《探究酵母菌細胞呼吸方式》教學案例及反思

李 剛

科學探究作為發現科學事實，揭示科學規律的過程和方法，在科學教育中具有重要的意義，教學不僅要使學生獲取一定的知識，還要使學生習得獲取知識的方法，提高解決問題的能力，在教學中，教師應該讓學生親歷思考和探究的過程，領悟科學探究的方法，教師在組織探究活動時，應該注意哪些問題?下面結合筆者一個教學案例談幾點體會。

一、案例：探究酵母菌細胞呼吸的方式

1.問題情境：酵母菌是一種單細胞真菌，在有氧和無氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌，因此便于用來研究細胞呼吸的不同方式。

2.提出問題：各小組交流課前收集的有關酵母菌的知識，想一想關于酵母菌的細胞呼吸方式，自己有哪些不清楚的地方，嘗試提出要探究的問題，如：

小組Ⅰ：酵母菌采取何種細胞呼吸方式?

小組Ⅱ：酵母菌在有氧和無氧條件下，細胞呼吸的產物分別是什么?

小組Ⅲ：酵母菌在有氧和無氧條件下，細胞呼吸產生的CO₂是否一樣多?

3.作出假設：學生根據已有知識和生活經驗，針對所提出的問題作出假設，如：

小組Ⅰ：酵母菌在有氧、無氧條件下都能生存，所以我們認為酵母菌既能進行有氧呼吸又能進行無氧呼吸，

小組Ⅱ：酵母菌可用于發面、釀酒，所以我們認為酵母菌有氧呼吸的產物中有CO₂；無氧呼吸的產物可能是酒精。

小組Ⅲ：酵母菌用于釀酒時，前一階段產生的氣泡多，后階段產生的氣泡少，因此我們認為酵母菌在有氧呼吸時產生的CO₂比無氧呼吸產生的多。

4.設計實驗：教師通過幾個問題引導學生進行實驗設計：

問題(1)：怎樣控制有氧和無氧條件?

問題(2)：怎樣鑒定有無酒精產生?

問題(3)：怎樣鑒定有無CO₂產生?如何比較CO₂產生的多少?

問題(4)：怎樣保證酵母菌在整個實驗過程中能正常存活?

學生小組討論，解決相關問題，將實驗設計的大體思路確定為：設置對比實驗——比較在有氧和無氧兩種條件下，酵母菌細胞呼吸產物的種類和產量，酵母菌在密閉的條件下培養可創造無氧條件，在間歇通氣的條件下培養可提供有氧條件；用澄清石灰水或溴麝香草酚藍水溶液可鑒定有無CO₂產生。

每組討論后，師生匯總，逐步細化，寫出包括材料用具和方法步驟在內的實驗方案并繪制實驗裝置圖。

5.進行實驗：首先小組展示設計的實驗裝置圖，然后再由師生共同討論后修正，確定實驗裝置如下：最后，教師展示實驗結果，(由于實驗需要時間較長，因此實驗應提前2～3天準備)(1)觀察比較A、B兩裝置中石灰水的渾濁程度，(2)從A、B兩裝置中各取2ml培養液，分別注入兩只潔凈的試管中，向試管中各滴入0.5m1溶有0.1g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液的試管中并輕輕振蕩，使它們混合均勻，觀察試管中溶液的顏色變化。

6.實驗結論及交流、應用

(1)根據實驗的結果得出本小組的結論，然后，用簡明科學的語言，描述酵母菌的細胞呼吸方式，每種呼吸方式的條件和產物的區別，(2)重鉻酸鉀的濃硫酸溶液可以檢測有無酒精生成，想一想，這一原理在日常生活中有什么應用?

二、反思

教師在組織探究活動時，應注意以下幾個方面。

1.探究活動要有明確的教學目標

強調學習的過程，并不是忽視學習的結果，而是對學習的結果有更高的要求，探究是獲得這些結果的重要途徑，本案例教學的目的是讓學生設計和進行對比實驗，分析有氧和無氧條件下酵母菌細胞呼吸的情況，因此，探究活動應緊緊圍繞這個目標來設計，從有氧、無氧條件的創造、產物的檢測，到材料用具，再到實驗裝置的設計，要求學生在探究活動的每一階段都有明確的目標。

2.要有值得探究的問題或研究任務

每個探究活動中都應該有學生未知答案的問題，如果問題的答案學生已知道，探究便失去了意義，因此，問題的提出是科學探究中重要的一環，教師可以用多種方式來創設問題情境，給學生提供一個思維的平臺，讓學生的提問有一定的知識背景作為支撐，以便學生發散思維，提出有方向性、有深度、有廣度的問題，這樣的問題才有探究的價值。

3.要有民主的師生關系和求真求實的氛圍

《生物課程標準》提出：“科學探究活動的開展需要民主的師生關系和求真求實的氛圍，”在探究活動中，教師既是學生的平等對話者之一，又是活動的組織者，學生探究的促進者，教師要在與學生平等對話的合作互動中，加強對學生的點撥與指導，實現教學相長，因此教師應將自己放在一個與學生平等的地位上，積極引導，尊重學生的思維和發言權，保護學生勇于探究的精神和自信心。

(責任編輯：廖銀燕)