高中生物实验设计思路(精选11篇)
总设计思路:实验专题历来是制约高考成绩的瓶颈,几乎每年高三学生失分最多的一直是实验题,很多学生对这一部分内容有畏难情绪,复习时也感觉是“老虎吃天,无从下手”。
我认为主要原因在于学生把握不住实验专题的复习方向,没有掌握实验设计的解题思路方法所致。学生在做实验题时也只是为了做题而做题,不去分析总结题目中蕴含的规律性东西,所以在本节课中我力图让学生通过对2010年考纲要求和近几年高考实验题的分析总结,掌握复习方向和解题思路方法,让学生在日后复习中做到有的放矢,起到事半功倍的效果。
教学环节设计:我以小故事“简单的道理”引入,这样既调动了学生的兴趣又体现了学习理念,减弱学生对实验专题的畏难情绪。
通过名言“知己知彼,百战不殆”引导学生为打赢高考这场战役要明确考纲要求,这样复习起来才能做到有的放矢。
第二环节掌握复习方向和解题思路方法是本节课的重点,而重中之重则是掌握解题思路。让学生通过做高考真题及小组内思考讨论总结出解题思路,既体现了学生的主体地位,培养了学生探究合作能力,又突破了本节的重难点。我将思考讨论后归纳提升的内容设计为附表的形式附于学案的最后,这样既避免把总结内容直接放在思考题后影响学生的思考讨论,又避免多媒体展示一闪而过而不能沉淀下来。
一、对实验目的和实验原理需要做到精准地把握
在生物实验设计题中, 确立好一个精准的实验目的乃是整个实验能否收到事半功倍的关键所在, 因此学生在进行实验设计前首先要弄清实验的目的, 以及该题需要对什么样的生物事进行验证或探究。也就是说, 实验目的设置一般可以按照需要验证什么?证明什么?探究 (或探索) 什么?研究的对象是什么?这样的步骤去展开。当然有些实验目的则需对上述问题进行提炼和整理。
生物实验设计的理论依据主要来源于对相关实验原理的精准把握, 这就需要对实验中所涉及的相关学科的知识、仪器的使用方法, 特别是生物学中所涉及到的理论知识有一个全方位的掌握, 这乃是完成实验设计题目的关键所在。
二、正确地理解设计要求
对某一个结论要进行证实, 虽然可通过多种多样的实验来加以证明, 但我们所需要使用的设计方案, 则只能根据题目的具体要求来加以确定, 所以在实验目的确定之后, 接下来至为关键的就在于要细心地去弄清题目的设计要求。否则不管实验设计得如何完美, 但若不符合题意, 就只能是事倍功半, 而且还会造成得分率不高的现象。
三、找准实验变量, 确定观察指标
实验变量, 亦称自变量, 指实验中由实验者所操纵、给定的因素或条件。实验变量一般隐含于实验目的中, 如“探索温度对酶活性的影响”实验中的“低温、适温、高温”就是实验变量。
观察指标是能够说明实验变量作用效果的一种实验现象或实验结果。观察指标的确定是否合理, 直接影响实验的效果。如要证明光合作用产生O2, 就需找到一种检测O2的方法。要证明甲状腺激素促进代谢, 就得找到能体现代谢强度变化的方法, 而要证明甲状腺激素具有促进动物个体发育的作用.则需找到能体现发育速度的材料进行观察等等。实验方法的策划是整个实验设计的核心, 而实验变量、观察指标的准确确定则是实验设计的关键所在。
四、正确安排、书写实验步骤
实验步骤的安排直接体现了学生实验设计的能力, 而很多学生因对此规律没有掌握而失分较多, 对照实验的实验步骤书写一般程序如下:
1. 等量分组编号:
