5.1“酶的作用于本质”例谈ATDE模式在生物学实验教学中的运用_刘满希_顾明辉

摘要简要介绍ATDE 教学模式的要点,以“酶的作用”一节课为例，探讨了ATDE 教学模式在中学生物实验教学中的应用策略，最后针对问、想、做、评各环节尚存的有关问题，提出了建议性的解决策略。

关键词ATDE 模式实验教学创新思维中图分类号G633.91文献标识码B第30卷第9期2014年中学生物学Middle School BiologyVol．30No．92014文件编号：1003－7586（2014）09－0020－05例谈ＡＴＤＥ模式在生物学实验教学中的运用刘满希（江苏省扬州市教育科学研究院江苏扬州225007）顾明辉（江苏省扬州中学江苏扬州225002）目前中学生物学实验教学普遍采用“照方抓药”注入式教学模式，学生按教材中实验步骤被动操作，技能训练与思维能力培养分离现象严重，片面强调“三基”目标，忽视生物科学素养的培养，为了改变这一现状，笔者申请了《高中生物实验教学ATDE 模式研究》课题（江苏省教育科学“十二五”规划课题），尝试采用ATDE 模式进行生物学实验教学。

下面以“酶的作用”这节课为例，探讨ATDE 教学模式在中学生物实验教学中的应用策略。

之所以选“酶的作用”这节课，是因为江苏省高中生物评优课选了这节课，而笔者作为评委认真观摩了13位选手的公开课。

1ATDE 教学模式ATDE 教学模式是由问(Asking)、想(Thinking)、做(Doing)、评(Evaluation)四要素构成，即教师通过有机整合具有系统性与关联性的课程内容，采用启发式、探究式教学方式，循序渐进地推进教学活动，强调在学生原有的知识和经验基础上，通过“问”、“想”、“做”、“评”四步训练，以最大限度激发学生的想象力、敏锐力、流畅力、变通力、独创力，培养学生的创造性思维能力。

ATDE 教学模式如图1所示。

该模式可以解释为：①问：创设情境、启发引导、精心设问。

学生只有对学习活动持探究和质疑的态度，才会使自己的思维活动处于积极、活跃的状态，思维也才能具有创造性。

②想：通过联想训练，培养创造性思维能力，以寻求创意。

联想虽然并不能直接产生有创新价值的新形象，但它却为能够产生新形象的想象思维活动提供一定的基础，通过自由想象可设计各种解决问题的方案。

③做：通过实际操作训练，让学生在学中做，做中学，做中议，议中醒，从实验活动寻求解决问题的方法，培养创造性思维能力。

④评：通过师生共同制定评价标准，选取最适当的答案，共同评价，完善思维与实践活动。

为什么要设计这样四个环节呢，那是因为在课堂教学中教师讲得太多，而在实验课上则相反，教师引导太少，让学生按实验指导上的实验操作步骤一步步做，然后布置作业就下课。

在实验课上，教师不能放任学生按实验指导步骤操作，而自己无所事事。

教师备课，最需要考虑学生学习这个实验最大的难点是什么，学生做这个实验最容易患的错误是什么，然后按照这个逻辑去设置教学情景、实验中提什么问题、什么时候提、什么时候做、做了要解决什么问题，如何评价，从而就有了用ATDE 教学模式来指导实验教学。

这时教师并不是学科知识的化身，也不是学科知识的传声筒；而是学生知识学习困惑的疏导者，学生知识应用难题的帮助者。

2“酶的作用”一节教材分析“酶的作用和本质”是高中生物必修一第五章第一节“降低化学反应活化能的酶”第一部分内容。

在必修一第二章第二节“生命活动的主要承担着———蛋白质”这一节关于蛋白质的功能中提到：“细胞内的化学反应离不开酶的催化作用，绝大多数酶是蛋白质”，这为过渡到本节内容的学习做了很好的铺垫。

