六、教學總結(1 / 3)

探究實驗應注意的若幹問題【實例】

“葉綠體中色素的提取和分離”的實驗探究如下)

1.色素提取實驗材料和方法的探究"

應選擇什麼樣的葉片作為實驗材料呢?色素提取量的多少與實驗的成敗有很大的關係,有更好的提取方法嗎?

關於實驗材料,學生在討論之後,認為應選擇葉色較深的新鮮葉片。根據這一原則,學生在實驗課前,在校園內選取小葉女貞、天竺葵等10多種植物的葉片。

酒精是一種可以溶解葉綠素的有機溶劑,如果沒有酒精,怎麼辦?學生根據所學化學知識,很快就想出了其他有機溶劑:汽油、丙酮、石油醚等。有多種實驗材料和有機溶劑組合探究,方式多種多樣。

2.色素分離層析裝置的探究。

介紹了紙層析法分離色素的原理後,要求學生根據這一原理,不受教材中操作步驟、裝置的束縛,大膽進行紙層析法的自我設計。

學生探究成果)(1)以圓形定性濾紙代替濾紙條,在濾紙的圓心處先後滴加濾液和層析液,成功地製作了有四種顏色的同心環帶。(2)用汽油取代配製複雜的層析液,獲得成功。(3)用蘸水筆替代毛細吸管,使濾液細線畫得更細更齊;將濾紙條去了兩角的一端折疊,用折痕在附有色素的研棒劃一下,獲得的濾液細線直、細、齊。(4)增加了濾紙的長度,使濾紙條粘貼於培養皿的內頂壁,改進的裝置均使濾紙條垂直於層析液,避免了濾紙條滑落到層析液中的現象。(5)采用烘幹的方法,減少了濾液細線的幹燥時間,增加了濾液細線上色素含量,使實驗效果更明顯。

【反思】

探究實驗可以讓高中學生大膽提出設想,充分運用學到的知識和技能,進行發散性思維,激發創新意識,培養嚴密的邏輯推理能力和抽象思維能力。在進行探究實驗教學或探究實驗時應注意以下幾個問題:

1.充分認識探究實驗的重要性,培養跨世紀創新人才。

讓學生通過探究性實驗來發現科學概念或原理,真正體驗科學理論的探索過程。讓學生在探究中自主獲得感性認知,於合作中求真理。探究性實驗是社會發展的必要,是科學發現的源泉,是產生問題的發源地,是思維創新的起點,是主動學習的平台,是與人合作交流的天地。**總理說過)“英國這樣一個不大的國家僅劍橋大學就培養出80多位諾貝爾獎獲得者,這是值得自豪的。我覺得要培養全麵發展的優秀人才,必須樹立先進的教育理念,敢於衝破傳統觀念的束縛,在辦學體製、教學內容、教育方法、評價方式等方麵進行大膽地探索和改革。”“中國大學畢業生隻有十分之一能勝任跨國公司外包到中國的工作,而外包出來的工作,多屬於低端的、創造性不高的重複性工作,有著這樣的高等教育,創新社會還從何談起?”中國社會呼籲創新,而探究學習就是“衝破傳統觀念束縛”建設創新型國家的途徑。探究學習可以培養參與者科學研究能力,懂得如何應用探究思維來思考問題、解決問題。

2.正確認識探究實驗的潛在作用,避免用計算機來模擬實驗。

隨著現代化教學手段向科學教育領域滲透,計算機模擬實驗以其獨特的優勢引起了教師的關注,有些教師認為計算機模擬實驗完全可以取代動手探究實驗。計算機模擬實驗省時、效果明顯且不受儀器設備的限製,但其畢竟是虛擬的,實驗過程太理想化,學生也隻能停留在視覺上的信息獲取,隻有真正動手探究實驗才能做到腦到手到。如果長期以看實驗代替動手實驗,必然導致學生隻會紙上談兵。中國中學生參加生物奧賽時,理論卷得分都相當高,可是動手操作分總是比其他國家的低,這是中國中學課堂動手實驗能力差的一個縮影。

3.注意探究實驗的可行性,靈活處理教材中的現有實驗。

探究實驗固然有許多優點,但也有一定的局限性,如占用課時多、需要經費多、操作難度大、對師生素質要求高等,教材中的現有實驗內容,有的不適合探究,有的內容沒有探究價值,一哄而上一一探究就失去了探究操作性。因此探究要尊重教材的科學性和知識的規律性,不然,畫虎不成反類犬。“0世紀60年代美國的科學教育實踐表明,全麵推行探究實驗是行不通的,而且還會產生一些負麵影響,甚至產生畏懼心理。20世紀80年代所做的大型調查顯示,美國用於探究實驗的時間僅占總課時的10%左右。”