在这一步骤中, 一般都根据实验的要求选择适宜的器材和材料。选材应遵循条件相同的原则, 也就是说要体现等量原则, 如:年龄相同、体重相近的同一特种。这样的实验可以简分为两组, 比如实验组和对照组;也可以根据实验的需要分为若干组, 但不管如何分组, 都必须对每组进行明确的标记, 标记的符号可以使用1、2、3、或一、二、三、当然也可以用甲、乙、丙或A、B、C等符号进行标, 其目的只要能让分组的标示让人一目了然既可, 这样做的目的就是要让我们实验便于观察、统计、比较和叙述。
2. 单一变量处理:
根据实验的要求分别对实验组和对照组施加单一变量。除实验变量外, 对实验组和对照组的培养、饲养等条件也要相同, 即控制无关变量 (符合等量原则) , 书写为“其他条件适宜且相同”。
3. 观察记录结果:
若是植物、动物、微生物的培养实验, 因实验结果不会立即呈现, 所以应书写为“经过一段时间, 观察对比, 记录结果”。
实验步骤的书写一般分为三步, 若题目要求两步或四步, 则需进行相应的合并或拆分, 但这三步的内容不能有遗漏。
五、实验结果、结论的合理预测及分析
实验结果是实验所得到的直观现象, 有些可用肉眼观察, 有些不能用肉眼直接进行观察的则需加入指示剂, 借助颜色变化对实验的结果进行观察。当然也可以借助于某些现代化的仪器来进行辅助观察。我们在实验的过程中如果实验对象在颜色、气味、形态、生理等方面呈现出其特殊性, 因对其进行详实的叙述, 以便形成实验结论。当然叙述的方法可以是多种多样的, 一般采用的方法有文字描述法、表格展示法、坐标曲线标示法和实物形态呈现法等等。无论采用哪种方法, 其基本的要求是对实验结果的描述一定要精准, 如对测交结果预测, 除了“全黑”“有黑有白”外还有“全白”;加碘后, “不变蓝”不等于“无色”或“无颜色变化”;另外, “不变”也不能说成“无现象”。
实验结论虽说是根据实验结果而做出的一种推论, 但实验结论往往就是一个正确的实验设计应该达到的实验目的, 换句话说, 即得出的实验结论就是实验目的。我们还要注意的一点在于, 这样提出的实验结论其目是为“验证”服务还是为“探究”服务的, 要不然就很难达到我们实验设计题的根本要求。
如果是验证型的实验, 通过实验我们都可以对试题中需要验证什么?证明什么?的实验目得出一致的结果, 才能说这样的实验是成功的。再联系实验的目的得出结论。我们得出的结论应当是合理的、科学的、肯定的。当然有不少的结论并不会很平铺的展现在我们的眼前, 我们还需要在实验要验证的内容中, 通过理论与实际相联系去仔细的寻找。不管怎么样, 此一般只会有一个结果和相应的结论, 而且结论与实验目的是相互对应的。
若是探究实验, 应该先预测可能的结论, 再由结论反推其应该对应的结果, 这样不至于漏掉某种可能的实验结果, 实验结论的预测一般有三种可能, 变量对结果有影响 (分为促进作用、抑制作用) 和无影响, 再由预测的结论反推其对应的实验结果。
摘要:生物实验设计题作为一种考查学生能力的综合性题型而言, 不仅能体现试题的开放性这一特点, 而且对学生思维能力和拓宽学生的知识面都是一种比较可行的测试题, 因此也就常常成为高考中对人才选拔的一种常用题型, 由于这一题型的灵活度较高, 因而考生在这一类型的测试题中丢分较为严重, 究其原因主要在于学生对生物实验设计题的设计思路把握不好。
关键词:实验设计题,生物,思路,学生
参考文献
[1]王海洲, 侯福林.浅谈中学生生物实验能力的培养[J].2007年01期.
[2]徐安国, 陈延松.高中生物实验题设计及其解析[J].安徽教育学院学报, 2007年06期.
[3]郭建超.高中生物实验教学之实验设计题的解题思路[J].2008年12期.