细胞中每图1ATDE 教学模式图本文是江苏省教育科学“十二五”规划课题《高中生物实验教学ATDE 模式研究》研究成果之一。

20时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢，它离不开酶的催化。

“酶的作用”是第一课时的内容，将是理解呼吸作用、光合作用等知识的基础。

本节从细胞代谢的概念入手，通过分析“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验，让学生进行控制变量的科学方法的学习，学习控制变量法，不仅有方法论意义，而且在科学研究中有着广泛的应用价值，最后分析酶在细胞代谢中发挥催化作用的机理。

3运用“ATDE教学模式”进行“酶的作用”一节课教学（1）问：在导入新课、新授课、课堂复习等阶段，都需要创设情境、启发引导、精心设问。

教材以斯帕兰札尼的实验导入新课，然后提出三个问题。

这是一个非常巧妙的实验设计，如果在使用这套新教材前，能有教师用这个实验导入新课，这一定是设计上的大亮点。

但在省评优课中，13位选手都没有采用这个实验导入新课，可能是因为这个实验对学生来说是新颖的，但对评委来说没有新鲜感，因此从想要获奖的角度来备课，教师们想了新的导入方式，但共同点是大都通过实验提出问题。

导入新课的设问既要与学生的生活或经验相联系，又要与后面的新课学习相关联。

如教材中的导入设置的情景是：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去；过一段时间后，把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了。

这个实验现象与学生原有的知识与生活经验是紧密相联的，那就是学生知道鹰的胃能消化食物，从而提出第一个问题：这个实验要解决什么问题？（要解决的问题是，鹰的胃是否只具有物理性消化，没有化学性消化功能）接下来第2个问题：就与要新学习的内容———酶相关，请学生推测，是什么物质使肉块消失了？（是胃内的化学物质消化酶将肉块分解了）第3个问题：怎样才能证明你的推测？（要求学生有基本的逻辑推理能力与实验设计能力，如果第2个推测正确，那取一点胃内的物质即胃内的消化液，在体外也应该能将肉块分解掉。

）由此可以看到，导入新课设置的情景要与学生的生活相关联，以学生的知识经验为基础，设置的问题要与新授课内容相关联，要能促进学生积极思维。

省评优课上选手们是怎样导入新课的。

南通高红梅老师是这样导入的：播放用双氧水清洗伤口的视频，教师问“用双氧水清洗伤口的时候看到什么现象？”学生回答“看到伤口上冒泡沫”。

教师追问：“是什么原因冒泡沫？”学生回答可能是伤口细胞被破坏后释放的化学物质或伤口上的微生物使过氧化氢分解产生气体从而产生泡沫。

那究竟是伤口处的细胞，还是微生物引起的呢？伤口与周围正常皮肤在同样的环境中，上面的微生物基本相同，在周围正常的皮肤上滴加同样的过氧化氢，如果正常皮肤上没有泡沫出现，只有伤口上出现泡沫，说明是伤口的细胞释放了促进过氧化氢分解的化学物质，过氧化氢分解产生气体，从而出现泡沫。

教师指出过氧化氢是一种强氧化剂，适用于伤口消毒和食品消毒。

也就是说过氧化氢能杀死微生物，对微生物是有害的，实际上过氧化氢对于人体正常的细胞也是有害的，然而，代谢过程中细胞又确实会产生过氧化氢这样的有害物质，那细胞如何解除它的毒性呢？这要靠细胞内的化学物质———酶，把过氧化氢分解，由于这种酶能分解过氧化氢，就被称为过氧化氢酶。

生物体内不同的化学反应需要不同的酶来催化。

只要人们还活着，酶催化的化学反应就不停地进行着，如在核糖体内进行的缩合反应需要酶的催化，细胞呼吸、光合作用也是由一系列酶催化的复杂的化学反应组成的，酶催化的化学反应有许许多多，每时每刻都在进行，把细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应，统称细胞代谢。