4.提供充足的實驗材料,擴展探究實驗的可能性。

探究性實驗不同於驗證性實驗,所需的實驗材料多且不固定,就給實驗教師課前準備造成一定的難度,因此事先可由學生提出要使用到的實驗材料,提前由實驗教師或學校采購員去購買,或者由學生自行帶人實驗室。不管是哪種方式,都得準備充足的實驗材料,否則就跟驗證性實驗一樣,囿於教材中提供的幾種材料,影響探究實驗的開展,大大地限製了學生思維的發散和創新。

5.改變實驗評價模式,既重實驗結果又重實驗過程。

實驗結果很重要,可以從中看出實驗設計和操作的正確性,實驗結果是對的,那麼前麵所做的工作一般是正確的。實驗過程是實驗結果的保障,如果設計無誤,實驗過程正常,實驗結果則水到渠成。探究實驗為學生提供了多元化的原材料,其結果具有不定性和預測性。學生的創新思維都在實驗探究過程中得以體現,即使是錯誤的實驗過程也是一種經驗資源,有時比正確的實驗結果更有價值。

6.改進探究實驗的報告撰寫,體驗科學探究的全過程。

撰寫探究實驗報告時,必須按照一定的格式進行,最關鍵的一點是要對實驗假設做出預期結果,再通過實驗結果得出實驗結論。因此,實驗報告必須完整地反映實驗探索活動的全過程,從提出問題到做出假設、從實驗設計到實驗過程、從結果分析到得出結論、從合作交流到實驗矯正,都必須有規範、詳細的記錄,實事求是的描述,科學嚴密的分析和合乎邏輯的推理。如果探究實驗失敗,與預期結果不符,就得在報告中補充失敗的原因分析,並提出改進措施,爭取創造機會二次探究。

高中生物實驗原理書寫例析【實例】

(2005年全國卷)為了驗證胰島素具有降低血糖的作用,以小鼠活動狀況為觀察指標設計實驗。

某同學的實驗方案如下:

1將正常小鼠隨機分成a、b兩組,觀察並記錄其活動狀況。

2a組小鼠注射適量胰島素溶液,b組注射等量生理鹽水。一段時間後,a組小鼠會出現四肢無力,活動減少,甚至昏迷等低血糖症狀,b組小鼠活動狀況無變化。

3a組小鼠出現低血糖症狀後,分別給a、b兩組小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段時間後,a組小鼠低血糖症狀緩解,b組活動狀況無變化。

該實驗方案可以說明胰島素具有降低血糖的作用。請回答:

該實驗原理是:。

答案:胰島素具有降低血糖的作用(結論'體內胰島素含量過高時,引起血糖下降,機體出現活動減少,甚至昏迷等低血糖症狀(現象'此症狀可以通過補充葡萄糖溶液得到緩解(二者聯係'

本題要求寫出實驗原理,當時全國考生得分率極低,寫不完整是失分主要

原因。

【反思】

高中生物教材中的基礎實驗,好多都沒有提供現成的實驗原理,但撰寫實驗報告和考試時,要求寫出實驗原理。在教學實踐中,對實驗原理的書寫,學生感到十分困難,教師也感到棘手。下麵例析總結實驗原理的書寫方法。

1.實驗原理解讀及書寫模型。

實驗原理是在實驗結果(現象)與實驗結論之間架起的一座橋梁,建立實驗操作和實驗結果的理論聯係。在實驗原理中,蘊涵本實驗所依據的生物學理即教材中的結論性語句'依據此理論把實驗目的中不可見過程轉變成可見現象的途徑和方法,其中也體現本實驗具體的觀測指標。通俗地說,實驗原理就是進行實驗的理論依據,包括選擇實驗材料的依據,做出假設的依據、設計實驗步驟的依據、分析現象的依據、確定觀測指標的依據等。書寫原理時,有時隻涉及某一個方麵,有時要考慮多個方麵。

