在科學(xué)教育中體現(xiàn)得十分明顯，就研究者之前的論述中不難發(fā)現(xiàn)，翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于生物學(xué)教學(xué)過程可以較好地契合新課程標(biāo)準(zhǔn)理念[2]。然而，目前的教學(xué)中常將塔爾伯特(Talbert)翻轉(zhuǎn)課堂的模式固化，即理解運用為課前的視頻自學(xué)吸收與課中的互動探究、檢測評價。該模式的操作過程中并未真正實現(xiàn)教學(xué)結(jié)構(gòu)序列的翻轉(zhuǎn)，所以在一定程度上并不能真正實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)[3]。同時，翻轉(zhuǎn)課堂在國內(nèi)生物學(xué)教育中運用至今還停留于理論知識的認知層面，較少深入涉及到實驗屬性的科學(xué)本質(zhì)層面以及學(xué)生本體的能力獲取層面。

為此，本文采用翻轉(zhuǎn)教學(xué)結(jié)構(gòu)序列的新模式——馬薩萊姆(Ramsey Musallam)翻轉(zhuǎn)模式[4]，對其操作步驟與特性進行相應(yīng)的論述，并將該模式應(yīng)用到高中“酶的特性”實驗教學(xué)中，將酶的專一性、高效性和作用于溫和條件三大特性分別融入該模式“探索―翻轉(zhuǎn)-應(yīng)用”的實驗教學(xué)過程中，旨在幫助學(xué)生分解知識內(nèi)化難度的同時，獲取科學(xué)探究的基本能力，明晰生物學(xué)科的實驗屬性。

1 馬薩萊姆的翻轉(zhuǎn)課堂新模式簡介

馬薩萊姆開發(fā)的“探索―翻轉(zhuǎn)―應(yīng)用”新模式與塔爾伯特的翻轉(zhuǎn)課堂模式相比，有更加尊重學(xué)生的主體地位，并提倡采用更精簡的手段實現(xiàn)視頻教學(xué)的兩層考慮。其操作流程如下：①教師在上一節(jié)課的后半部分拋出一個問題，讓學(xué)生進行探討解決，教師在該過程并不給出正確或唯一的答案，通過學(xué)生的思維發(fā)散實現(xiàn)探索過程；②在課外讓學(xué)生觀看視頻或自學(xué)教材知識，結(jié)合一些先行組織者材料進行翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)，然后提交視頻反饋以及探索過程中問題的解決方案；③在下一節(jié)課的前半部分進行所學(xué)的概念測試，以及相關(guān)知識的情境遷移以解決新問題，以實現(xiàn)應(yīng)用環(huán)節(jié)。

2 馬薩萊姆模式下的實驗教學(xué)課例

馬薩萊姆已經(jīng)應(yīng)用該模式在教授學(xué)生進行課堂學(xué)習(xí)，但是國內(nèi)較少關(guān)注并運用，筆者運用該模式進行“酶的特性”的實驗教學(xué)。在教學(xué)過程中，不僅分解了學(xué)生知識內(nèi)化的難度，更成功實現(xiàn)了學(xué)生對生物學(xué)理科屬性與科學(xué)本質(zhì)的回歸。

2.1 學(xué)段聯(lián)動、引問而探：“專一性” 前一節(jié)課上由教師給出先行組織者材料：不同酶類在消化系統(tǒng)的各器官中分布各不相同，口腔中存在唾液淀粉酶、胃中存在胃蛋白酶，小腸中的酶的種類有很多等。結(jié)合初高中的生物學(xué)段聯(lián)動，展示出初中消化系統(tǒng)知識點：食物中的淀粉在口腔中初步消化，蛋白質(zhì)在胃中初步分解，蛋白質(zhì)、脂肪和淀粉等在小腸中進一步消化。讓學(xué)生根據(jù)這些材料大膽猜測酶是否存在一種特性，大多數(shù)學(xué)生均會聯(lián)想到“酶具有專一性”來解釋食物消化的過程。之后教師提出問題，讓學(xué)生自主設(shè)計實驗驗證這一特性。

教師僅給出可能用到的實驗器材與用品，讓學(xué)生分小組從中篩選所需要的儀器與試劑，自主設(shè)計驗證實驗。給出實驗的試劑包括碘液、可溶性淀粉、蔗糖酶、淀粉酶、斐林試劑、牛奶、蛋白酶和雙縮脲試劑，這些試劑中明顯含有干擾選項。教師在此過程中并不給出答案，而是關(guān)注學(xué)生分組設(shè)計的思維過程以及最終結(jié)果，看看學(xué)生能不能自己排除干擾項，依據(jù)控制變量與對照實驗的實驗基本原則進行實驗設(shè)計。

2.2 實驗深入、關(guān)聯(lián)而啟：“高效性” 讓學(xué)生帶著上一節(jié)課設(shè)計的實驗結(jié)果，觀看“探究酶的高效性”的視頻，分析自己小組的設(shè)計思路是否正確。視頻中的實驗操作如下：①設(shè)置3支相同的試管，裝入相同體積、相同濃度的過氧化氫溶液，分別編號為1號、2號和3號；②在1號試管中加入蒸餾水，2號試管中加入等量的豬肝研磨液溶液，3號試管中加入等量氯化鐵溶液；③混合均勻后，仔細觀察3支試管的氣泡產(chǎn)生情況；④在實驗操作過程中著重講解控制變量和對照組的設(shè)置，并告訴學(xué)生因變量、自變量與無關(guān)變量的概念。