关键词:高中生物课堂;设计思路;高效课堂
中图分类号:G63 文献标识码:A 文章编号:1673-9132(2016)26-0193-02
DOI:10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2016.26.125
新课程要求的高中生物课堂是追求正常状态的高效课堂,因此,当前高中生物教学所面临的主要任务就是怎样构建高效课堂。新课程改革不断深化,创新了传统教学模式,构建了高效课堂,提高了课堂的效率,同时对于学生学习知识以及培养能力也十分有帮助,有利于学生养成良好的学习习惯,对学生日后的发展影响十分大,让学生学会运用科学的思维方法思考问题,使学生树立正确的世界观、价值观与人生观。
一、构建高效课堂要使学生有兴趣参与其中
高效课堂强调的是学生为主体,教师只是辅助指导学生学习知识。因此,要重视学生自主学习的主动性,把学生作为学习知识的构建者,教师作为教学的组织引导者。学生在学习新知识的时候,教师也在重构自身的知识系统。教师在培养学生的思维能力的时候,也在使自己的思维品质发生改变。新课程改革提出,学生在课堂中处于主体位置,要尊重学生主体位置,使学生的积极性以及主动性得到发挥,在学习过程中不断获得成就感,使学生的自身价值得到满足,学生的自信心得到增强。在高中生物课堂中教师也要尊重学生的主体位置,充分理解学生的思想,使学生发挥学习的主观能动性。举例说明,在高中生物课堂上,教师可以与学生进行身份调换,将课上剩余时间留给学生,教师听学生讲课,学生可以在讲解过程中提问教师,教师也可以提问学生。教师记下学生在讲解过程中有偏差的知识点,然后在总结的时候进行纠正补充,并及时表扬,引导其余学生给讲课的学生打分,学生会觉得在课堂上自己十分重要,就会积极充分的准备,也达到了预习的作用。这样不仅挖掘了学生的潜能,调动了学生的积极性,还让学生积极主动地参与到课堂中,使学生的综合能力得以提高,课堂效率也会有效提升。
二、构建高效课堂要聚集学生的学习思路
构建高效的高中生物课堂,就要求教师将学生的注意力一直集中在课堂上,把控教学的每个环节,特别是在刚开始上课的时候,是否能吸引学生的注意力十分重要,如果成功吸引了学生的注意力,学生想要了解接下来的知识自然会紧随教师的思路进行学习。举例说明,教师在讲解《从杂交育种到基因工程》的时候,教师可以设置导入课程的案例,如,目前在我们的餐桌上出现了越来越多的转基因植物,教师可以运用多媒体向学生展示转基因在我们的食物中所占的比例,之后可以通过提出问题的方式点拨学生的学习思路:为什么非转基因的农作物抗虫能力比较低,而转基因后的农作物抗虫能力就提高了呢,学生想知道问题的答案,注意力被吸引,学生听讲会更加认真,对于提高课堂效率十分有利。
三、构建高效课堂要与生活实践密切相联
在传统的生物课堂中,教师在授课时多讲解那些理论性强且不易理解的理论知识,却很少讲解这些理论知识与实际生活的联系。生物这门学科产生于生活中,如果将这些难以理解的知识结合实际生活,学生理解这些理论知识会更加容易,学生也会觉得生物知识十分有用,从而导致其自觉主动地学习生物知识。举例说明,教师在讲解《基因突变和基因重组》中基因突变这一概念的时候,教师就可以举例子:我们吃过一些很甜、很软、很好吃的草莓品种的草莓,还有一些较硬的草莓品种,有些草莓的品种抗病能力很强,而有些草莓的品种抗病能力较弱,导致农民种植的时候产量较低,但这些抗病能力弱的品种可以通过基因突变而增强抗病性。比如说可以对草莓使用细胞分裂素TDZ进行诱导筛选,或使用自毒物质威胁诱变草莓改变基因,从而增强草莓的抗病能力。在课上将理论知识联系实际,学生就会了解生物知识的意义,意识到生物知识学习的重要性,调动学习生物知识的积极性。
四、构建高效课堂要促进共同进步
构建高效课堂的对象是全体学生,由于学生不同的学习基础、性格、背景、爱好、学习知识的能力与接受知识的能力,教师要满足每个学生的个性化需求而进行差异化教学。差异化教学是指教师通过用心的教学设计使集体中的每一位学生都能够得到满足。学生在差异化教学中要作为主动的解决问题者、学习者以及决定者,比起传统的教学方式中学生被动的接受教师讲授的知识对于学生的学习更具效果。有的学校将学生按照生物成绩分班,觉得对不同学习程度的学生进行不同的教学,效果可能会更好,但是,效果却不尽人意。所以,应该将这些学生放在一起进行教学,让生物水平较差的学生提问,生物水平优秀的学生予以解答,不仅使生物水平较差的学生感受到压力,从而产生学习的动力,努力学习赶超优等生,也会增强生物水平优秀的学生的自信心,让每个学生都能够轻松地融入课堂,使每个学生都能够收获知识。教师在授课过程中更要重视学困生的学习,激发学困生的求知欲,促使他们赶上进度,与班级里的所有同学共同进步,最终构建高效课堂。
总之,新课程改革下课堂对于学生的学习十分有帮助,教师需要了解传统高中生物课堂的问题,然后进行合理的改善,才能构建高中生物的高效课堂,这就要求教师要用心备课,设计教学活动,课后进行总结,拓展教学空间。要想构建高中生物的高效课堂,教师就要依据学生的实际情况,结合教材的内容和教学目标进行因材施教,将理论与实践有机结合,避免教学内容与实际生活脱节,这样才能构建高效的生物课堂,使教学效率得到提升,促进学生生物素养的培养,提高教学质量,促进学生的全面发展与进步。
参考文献:
[1] 赵素格.怎样构建高中生物高效课堂[J].现代教育科学:中学教师,2010(4).