细胞代谢是细胞生命活动的基础。

这样就导入了新课。

这种导入方法，教学的起点定得比较准确，学生容易接受。

教师要教给学生学科知识，但如果一开始上课就讲学科知识，学生会认为你是一个学究，而不是一位老师，因为你的眼里只有学科知识，而丰富多彩的日常生活却被你拒之眼外。

因此，课堂教学的起点一定要与学生的生产生活实践、学生的感受紧密相连，如果教师对学生的生活感受置之不理，他也会同样对课堂教学置若罔闻；课堂教学一定是从课外知识到课内知识，而不是从课内知识到课内知识，如果你讲的课内知识在课外找不到证据，或者找不到相关的事实，后面的课内知识也会在学生的大脑中成为无根之木。

不仅在导入新课时需要设问，在新授课中也需要创设情景，精心设问，并且与“想”、“做”结合在一起。

（2）想与做：“想”是ATDE教学模式中的第二个环节，教师提出问题后，鼓励学生自由联想、发散思维、广泛进行类比和联系，并给予学生思维的时间，以寻求解决问题的方法。

如果是针对具体的实验,教师则要引导学生根据实验目的和实验原理，结合相关知识，进行类比和联想，选取合适的材料，设计出合理的实验步骤，并预测实验结果。

“做”是ATDE教学模式中的第三个环节，那就是学生根据第二步想所做出的实验设计，利用教师提供仪器设备、试剂材料，边做边想，在做的过程中学习，最后根据实验结果，验证或否定原来的假设。

新授课正是在问、想、做的过程中不断地推进，学生的认识则得到不断地深化。

仍以“酶的作用”一节课为例，教材上设计了比较21过氧化氢在不同条件下的分解速率的一组实验，具体内容是：取四支试管，都加入2mL3%的过氧化氢溶液，3号与4号试管置于常温下，3号加入2滴FeCl3也就是无机催化剂，4号加入2滴肝脏研磨液（即加入生物催化剂酶），1号和2号都加入2滴清水，但1号放置在常温下，2号放置在高温90℃条件下。

教师通过这一组实验让学生学习分析自变量、因变量、无关变量以及如何控制变量。

在省评优课中，笔者发现大多数老师就引导学生按照这个表格的思路来引导学生讨论并设计实验，相比之下，不如把一个大实验分解成3个小实验那样思路清晰。

第一个小实验：设计实验证明过氧化氢酶对过氧化氢有分解作用。

问：书上说，酶是生物催化剂，能催化生化反应的进行。

酶真的能催化生化反应吗？请你以过氧化氢酶为例，利用实验桌上的仪器与试剂，设计实验证明过氧化氢酶对过氧化氢有分解作用。

想：过氧化氢溶液中不加过氧化氢酶就不分解，加了过氧化氢酶就分解了，这样就能证明过氧化氢酶对过氧化氢有分解作用。

问：你如何知道过氧化氢分解了？想：有两种方法，一是看是否冒气泡，二是通过带火星的卫生香是否变得更加明亮或是否燃烧来检测是否有氧气释放。

做：学生进行实验操作，过程很简单，现象也很明显。

设计这样一个简单的验证实验是要引导学生学习控制变量的相关内容：自变量、因变量、无关变量。

所谓变量就是实验中可以变化的因素。

教师引导学生分析这个实验中有哪些变量，接着指出：人为改变的变量叫做自变量。

这个实验中，自变量就是加没加过氧化氢酶，或滴加的试剂含不含有过氧化氢酶。

而随着自变量的变化而变化的变量叫因变量，这个实验中因变量就是过氧化氢有没有分解，观察的指标是有没有气泡，或用带火星的卫生香能否燃烧。

实验过程中除自变量外，可能还存在的对实验结果造成影响的变量称无关变量。

这个实验中过氧化氢的浓度、过氧化氢的量都可能对最终氧气的释放量有影响，都是无关变量。

教师问：如何排除无关变量对实验的影响呢？那就要做对照试验，除了自变量外，其余因素都保持不变，所进行的一组实验。