1、利用实验教学法推进生物学核心概念的构建以“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”为例生物科学是一门以实验为基础的自然科学，其理论的形成与发展来自于实验，生物实验是生物学的基本研究方法，是整个生物学教学中不可缺少的重要组成部分。作为一种直观形象的教学手段，实验为学生提供具体认知材料并创设积极的学习氛围，激发学生自主学习，理解较为复杂抽象的生物学知识，或直接获取生物学基础知识，对培养学生的动手能力、分析解决问题的能力、科学的思维方法有重要作用；生物科学更是一门研究生命现象及活动规律的自然科学，包含众多生物学概念，其中核心概念的教学是生物学教学的重点和难点。原实验在无菌环境下进行，采用无菌葡萄糖溶液
2、，实验环境要求高，需要超净工作台及高压蒸汽灭菌锅，大部分高中实验室并不具体该条件。结合生活实际将实验拓展为酒精发酵过程中酵母菌数量的动态变化研究，采用家庭酿制葡萄酒的方式进行实验操作，选用矿泉水代替无菌水。同时将无菌操作改为在酒精灯火焰5CM左右（该范围为无菌环境）进行，简化实验设备。实验中探究的是封闭环境下酵母菌种群的数量动态变化，结合酵母菌的呼吸方式，在有氧条件下进行需氧呼吸，但是当氧气不足时，酵母菌将进行厌氧呼吸，不吸收氧气却释放二氧化碳，同时产生酒精，此时平衡状态被打破，气压升高，据此改进实验装置，设置相应出气阀，同时增加葡萄糖及pH值的检测，扩展实验内容，对酵母菌生存环境进行相应探究
3、。教学反思1 优化实验方案，开发实验内容新课标提出实验的重要理念是倡导探究性学习，提高实践动手能力。尤其是目前高中实验教学并不乐观，实验室缺乏相应建设，部分实验器材由于价格昂贵、利用率低等原因有所缺乏4。这就要求教师需要就地取材，结合当地实际情况改善实验材料，调整实验方案，更换实验器材，促进实验的正常开展。这也是本次实验探究的创新之一，有效降低了实验操作要求，切实得要实验数据进而构建数学模型，为生物学核心概念的构建奠定基础。2 联系生活实际，激活学生原有经验实验探究要着眼于实际生活，关注学生感兴趣的内容，以此为契机激发学生的积极性。将原本单一的酵母菌数量动态变化转变为学生熟悉的酒精发酵，化繁为
4、简，将生活融入到实验探究中，提供更多有针对性的材料，拉近实验与学生之间的距离，促使学生在熟悉的情境中开展，带着强烈的好奇心与求知欲进行科学探究，有利于核心概念的顺利构建。同时对于酒精发酵学生原本就有一定的认知基础，在实验过程中，通过教师引导，能有效促使原有生活经验进一步转化升华5。例如发酵初期保持通气状态原因是为了提供充足的氧气促使酵母菌繁殖，提高发酵速率。因而前期环境条件优良，氧气充足，营养物质充分，空间充足，温度适宜，几乎是理想条件，此时酵母菌为指数增长。从而获得更深刻的感性认知，进一步同化原有知识，构建指数增长概念。3 构建知识框架，形成科学概念在实验探究过程中，引导学生对已有知识进行整
5、合，例如在教师的引导下，回顾酵母菌的特点，是一种兼性厌氧型单细胞真核生物；回忆需氧呼吸与厌氧呼吸的特点。在回顾旧知的同时对书本知识进行引导，构建知识体系，挖掘知识点之间的联系，促进新知识的迁移与应用。4 运用先进仪器，拓宽学生思维原有实验设计仅仅对酵母菌数量变化进行检测，在此基础上，增加了葡萄糖含量以及pH值的检测，分别采用手持糖度仪和pH计直接测定。这两种仪器对学生而言操作简单，且能够得到准确的实验数据，促使实验定量化，有利于构建数学模型。这也是对实验的二次探究，给学生带来不同的实验感受，增强了实验的趣味性6。在葡萄糖浓度以及pH值的变化曲线与酵母菌数量变化对比中，发现环境条件对酵母菌数量的
6、影响，深化环境容纳量概念以及逻辑斯谛增长特点。根据曲线图引导学生开拓思维，思考酵母菌喜欢生长于怎样的环境中；在实际生活中，哪些地方有酵母菌的分布；若酵母菌长期于该培养液中培养，曲线图又会有什么变化等问题。从而进一步提高实验探究思维与能力，培养对科学探究的兴趣。 不足与展望围绕核心概念开展实验教学是一种有效可行的教学方式，能够促进学生对知识点的深入理解记忆迁移应用。但在实际操作过程中，存在着许多困难，例如教师自身实验教学能力有限、实验教学经费不足、学生实践操作水平参差不齐、实验课时有限等。本文仅以一个教学案例进行探讨，不够深入系统，在今后的教学实践中仍需要作进一步的研究完善，同时作为一线生物教师，更要提高自我修养，切实将实验教学落实到核心概念教学当中。
