王寶蓮 王寶山

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的快速發(fā)展,基于大數(shù)據(jù)和云計算的新一代智慧高效課堂模式在中小學教學中迅速嶄露頭角,且顯著提高了課堂教學效率[1]。這就要求新型教學模式應該既要發(fā)揮智慧課堂的優(yōu)勢又要充分體現(xiàn)傳統(tǒng)教學的優(yōu)點[2]。筆者結合在暢言智慧課堂教學實踐的親身體驗,結合《生物體維持PH 穩(wěn)定的機制》的實驗教學為例,淺談基于智慧課堂與傳統(tǒng)教學相結合的新教學模式下的實驗教學設計,為智慧課堂的普及提供鋪墊。

一、教材分析

本節(jié)課節(jié)選自人教版選擇性必修一第一章第二節(jié)《內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)》中的探究實踐部分。穩(wěn)態(tài)是本章節(jié)乃至整書的核心概念。穩(wěn)態(tài)不僅體現(xiàn)在個體層次,也體現(xiàn)在分子水平、器官水平、群落及生態(tài)系統(tǒng)層次,已成為生命科學的一大基本概念。[3]。為后面章節(jié)的學習打下基礎。因而本實驗探究在整本書中起到了承上啟下的作用。

二、教學目標

基于《普通高中生物學課程標準(2017 年版),結合培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的要求,制定以下教學目標:生命觀念:嘗試通過實驗解釋生物體維持PH 穩(wěn)定的機制,認同生命系統(tǒng)是動態(tài)平衡的。科學思維:通過對實驗方案及實驗數(shù)據(jù)的探討提升學生的批判思維能力、演繹與推理能力及數(shù)據(jù)轉換能力?？茖W探究:通過實驗設計與實施、結果分析,類培養(yǎng)學生的探究能力和團隊合作精神。社會責任:通過實驗使學生形成穩(wěn)態(tài)與平衡觀,并能用所學知識解決生活實際問題,增強學生的社會責任感。

三、教學過程

1.課前準備

(1)實驗材料準備:PH 測試筆、50mL 燒杯、50mL 量筒、玻璃棒、自來水等。

(2)實驗試劑準備:物質濃度為0.1mol/L 的HCL 溶液、物質濃度為0.1mol/L 的NaOH 溶液,PH=7 的磷酸緩沖液(市場購買成套的PH 緩沖劑的混合磷酸鹽試劑)、稀釋的雞蛋清溶液(雞蛋清:水=5:1)、馬鈴薯勻漿(10g 新鮮的馬鈴薯去皮,加入到10mL蒸餾水中,料理機破碎均勻)。向學生推送本節(jié)課的學案、PH 測試筆的使用方法及注意事項、如何使用excel 將表格數(shù)據(jù)轉換成曲線圖。

2.教學過程

課前將教師機和學生機聯(lián)機,并實現(xiàn)教師機與大屏幕同屏。教師點擊開始上課。

(1)溫故而知新 通過精心設置問題:正常人體的血漿PH 是多少? 血漿PH 維持相對穩(wěn)定與什么物質有關?

(2)創(chuàng)設生活情境 引入新知識。利用智慧課堂的“資源分享”功能將《健康水廣告》海報推送給全體學生。并設置問題:①如果你的家人聽信廣告而大量購買、飲用堿性水,你會怎么做? 簡單說明原因? ②當我們攝入酸性或者堿性食物后,血漿的PH 是否會發(fā)生明顯的變化? 為什么?