[2] 李德胜,打造高效课堂力求抓住五要素[J].教学新思维,2010
(8).
摘要:新一轮高中课程改革历时数年,在高中生物教学实践中取得了一些实践成果,但也存在教学深度难以把握、探究活动难以落实、课程评价难以实施、课程选择难以自主等问题,因此,要在政府层面、学科层面、教师层面加大改革力度,促进课改深入推进。
关键词:高中生物;教学实践;课程改革
美国教育心理学家波斯纳(Michalell.Posner)的研究表明,“如果一位教师仅仅满足于获得的经验而不对经验进行深入的思考,那么,即使有的教学经验也只是一年工作的20次重复,除非善于从经验反思中吸取教益,否则就不可能有什么改进,永远只能停留在一个新手型教师的水准上”。因而,他提出了“教师成长=经验+反思”的著名论断。美国著名的哲学家、教育家、心理学家约翰杜威(JohnDewey)最早认为,最好的思维方式是“反思性思维”,它是“对某个问题进行反复的、认真的、不断的深思”。我国著名教育家、华东师范大学终身教授叶澜也曾说过,“一个教师写一辈子教案不一定成为名师,如果一个教师写三年的教学反思,有可能成为名师。”可见,对于教师来讲,反思非常重要。新一轮课程改革在我国教育发展史上具有里程碑式的意义,作为一名高中生物学教学的实践者认真反思如此重大的教育变革是十分必要的。
一、课程改革的实践成果
(一)教学模块概念的运用
生物教材不再像过去那样称全一册、上下册,而是分成必修(三个模块)和选修(三个模块)。每一个模块都围绕某一特定内容构成相对完整的学习单元,这样易于教师设定明晰的教学目标,整合相应的教育资源。既便于学校进行课程安排和管理,又便于学生根据自己的兴趣和未来规划进行选择,增强了学生的课程选择权。高中生物六个模块既相对独立,又有学科内的逻辑联系,开设顺序也可选择,方便了教和学。每一模块学习结束后都有学分认定的过程,学分认定兼顾了学生学习的方方面面,对学习情况做出一个相对完整的评价。从课程层面来看,教材各模块将课程目标、内容、实施和评价四要素体现完整。
(二)三维目标意识的加强
课程改革以来,教师们提高了对教学目标的认识,如明晰了教学目标与教学目的的根本区别、知道了教学目标的行为主体是学生、确立了以生为本的目标理念、明确了教学目标的达成是课堂教学有效性的重要体现等。教师的教学的三维目标意识进一步加强,改变了过去那样只重视对学生生物学知识的传授和生物学技能的培养,在教学中,还关注学生生物学学习的过程以及生物学学习应掌握的一些学习方法,并注重学生对一些生物学科思想、生命价值情感、生产生活价值的感悟和积累等,使知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标整体化、立体化。
(三)学生学习过程的重视
新课程重视学生成长的发展性、过程性和生成性。课堂教学中不仅注重学生解决问题的结论,而且注重得出结论的过程〔1〕。教学要注重过程与方法教学目标的设定。生物学科的教学的过程性学习非常重要,如生物学科的实验多、学习实践活动多、科学探索成功的例证多,要想学会必要的实验技能、掌握归纳分析演绎的一般方法、养成良好的实验习惯,就必须让学生亲身经历、亲自体验,在学习、内化中增强科学素养、领悟科学精神、涵养科学情怀;生物学的知识非常丰富,学生只有经历自主梳理、网路建构的过程,才能更好地理解知识内在的逻辑联系,为知识的应用打好基础。
