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基于深度学习特征的概念学习——以“发酵”为例

李连梅邹传龙吕慧玲

（1.青岛市城阳区第二实验中学山东青岛266109）

（2.青岛市城阳第六中学山东青岛266109）

（3.北京师范大学青岛城阳附属学校山东青岛266109）

“发酵”是人教版八年级上册第五单元第四章第五节的内容，教材安排了发酵实验、食品制作相关的微生物种类及制作米酒的过程及方法。

但是，笔者在近几年的教学中发现，教材设计的实验装置很难将气体通入到石灰水中，没有明确用哪一种糖、糖和酵母菌的比例、水温等。教材只用一句话简单叙述利用微生物进行发酵生产相关的食品，而对于不同微生物发酵过程的区别并没有相关的介绍。学生经过本节课的学习后，对于发酵的概念仍然不明确，对实际生产中的发酵过程仍然不了解。

现代教育倡导深度学习。深度学习最初由美国学者马顿和萨尔乔提出，他们认为与浅层学习相比，深度学习是以对复杂概念或知识的理解与运用为主要认知活动的持续性学习过程，是一种有效的学习方式和学习理念。深度学习具有联想与结构、活动与体验、本质与变式、迁移与应用、价值与评价等特征，是一种基于高阶思维发展的理解性学习，注重批判理解、知识构建、迁移运用，是实现有意义学习的有效途径。

在“发酵”的教学设计中，学生经历“活动—体验—实践—比较—理论”等过程进行深度学习。学生首先通过品尝—实验2个活动，切身体验发酵的过程、现象及结果，从感性和理论上认识发酵过程中发生的变化；接着，通过视频、实验设计、分析等多种方式，对生产生活中如何利用微生物进行发酵，对发酵的理论知识在实际生产中的应用进行有效的迁移；再通过比较、归纳等方式，总结出发酵的本质；最后，教师利用家庭作业，对学生进行了社会责任的教育。

①通过品尝、体验等活动，初步认识发酵的过程及变化，了解影响发酵的因素，培养科学探究意识，理解基于事实和证据做出推测和结论的思想。

②通过学习生产中的发酵过程总结发酵的本质，培养理性分析问题的意识和能力，学会归纳—总结的科学思维方法。

③能够成功制作一种发酵食品献给家人，培养社会责任感。

生物是一门实验科学，如果单纯依靠文字向学生传递知识，学生的理解和认识就会有一定的困难。本节的主要教学内容是发酵，学生对发酵食品并不陌生，但是由于发酵的过程及其发生的化学变化比较抽象，学生理解有困难。有效的教学活动可以让学生产生有效的内心体验，助推知识的形成过程。因此，教师引导学生开展品尝发酵食品和改进酵母菌发酵实验的分组实验，使学生获得直观体验。

3.1.1发酵初认识

教师提前给每个小组准备面包、苹果醋、酸奶、豆腐乳等，放在桌洞里，给学生制造一个小惊喜，活跃课堂气氛。

教师要求学生品尝并回答：这些食品在制作工艺上有什么共同特点，在口感、口味上与原材料相比有哪些变化？为什么会发生这样的变化，可能的原因是什么？是因为加入了某些物质还是发生了化学变化？什么因素导致发生这种变化？

设计意图：简单的活动引发了学生的内心体验，让学生把实际生活中的实例与本节课的知识建立初步联系，活跃了课堂气氛。

3.1.2发酵再认识

笔者在2014年曾对发酵实验条件进行过正交实验，当蔗糖溶液的质量分数为5%、酵母菌溶液的质量分数为3%、温度50℃、液体量300mL时，4.5min可以观察到明显的现象。教师与生物兴趣小组进行再实验时，发现有如下问题：发酵液太多，很容易倒流到气球中；在通气体的过程中，发酵液容易流到澄清的石灰水中，很难辨别是发酵液引起浑浊还是二氧化碳引起的浑浊；在进行发酵原理解释时是将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳，八年级的学生还没有接触化学，如果用蔗糖进行实验理解有一定的困难。所以，经过实验小组的反复实验，实验条件最终改进为：加入葡萄糖10g，酵母菌10g，温度50℃，液体量200mL。大约6min后可以看到明显现象且发酵液不会倒流到气球中，学生有充足的时间将气体通入到石灰水中。

①活动1：动手—分析。学生分别称取10g葡萄糖和酵母菌并用纸槽倒入到瓶中，量筒量取200mL温开水倒入到矿泉水瓶中，用玻璃棒搅拌均匀，盖上瓶盖，静置一段时间。教师提出问题：葡萄糖和温开水分别为酵母菌的生活提供了什么条件？为什么要静置一段时间？

②活动2：推测—验证。教师追问以下问题：观察瓶中液体有什么变化？推测产生了什么气体？怎样验证你的推测？怎样将气体通入到澄清的石灰水中？你观察到什么现象？可以得出什么结论？

③活动3：体验—检测。学生打开瓶盖闻一闻气味。教师提示闻气味的正确方法：将瓶口在前下方离鼻孔约0.5m，在瓶口用手轻轻地扇动，使极少量的气体飘进鼻孔。并提出问题：怎样验证你的推测？（用手持酒精测试仪进行检测，在该实验条件下可检测到1.4～1.9g/L的酒精）

设计意图：通过实验—分析—推测—验证等一系列活动，学生切身体验发酵的