(3)師生共同評價 完善實驗方案。針對學生做出的“血漿中含有對酸堿起緩沖作用的物質”這一假設,設計以下問題①能否用稀釋的雞蛋清溶液、馬鈴薯勻漿代替新鮮的肝臟研磨液? 簡單說出理由? ②該實驗的自變量是什么? 如何體現(xiàn)? 因變量是什么? 如何觀察和記錄? 無關變量是什么,如何控制? ③該實驗的對照組和實驗組如何設置? 然后指導學生利用智慧課堂的“劃詞搜索”功能來搜集相關資源來選擇最優(yōu)的實驗材料;并指導學生通過智慧課堂精學課前推送的視頻,掌握實驗儀器的使用方法、數(shù)據(jù)記錄和轉換的方法;然后通過小組合作探究,學生代表發(fā)言,結合智慧課堂的“拍照講解”和“聚焦放大”功能,師生共同評價和完善實驗方案。

(4)分組實驗 合作探究。給每小組布置任務:①每四人一組,分別探究加酸或加堿對蒸餾水、PH=7 的磷酸緩沖液、蛋清稀釋液、馬鈴薯勻漿稀釋液的PH 影響,并記錄數(shù)據(jù)。奇數(shù)組探究加酸實驗,偶數(shù)組探究加堿實驗。②再次強調實驗注意事項,并巡視指導,提醒學生操作的安全性和規(guī)范性。學生根據(jù)分工每人參與實驗操作,并將實驗數(shù)據(jù)記錄到實驗任務單上,再利用Excel 將其轉化成曲線圖(以加酸或加堿滴數(shù)作為橫坐標,以PH 為縱坐標進行繪制)。最后將所得實驗數(shù)據(jù)通過智慧課堂的“全班分享”功能分享。

(5)結果分享 追尋科學本質 師生通過小組實驗數(shù)據(jù)的比對分析,探討個別小組產生實驗誤差的原因,最終得出以下結論:①加酸/堿后生物材料的PH 變化接近于緩沖液PH 變化。②緩沖液加入少量酸堿后pH 變化不明顯。原因是磷酸緩沖液中含NaH2PO4/Na2HPO4其中NaH2PO4溶液呈酸性,當加入少量 NaOH時,可以中和OH-;而Na2HPO4溶液呈堿性,當加入少量 HCl 時,可以中和H+。水溶液則不同,因而加入酸堿后,pH 變化明顯。③對酸緩沖能力依次增強的是:蒸餾水、馬鈴薯勻漿、雞蛋清稀釋液、磷酸緩沖液;對堿緩沖能力依次增強的是:自來水、蛋清稀釋液、馬鈴薯勻漿、磷酸緩沖液。在得出實驗結論的基礎上,教師通過智慧課堂的白板來講解“動物體內環(huán)境維持PH 相對穩(wěn)定”的機制,并將板書內容分享給全體學生,再并指導學生將利用智慧課堂的“存網(wǎng)盤”功能將相關內容存入個人網(wǎng)盤。

(6)再回情境 學以致用 教師指導學生利用所學知識對“酸堿體質”理論進行批判,并指導學生思考:哪些情況會使機體內環(huán)境的PH 偏離正常范圍,這將會對我們的健康帶來哪些危害?

(7)知識拓展 課后作業(yè) 向學生推薦《植物細胞內PH 穩(wěn)定體系及其調控的新進展》《植物細胞內PH 調控系統(tǒng)--是適應環(huán)境逆境的一個耐性機制》《植物細胞內PH 值的測定》論文,拓展學生知識水平;并利用智慧課堂的“布置課時練作業(yè)”模塊,向全體學生布置“同步課時練”作業(yè)。

四、教學反思

本節(jié)課通過設計和分析加酸/加堿對蒸餾水、PH=7 的磷酸緩沖液、蛋清稀釋液、馬鈴薯勻漿這四種溶液PH 變化的探索,結合對酸堿體質理論的批評,有助于學生形成穩(wěn)態(tài)與平衡觀。整節(jié)課以實驗實施為主線,逐步發(fā)展學生的科學思維;并使用傳統(tǒng)教學與智慧課堂相結合的教學模式大大提升課堂效率。因而,筆者認為這種基于智慧課堂的新型教學模式是未來課堂改革的必然趨勢。