“小课题”模式在探究性实验教学中的应用——以“果酒的制作”为例

张雨岑王凡吴华张宏玲

（1.武汉市吴家山中学湖北武汉430040）

（2.深圳市坪山区坪山高级中学广东深圳518118）

（3.深圳市龙岗区龙城高级中学（教育集团）宝龙外国语学校广东深圳518116）

生物学是一门以实验为基础的学科，实验教学是培养生物学学科核心素养的重要途径。《普通高中生物学课程标准（2017年版）》指出，要高度关注学生学习过程中的实践经历，强调学生学习的过程是主动参与活动的过程。在传统实验教学中，师生更多关注知识的传授，重视实验结果。课题研究则是以“问题解决为中心”的探究性学习，需要学生亲身经历完整的探究实践的过程。教师将“小课题”模式运用到实验教学中，能够让学生成为课题的主持者和参与者，在探究历程中，落实学科核心素养。

“小课题”是从课题研究规模定义的，具备“针对性强、切入口小、研究周期适中、有价值”等特点。学生从自然、社会和生活中发现问题，并将其转换为小课题，通过课题研究，分析、解决问题。亲身体验课题研究既能锻炼学生的科学思维和创新能力，又能提升其科学探究和实践操作能力，强化社会责任意识。“小课题”教学模式对推动新课程改革和落实生物学核心素养培养有积极的影响。

传统的实验教学流程为：教师创设情境，提出问题；师生分析问题，提出假说；学生设计实验，教师进行修正；学生实施实验；师生分析结论。这种模式中，教师仍然是主导者，学生缺乏独立性和主动性。在“小课题”模式下，学生则处于一个开放和多元的环境中，学生成为了课题的主持者，统筹课题的始终，主体地位更加突出。课题实施过程可划分为4个阶段：选题；开题；做题；结题。每个阶段又包含特定的步骤和方法，如图1所示。

在选题阶段，学生找出感兴趣的问题，将问题转化为课题，确定小课题名称。在开题阶段，学生根据5W2H分析法（表1）设计实验方案，发现线索，捋清思路。学生将实验设计写成开题报告，并进行答辩，对方案进行论证。在做题阶段，学生进行实验，展开实验验证，得出结论。在结题阶段，学生通过研究报告的形式对整个过程进行反思和总结。

表15W2H分析法设计研究方案

学生组建课题小组，每组4-6人，通过阅读教材、小组讨论，根据已知的关于果酒制作的知识，结合各小组想进一步了解的小方向，确定小课题的名称（表2）。

表2部分小组的小课题选题汇总

选题阶段，教师可给出关键词，学生围绕关键词，通过填写的KWL表，把“已知的（Know）”和“想要知道的（Wanttoknow）”写下来，并通过发散和批判性思维，聚焦于某个问题，确定选题。研究结束后，学生继续完成表格，填写“学到的（Learned）”，回顾小结。

各组依据选定的小课题，根据5W2H分析法，从目的、原理、设计、分工等方面进行分析，制定出探究方案，并撰写开题报告，进行开题答辩。

3个学习小组提出大致思路如下：①小组1通过分析，预计发酵液可能存在颜色、密度、产气量等方面的变化，决定进行追踪拍摄，观察记录。②小组2收集并比较不同果酒的发酵工艺发现，由于水果种类不同、含糖含酸量不同，在原果破碎和成分调整上有明显差异，决定对此进行改进。③小组3搜寻家庭常见容器，决定采用带盖的收纳罐、矿泉水瓶和玻璃瓶等，定时拧盖排气；也有组员对玻璃瓶进行改进，在瓶盖上打孔，并将一次性无菌橡胶手套套在瓶盖上（图2）。

在开题阶段，学生自主梳理流程，制定实验方案。在答辩环节，教师可针对方案中的亮点进行提问，如改进装置的想法。在小组3中，学生通过不定时挤压手套排气，既可达到排气目的，又不用担心忘记排气导致容器炸裂。这既体现了对发酵过程的理解，又展示出丰富的创造性，教师应加以肯定。此外，教师也可针对学生的疏漏进行提问，如将菠萝去皮后菌种的来源，由此引导学生思考，完善方案。

在做题阶段，教师应向学生强调严谨求实的科研态度，引导学生观察分析，如实记录实验结果；提醒学生，实验出现问题时不能回避，而要积极思考，寻求解决办法。针对实验中出现的异常现象，教师引导学生自主查找原因。

例如，小组1采用捣碎葡萄酿酒，发酵过程中产生的CO2将果皮带起，由于果皮遮挡，发酵过程中的其他现象并不明显。

小组2对工艺流程进行改进，确定了菠萝果酒发酵的最终方案（图3）。通过糖度计测定原果汁含糖量，计算后补加适量蔗糖。菠萝皮上的野生酵母菌无法利用，同时为避免污染杂菌，小组2决定对果汁采取巴氏消毒，待其冷却后，再接种活化后的专业酿酒酵母进行发酵。

小组3在换瓶时发现，套上手套的发酵瓶中仍不断有气泡冒出。查阅资料后，学生发现是由于橡胶手套的制约，发酵产生的气体未能及时排出，逐渐溶解在发酵液中，导致发酵液中含有大量CO2，形成了天然的起泡酒。

实验结束后，各组讨论分析、总结问题，并通过报告的形式，将本次小课题的收获与反思