實驗原理一般書寫格式,可分為三步:假設(未被證實的結論)+假設與結果的聯係+結果(或預期結果)。

實驗原理:不同的溫度或ph會影響酶的活性(假設'在一定溫度或ph範圍內,酶的活性隨著溫度或ph的升高而增大,但超過最適溫度或最適ph後,酶的活性隨著溫度或ph的升高而減小(假設與結果的聯係'澱粉被分解產生的還原糖與斐林試劑反應生成磚紅色沉澱。過氧化氫在過氧化氫酶作用下分解產生水和氧氣結果。

有的實驗原理是完整的三部分,有的可以是其中部分環節,有的可調整順序,實際書寫時可靈活更改。在表述時一般使用陳述句,不用疑問句,用肯定句,不用否定句。實驗原理書寫思路:先找到結論(或假設'再找結果(或現象),然後根據課本所學知識!題幹信息及實驗目的尋找兩者之間的聯係。

2實驗原理。

下麵歸納幾種高中生物常見實驗原理的書寫,是實驗原理書寫基本格式的。

cd顯微觀察類實驗的原理模式)

該類實驗書寫原理時,可由實驗課題或實驗目的中的關鍵詞(核心概念)展開聯想,其原理模式為:實驗材料選擇依據i觀測指標確定依據有時其中實驗材料主要指實驗實物材料和實驗試劑。

觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂。

本實驗課題的核心概念為有絲分裂,實驗材料為分生區細胞,實驗試劑為堿性染料,觀測指標為染色體(或染色質)的形態、位置。

實驗原理可寫為:有絲分裂常見於根尖、芽尖等的分生區細胞。染色體易被堿性染料(如龍膽紫溶液或醋酸洋紅液)著色,觀察各個時期細胞內染色體(或染色質)的形態、位置,就可以判斷這些細胞處於有絲分裂的哪個時期。

觀察dna和rna在細胞中的分布。

本實驗的關鍵詞為dna、rna和分布,所用到的試劑有甲基綠、吡羅紅和鹽酸,書寫原理時著重寫實驗試劑的選擇依據。

實驗原理寫作:甲基綠和吡羅紅兩種染色劑對dna和rna的親和力不同,甲基綠使dna呈現綠色,吡羅紅使rna呈現紅色,利用甲基綠和吡羅紅混合染色劑將細胞染色,可以顯示dna和rna在細胞中的分布。鹽酸能夠改變細胞膜的通透性,加速染色劑進人細胞,同時使染色體中的dna與蛋白質分離,有利於dna與染色劑結合。

(2)生化鑒定類實驗的原理模式:

該實驗書原理,實驗的試劑開想,其原理為:主要試劑的作用+觀測指標(有時)。

檢測生物組織中糖類、脂肪和蛋白質。

該實驗中用到的主要試劑有:斐林試劑、蘇丹1或蘇丹漢、雙縮脲試劑,寫原理時重點寫試劑的作用即可。

實驗原理可寫作:糖類中的還原糖(如葡萄糖、果糖和麥芽糖)與斐林試劑發生作用,生成磚紅色沉澱;脂肪被蘇丹i染液染成橘黃色(蘇丹歎染成紅色'蛋白質與雙縮脲試劑產生紫色反應。

探究酵母菌細胞呼吸的方式。

本實驗用到的主要試劑有石灰水或溴麝香草酹藍水溶液,重鉻酸鉀。其試劑作用和反應結果即為實驗原理的主要內容。

實驗原理為:酵母菌屬於兼性厭氧菌,在有氧條件下,產生二氧化碳和水,在無氧條件下,產生酒精和二氧化碳。二氧化碳遇澄清石灰水變混濁,也可使溴麝香草酹藍水溶液由藍變綠再變黃,在酸性條件下酒精遇橙色的重鉻酸鉀溶液變成灰綠色。

(3)驗證探究類實驗的原理模式:

此類實驗原理書寫時,難度較大,變化較多,但其共同點均圍繞自變量展開。其實驗原理模式為:結論+自變量的作用。

(驗證類)如“實例”所述關於2005年全國卷,驗證胰島素具有降低血糖作用的原理書寫。

從實驗目的看,自變量為胰島素,故書寫原理時,胰島素的作用就是原理的核心內容。先寫結論:胰島素具有降低血糖的作用。再定結果(現象)機體出現活動減少,甚至昏迷等低血糖症狀(題幹中給出)。最後寫兩者的聯係:體內胰島素含量過高時,引起血糖下降;低血糖症狀可以通過補充葡萄糖溶液得到緩解。最後按書寫格式整理成連貫的條理清晰的答案。