(四)学生探究能力的培养
新一轮课程改革特别重视学生创新意识和实践能力的培养,在高中生物学教学中,许多重要的发现如光合作用的发现史、遗传物质探索的过程、生长素的发现等事例的分析,可以让学生学会探究、学会对比、学会分析,掌握科学探究的一般方法;而染色体数目的最终确定、促胰液酶的发现等事例对培养学生的批判性思维、质疑创新的能力、实事求是的科学态度有很好作用;遗传病的调查、生态模型的构建、微生物的培养实验等实践活动在培养学生实践能力的同时为学生接触社会、关爱自然、学会观察进而探究解决现实问题提供了很好的帮助。
(五)课堂教学方式的转变
生物学科的特性之一就是生命性,课堂教学要体现学习主体———学生的生命性,让课堂充满生命的活力,让课堂成为生命与生命对话的场所。课堂教学不仅目标的设定要关注学生的实际情况,学生学习活动设计也要考虑学生的主体参与,教学过程中要让学生去经历、去体验,特别是生物学中的实验探究、科学研究的历程分析必须让学生充分地参与,并将教师的角色定位于课堂教学的组织者、教学情境的创设者、教学活动的设计者和参与者、学生学习情况的评价者,而学生才是学习真正的主人。
(六)学生学习方式的`转换
新课程倡导探究式学习、合作学习。高中生物适合探究式学习的内容很多,除了实验探究之外,还有很多实验数据、实验结果也适合进行阅读分析探究,如分析能量流动规律的赛达伯格湖、种群数量变化的数学模型构建等;适合开展合作学习的内容更多,分组、分工、让学生学会合作是开展合作学习的前提,精选适合开展合作学习的内容、在合作学习的过程中教师对合作学习节奏的把握及点评是提高合作学习有效性的关键。生物学科知识点多,接受式学习仍然是必要的学习方式,而主动学习、参与式学习和体验式学习是学生学习目标全面达成的关键。每一种学习方式都有其优点和局限性,所以,在教学中,教师要因内容而异、因学生而异,适时适地地选择应用,才能收到预期的效果。
(七)课程评价方式的完善
一是用学分管理课程,强调学习时间的保证、学习内容的覆盖、学习过程的表现、学习质量的高低,体现高中教育的大众化、合格性和全面性。二是强化过程性评价〔2〕,关注过程性教学目标的达成。三是强调评价的即时性。四是将学生自评、同学互评、教师评价结合起来,增强评价的客观性、准确性和综合性。
(八)不同版本教材的使用
长期以来,生物教学使用的教材只有人民教育出版社出版的一种,没有其他的选择。课改后教材呈现多样化,有的地区选用苏教版,有的地区选用人教版,但无论选用哪一版本的教材,考试说明只有一个,而考试说明是遵循生物学科课程标准制定的。不同版本的教材编写时也都是遵循国家统一的学科课程标准,只是组织的素材、呈现的方式和设计的活动不同而已,在教学中,教师逐渐习惯于以一种版本的教材为主,并参考另一版本的教学素材,并且树立了教学不是教教材而是用某种教材来教的观点,最核心的还是对学科课程标准的理解、掌握和应用。
(九)学科前沿知识的渗透
新一轮课程改革生物教材的一大亮点是将生物科学发展的前沿知识、存在问题、引发的争论等渗透在教学内容中,如《现代生物科技专题》模块中的克隆技术、转基因食品、试管婴儿、基因“身份证”、胚胎干细胞、基因治疗、单克隆抗体等内容,关于现代生物进化理论的木村资生的分子进化的中性学说,生态工程建设的模型、精准农业等知识的介绍,即便受课程标准中内容标准的限制,有些新进展不在正文内陈述,会在后面的继续探究、知识海洋等栏目内介绍。让学生学习的知识与时代同步、与发展同步,对问题的认识和研究跟上时代的步伐。
