“传统生物技术”一课概念形成支架的搭建

刘立波 林辉 李孝平

摘要：实践操作为主的教学内容帮助学生形成概念，首先需要概念的内涵视角分析分解概念，通过实践活动、观察活动、设计问题搭建支架帮助学生形成概念，学生经历实验和实践活动，从微观层面探究，揭开宏观现象的面纱，学生丰富了对生物技术的感性认识，感性到理性，从学习理解到实践应用，从概念形成到科学解释，能力得到提升。

关键词：微生物;概念;支架

义务教育《生物学课程标准（2011版）》在“生物技术”主题中，建议教师帮助学生形成的重要概念如此描述：发酵技术利用了微生物的特性，通过一定的操作过程生产相应的产品。同时建议教师应“从生活中的生物技术着手，通过各种实验和实践活动，丰富学生对生物技术的感性认识;以各种方式向学生提供丰富的信息，帮助学生理解生物技术的作用。”在实际教学中出现两种现象，一是讲多，成为知识讲解的课型;二是操作课，成为模仿操作课。两种类型的学习课堂，都很难让学生达到课标要求的标准。笔者从概念形成视角分析，以实践活动、观察活动为支架，用问题支架为思维引领，带学生经历感性到理性的认知过程，以帮助学生实现概念的建构，进行了尝试突破。

1学習任务分析

1.1“发酵技术利用了微生物的特性，通过一定的操作过程生产相应的产品”中的关键词是概念形成的突破点，分解出关键词为：微生物的特性，一定的操作过程，相应的产品。将这三个概念要点理解，并建立联系，概念在学生头脑中方能形成。以此理解，确定学生要在事实的支撑下形成以下三个分解概念：微生物的代谢产物可以使食物的风味改变;微生物可以产生多种物质，可用作改变食品风味;人们利用微生物的特性，经过一定的操作过程，生产风味不同的食品。

1.2学生学习具体目标如下：

知识目标：说出与发酵食品相关的微生物;说明几种食品的主要风味与微生物的关系。

能力目标：通过对微生物代谢产物的了解，能够解释生活中常见的发酵现象;能够实践操作，利用微生物发酵技术制作部分食品。

情感态度与价值观目标：关注日常生活中常用的发酵现象，体会发酵技术对人们生活的影响。

1.3学生要用一节课时间经历利用微生物的代谢产物改变食品风味，品味食品的风味过程。然后应用一节课探究风味的由来。

2预设学生完成学习任务的过程

2.1学习任务挑战

学生在生活中了解一些通过发酵制作的食品，发面、做泡菜、酿酒与微生物有关系，但理解是表面的，对微生物的形态、结构、代谢活动及发酵原理不清楚;对于风味的理解还很含糊，不了解发酵技术在食品制作中广泛的应用。

2.2应对挑战的策略——组织内容实现概念构建

2.2.1制作发酵食品，经历发酵过程;呈现几种发酵食品，丰富现象感知，搭建学生能够将食品风味与微生物建立对应关系形成的支架。

2.2.2分析提供的食品风味改变与微生物代谢活动的关系，用酵母菌产气实验和观察米酒中的酵母菌来进行实证，搭建学生从宏观现象到微观本质分析的学习支架。

2.2.3呈现多种发酵食品的发酵原理，丰富学生形成核心概念的现象，搭建学生进行归纳形成概念的支架。

用以上三个环节的教学内容建构三个分解的概念，用问题做概念形成的思维发展支架。将本节课设计的学习活动、问题和帮助学生形成的分解概念进行对应如下图：

3.搭建活动支架，形成概念

3.1制作馒头、米酒、泡菜，观察记录发现的现象

当学生知道要在课堂上制作馒头和米酒时，脸上顿时乐开了花。多数的孩子见过家长做馒头，但自己没有操作过。不断在做着尝试，面水的比例不当使得最后形成的面团体积不断增加，最后带着创作艺术感的小馒头终于成型、做米酒的罐子终于封好、泡菜坛子封盖的时候，孩子们如释重负，舒了口气，但仍然将信将疑，时常会听到“这馒头能吃吗？”“这就能出来米酒？”不自信的自言自语声。过程中学生要按照任务单观察记录完成微生物带来的变化（任务单见表1）。