學(xué)生觀看視頻過后，教師留下思考題：視頻中的實驗因素中哪些是自變量？哪些是因變量？哪些是無關(guān)變量？上節(jié)課中小組設(shè)計驗證酶的專一性是否存在問題？其能否得出預(yù)期的實驗效果？同時，學(xué)生將這些問題的答案用紙質(zhì)作答的方式向教師提交，讓教師明確該視頻深入實驗教學(xué)的過程，是否能夠讓學(xué)生明確實驗設(shè)計的主要原則，以及學(xué)生能否根據(jù)該視頻自主完善之前專一性的驗證實驗。

2.3 探究遷移、應(yīng)用而評：“作用于溫和條件” 在下一節(jié)課的前半部分，教師根據(jù)學(xué)生觀看的視頻的情況，給出驗證酶的專一性實驗正解，讓學(xué)生再次明確其中的干擾項(為什么不能采用碘液、蛋白質(zhì)的分解進行實驗)有哪些？自變量、因變量、無關(guān)變量、實驗組和對照組分別是什么？并在學(xué)生回答這些問題的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生理解科學(xué)探究的基本方法就是“提出問題―作出假設(shè)―實驗驗證―得出結(jié)論”。最后，在讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)內(nèi)容與知識，分組探究溫度與pH對酶活力的影響。

在學(xué)生得出“酶作用于溫和條件下”這一結(jié)論后，繪制出“酶的特性”的概念圖，讓學(xué)生完善知識體系。給出學(xué)生某年廣東省高考試題第29題第1問：根據(jù)題目中胃蛋白酶、胰蛋白酶與木瓜蛋白酶在不同pH值下的活性不同，讓學(xué)生了解各種酶具備自身的化學(xué)特征。并讓學(xué)生理解工業(yè)生產(chǎn)中為何使用木瓜蛋白酶類較多的原因，正是因為其在不同pH之下的活性變化并不是很大，具有較寬的活性范圍，所以才經(jīng)常被用作生產(chǎn)中的添加劑。此過程讓學(xué)生明確自己的探究過程可應(yīng)用于實際，讓其感受到生命科學(xué)的進展方興未艾、在生產(chǎn)生活中應(yīng)用大有可為。

3 馬薩萊姆翻轉(zhuǎn)課堂新模式的反思

3.1 難度分解與層級關(guān)聯(lián) 由于馬薩萊姆翻轉(zhuǎn)課堂的模式在認知負荷上對學(xué)生的要求明顯不同于以往的教學(xué)模式，所以在整個教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)注意難度的分解與層級的關(guān)聯(lián)。漸進地設(shè)置難度梯度、拋出問題，并能夠讓學(xué)生在自己的能力范圍內(nèi)、通過教學(xué)引導(dǎo)解決問題。如上文案例將“酶的特性”的三點，分解散布于各個教學(xué)環(huán)節(jié)中。學(xué)生在第一節(jié)課上解決問題時可能失敗，但是第二個環(huán)節(jié)的視頻則良好地讓學(xué)生關(guān)聯(lián)起來解決第一個問題，進而去明晰學(xué)科的實驗屬性與科學(xué)本質(zhì)。該教學(xué)過程是將所學(xué)的知識內(nèi)容進行結(jié)構(gòu)解析，分布到其所需要執(zhí)行的各個環(huán)節(jié)中，然后將各個環(huán)節(jié)間形成遞進的關(guān)系，以促進學(xué)生對知識體系內(nèi)化過程的進階以及對學(xué)科思想與科學(xué)本質(zhì)的進階，甚至達成對自身能力提升的進階。學(xué)習(xí)過程中不僅僅是對知識的學(xué)習(xí)，也是對實驗設(shè)計的對照原則與控制變量原則的學(xué)習(xí)，更是對科學(xué)探究活動方法的理解，從而最終實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

3.2 主線設(shè)計與本質(zhì)深入 馬薩萊姆的翻轉(zhuǎn)課堂在教學(xué)過程中，由于其從上一節(jié)課的課上一直持續(xù)到下一節(jié)課的課上，整個教學(xué)環(huán)節(jié)中的間隔相較之前的塔爾伯特翻轉(zhuǎn)課堂更多、更長，所以其更易導(dǎo)致知識點零散、混亂的情況發(fā)生[3]。因而在整個教學(xué)過程中更應(yīng)當(dāng)突出體現(xiàn)出一條教學(xué)主線，并深入到學(xué)生對學(xué)習(xí)能力提升與科學(xué)本質(zhì)理解中，以打破翻轉(zhuǎn)課堂存在的很少涉及能力培養(yǎng)與情感獲得的局限。如上文所述的整個教學(xué)過程需要繪制概念圖，明確整個知識體系的架構(gòu)。此外，也可以酶的特性為主線，采用科學(xué)探究的一般方法為暗線，對其實驗學(xué)科本質(zhì)進行深入理解[5]。整個過程實現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)，將主線貫穿于翻轉(zhuǎn)課堂執(zhí)行的始終，深化了教學(xué)的層次。