(十)教师专业成长的推动
新一轮课程改革所展现的知识内容、教学形式和管理方式都与过去有很大的不同,教学的技术和手段又发生了深刻的变化,教育理念也在不断地丰富和完善,新理念、新知识、新方法、新手段让一线的生物教师深感专业成长和发展是那么的紧迫、那么的急需、那么的重要,要自觉学习、自我学习、自主学习,在学习中研究、在研究中深化、在深化中超越,通过多种形式的学习助推教师专业成长与发展。
二、课程改革的实践困境
(一)教学深度难以把握
由于教材内容有一定的开放性(正文后面有不少拓宽和加深的内容)、不同版本教材组织的内容有一定的差异性,使得生物教师在教学深度的把握上有较大的困难,如半自主细胞器线粒体和叶绿体的复制、转录和翻译、原核细胞和真核细胞内遗传物质复制的区别、限制性核酸内切酶的特点、碱基互补配对原则等到底应讲到什么程度、要不要进行深度挖掘、是否存在重知识轻能力的隐患等很值得研究。
(二)探究活动难以落实
新课标教材设计了许多探究活动,但由于多种原因有些活动难以落实。如DNA粗提取和鉴定实验材料鸡血的采集是一大困难,SARS后菜场禁止活禽宰杀,何来鸡血?微生物的分离与培养实验,由于受超净工作台数量的限制,要想人人动手来完成此实验是需要很长的周期的;一些课题研究,限于时间、高考压力、评价导向等因素,很少有学生肯在这些方面有过多的投入。
(三)教学课时难以保证
生物教材每个模块的教学时间设定为36个课时,而教材中有许多实验和探究活动需要完成且比较费时,即使36课时得到保证的情况下,受生源质量、教学内容和作业处理等的制约,完成实验是非常紧张的,更何况现如今假期颇多且不允许补课,要高质量地完成模块教学任务是有很大难度的。
(四)课程评价难以实施
新课改评价的理念深入人心,但操作方面存在一定的问题。如过程性评价的实施,由于学生的数量多(多数每班54人),生物实验时教师对那么多学生进行评价是很困难的;过程性评价的内容多而繁琐,生物教师带的班多,有那么多的作业要改、那么多的学生需要辅导,还要备课、准备实验等,过重的负担很难让教师坚持下去。
(五)课程选择难以自主
由于我国高中办学的体制和机制的限制,高考及选拔人才手段的单一,目前虽大力提倡尊重学生的课程选择权,而实际学生选择的空间却有限。如选考生物的学生按照江苏省高考要求必须选选修一模块《生物技术与实践》、选修三模块《现代生物科技专题》,别无他选,因为高考除了考必修的三个模块的内容之外,还会考这两个模块的内容,没有选择性的内容。再者学校开发校本课程的能力和水平均有限,学生也很难选到高质量的自己感兴趣的课程。
(六)课程理念难以深化
课程改革之初的培训轰轰烈烈,但其后的学习提高要靠个性化的自主学习,相当多的教师因受艰巨的考试任务的限制很难去自觉学习和深化理解,以致对课改理念、方法的领会一知半解。例如,将合作学习简单理解成相互讨论、三维目标理解成三个目标;将生物教材中不适合开展探究式学习的内容进行探究式教学、将过于简单的内容用来合作学习;只关注课堂教学内容的处理,将教案上写的目标和完成目标的措施以及对目标的评价分离脱节,根本体现不出教、学、评的一致性;模块教学只关注教学的进度安排,而不从课程的高度来谋划教和学的安排,等等。
三、课程改革的实践启示
(一)政府层面