3.2品尝体验——感受由于微生物作用改变的多种风味，描述风味

首先学生要找到自己做的馒头，这可是有些不容易，“小星星”怎么变成了“有对角线的多边形”？;“小猪”的鼻子在“大胖猪”头上找不到了，“hello，kitty”变成了“大胖妞”…，学生一边分享交流着馒头的变化，一边就着泡菜，米酒品味着食品的风味。

3.3探究馒头、米酒不同风味的形成。

至此学生对有关发酵的事实材料已经通过操作过程、观察、品尝进行了充分的感知，要引导学生探究竟了。为什么放入酵母菌的馒头呈现明显的变大、暄软，多孔现象？米饭放入酒曲竟然风味大变，酒味十足，是什么原因？怎样能让学生将微生物的代谢条件、产物及对食品风味的改变联系在一起呢？眼见为实，只要学生能发现的，让他们自己发现，能亲眼看到的，创造条件让他们看到。馒头暄软是因为酵母菌产气，但气体产生及释放过程学生没能经历，教师设计了酵母菌产气的实验装置，当装有酵母菌培养液的矿泉水瓶中的气体使套在瓶口的气球鼓起，学生的整齐的“哇”一声已经足以造成了冲击。之后用未经过酵母菌发酵过的面制作馒头和处理过的馒头对比，学生一目了然。

米酒中代谢产物通过品尝不是难题，但产生米酒的微生物神秘不见。当学生在镜下看到产生米酒的竟然还是酵母菌，真的不敢确认，怯怯地问：酵母菌怎么还会产生酒精？放大这个过程就是要突显微生物们的特性，他们的活动受着诸多因素的影响，会产生不同的代谢产物，学生在矛盾纠结中理解了“微生物的特性”和“代谢产物”。当这两种食品的风味与微生物的特性的关系明了后，毛豆腐、酸奶的形成只是帮助学生累积事实经验了。

感知事实的环节后需要帮助学生归纳，抽提概念，穿插在中间的思维引导的问题支架是：

1）你能说清楚馒头、米酒不同风味是如何形成的吗？2）还有哪些微生物产生的物质被人们利用，改变食品的风味？3）人们常用做发酵的微生物有哪几类？

问题设计意图：第一个问题设计是引导学生将所经历的的概括总结，学生是要形成抽象概念，对学生属于上位学习。第二个问题设计引导学生结合生活经验对形成概念进行拓展强化，对学生是下位学习。第三个问题设计加入了“技术”的内涵进来，将前面的分解概念进行综合而设计的支架，对概念内涵进行丰富。

4.撤销支架

撤销支架应用了一个拓展实践：选取一种应用发酵技术制作的食品，阐述其制作原理及制作过程和技术关键。

“传统生物技术”一节课的内容选取和组织开展，与生活联系紧密，将微观原理和宏观现象、技术融合，学生在两节课中有丰富的动手、动脑、视觉、味觉等多种体验，与“丰富的发酵现象亲密“接触”。“发酵”这个书本和生活又熟悉又陌生的专业术语渐渐被学生揭开面纱，向学生“开放”了。当然，如果教学只停留在感受“发酵现象”是不足够的，教师在学生感受到鲜活的发酵现象后，需要引导学生把宏观现象和抽象原理联系起来，学生慢慢发现发酵现象的本质和规律，概念自然生成。学生经历实验和实践活动，从感性到理性，从学习理解到实践应用，从概念形成到科学解释，能力得到提升。08E62C2A-6DE9-4404-B157-458B3935F4F6