1.措施要得当
课程改革既要传承又要发展,而学习和借鉴其他国家的先进经验就成为一种必然,但有些改革措施必须要考虑我国的实际。如走班制,由于我国人口众多,每个学校、年级、班级人数相比发达国家是很多的,在这种情况下选科走班无论是课程开设、教学场地安排、考试安排还是教学班级管理等,都会引起相当程度的混乱,如果采用小班化教学,走班的效果可能就会好些。
2.关系理顺当
课程改革是一项复杂的系统工程,牵涉到社会的方方面面,必须理顺各种关系,统筹规划,才能保证课程改革的顺利进行。因此,要提高学生的课程选择权,除了国家提供的课程之外,还要考虑到校本课程开发难度较大的实际,处理好国家课程、地方课程和校本课程之间的关系;我国普通高中和职业高中几乎是分设的,有些课程开设的软件、硬件条件不同类型的学校互不具备,要考虑一定基础上的分流,大力发展综合高中。当前不少学校只教高考要考的知识,国家的课程方案得不到落实,配套的教育立法、督导工作应该及时跟进;要研究高考选拔与中学教学之间的衔接、过度和甄别,让高中教学和高校选拔都能得到良性发展。
(二)学科层面
1.要求具体化
学科三维教学目标的叙写和界定对大多数教师而言是困难的,课程专家要在研究中适当展开并加以明晰,以便给教师有一个参照;教师要明确生物学科最重要的核心素养有哪些,具体到每一节的内容,教学的要求有哪些,学生的学科学习要达到什么程度才算是合格、良好、优秀,学业水平测试各等级具体的要求到底怎样,事先了解到这些,不仅教学的评价有参照,考试的等级要求也明了,教学的针对性就增强了。再者,每一模块就是一门课程,其目标、内容、实施、评价的具体内容需明晰,实施起来也要强调一致性。
2.关注可行性
学科教材活动的编排要关注可行性,特别是生物实验的材料、器具、场地等硬件条件的配备;过程性评价的项目设计要合理,既要突出重点、关注导向,又要关注评价的理论性和可操作性,切不可脱离实际;教学内容的安排既要符合学科课程标准中的内容标准,也要符合中学生物教学的实际,不能盲目追求宽、广、深,要充分考虑有效落实的各种因素;课程内容的选择要和学生的学习兴趣、学生未来的职业规划、学校课程实施的条件等紧密结合起来,要强调有效果、有效益的课程改革。
(三)教师层面
1.善于做总结
课程改革产生了积极推动作用,产生了广泛而深远的影响。要正确认识成绩与不足,正确分析原因与问题,只有认真总结、深刻反思,才能真正找出问题,才能改进不足,才能坚定改革的信心、激发改革的动力,从而才能让自己全心全意的、义无反顾地投入到改革大潮中来,做出应有的成绩,让改革的成果惠及更多的人,使教育更好地面向世界、面向未来。
2.勤于抓学习
课程改革永无止境。教师不仅要把上一轮课程改革相关的理论和知识吃透、搞懂,还要不断学习新的研究成果、掌握新的方法,不断让自己的思想、方法、行动跟上时代的步伐。当然学习的深化离不开研究,要从课程的高度去理解生物学教学,从核心素养的高度去思考学生生物学科素养的培养,从培养创新人才的高度去思考如何在生物教学中培养学生的科学素养,从社会责任感的高度去思考生物学教学的社会价值,从解决当今世界面临的诸多如粮食、人口、资源、污染、健康、医疗等问题的高度去思考如何展现生物学科的巨大魅力等,这些都是值得重视、学习和研究的。
参考文献:
〔1〕钟启泉,崔允漷,吴刚平.普通高中新课程方案导读〔M〕.上海:华东师范大学出版社,.16.
该实验是高中生物的重点实验。在教材实验中把抽象的实验直观化,对生物体的生长、细胞构成和细胞分裂等进行了验证。就实际来看本实验成功的关键在于“取材精准—解离透彻—染色适宜—制片到位”。那么本实验的改进点就落在解离、染色、制片等环节。现就该三环节的改进,进行详细的阐述。
1.改进解离的时间
在教材中制片过程是这样描述的:解离→漂洗→染色→制片。其中在解离的操作中需要剪取洋葱根尖的2~3毫米,随后立即放入解离液中,并且解离的时间要控制在室温下3~5分钟。笔者在实际实验教学中多次实验发现,这样实验的效果不是很好,细胞仍有较多处于不分散的状态。于是我在实验中适当把解离的时间延长,改为了8~10分钟,这样一来,洋葱根尖变得非常酥软,往下再依照教材的实验步骤和方法,进行压片,细胞组织立刻分散成单层细胞,实验效果明显,且成功率很高。
2.改进染色的时间和方法
在教材中染色过程是这样描述的:用盛有龙胆紫溶液的玻璃皿盛放解离、漂洗好的洋葱根尖,且染色时间控制在3~5分钟。笔者在实际实验中发现此举存在弊端,主要是:(1)进行染色操作之后,被染材料很难找到,需要花费较多时间;(2)染色时间上的问题。如果染色时间长,在染色液中观察不到实验材料的染色程度,造成染色过深,实验失败。具体的改进措施是:直接把解离、漂洗好的洋葱根尖放到载玻片中央,并在根尖上滴一滴染色液,染色时间控制在45~60秒。随后用装有清水的滴管小心地将多余的染色液洗去,并将载玻片擦拭干净。因为在解离环节的改进中,洋葱根尖已处于非常酥软的状态,染色非常容易,所以缩短了染色时间,并且直接滴少量的染色液于材料上,可以便于肉眼观察,有效地控制了染色的程度。
3.改进制片的方法
2.观色法:如“生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定”“观察动物毛色和植物花色的遗传”“DNA和RNA的分布”等。
3.同位素标记法(元素示踪法):如“噬菌体浸染细菌的实验”“恩格尔曼实验”等。
4.补充法:如用饲喂法研究甲状腺激素,用注射法研究动物胰岛素和生长激素,用移植法研究性激素等。
5.摘除法:如用“阉割法、摘除法研究性激素、甲状腺激素或生长激素的作用”“雌蕊受粉后除去正在发育着的种子”等。
6.杂交法:如植物的杂交、测交实验等。
7.化学分析法:如“番茄对Ca和Si的选择吸收”“叶绿体中色素的提取和分离”等。
8.理论分析法:如“大、小两种草履虫的竞争实验”“植物向性动物的研究”等。
9.模拟实验法:如“渗透作用的实验装置”“分离定律的模拟实验”等。
10.引流法:临时装片中液体的更换,用吸水纸在一侧吸引,于另一侧滴加换进的液体。
11.实验条件的控制方法
⑴增加水中O2:泵入空气或吹气或放入绿色植物;
⑵减少水中O2:容器密封或油膜覆盖或用凉开水;
⑶除去容器中CO2:NaOH溶液、Na2CO3溶液;
⑷除去叶中原有淀粉:置于黑暗环境(饥饿);
⑸除去叶中叶绿素:酒精水浴加热(酒精脱色);
⑹除去植物光合作用对呼吸作用的干扰:给植株遮光;
⑺单色光的获得:棱镜色散或透明薄膜滤光;
⑻血液抗疑:加入柠檬酸钠(去掉血液中的Ca2+);
⑼线粒体提取:细胞匀浆离心;
⑽骨无机盐的除去:HCl溶液;
⑾消除叶片中脱落酸的影响:去除成熟的叶片;
⑿消除植株本身的生长素:去掉生长旺盛的器官或组织(芽、生长点);
⒀补充植物激素的方法:涂抹、喷洒、用含植物激素的羊毛脂膏或琼脂作载体;
⒁补充动物激素的方法:口服(饲喂)、注射;
⒂阻断植物激素传递:插云母片法。
12.实验结果的显示方法——实验现象的观测指标
⑴光合作用:O2释放量或CO2吸收量或有机物生成量。例:水生植物可依气泡的产生量或产生速率;离体叶片若事先沉入水底可依单位时间内上浮的叶片数目;植物体上的叶片可依指示剂(如碘液)处理后叶片颜色深浅。
⑵呼吸作用:O2吸收量或CO2释放量或有机物消耗量
⑶原子或分子转移途径:同位素标记法或元素示踪法
⑷细胞液浓度大小或植物细胞活性:质壁分离与复原
⑸溶液浓度的大小:U型管+半透膜
⑹甲状腺激素作用:动物耗氧量、发育速度等
⑺生长激素作用:生长速度(体重、体长变化)
⑻胰岛素作用:动物活动状态(是否出现低血糖症状——昏迷)
⑼胰高血糖素作用:尿糖的检测(在尿液中加班氏试剂进行沸水浴,看是否出现砖红色沉淀)
⑽菌量的多少:菌落数、亚甲基蓝褪色程度
⑾生长素作用及浓度高低的显示:可通过去除胚芽鞘后补充生长素后的胚芽生长情况来判断(弯曲、高度)
⑿淀粉:碘液(变蓝色)
⒀还原性糖:斐林试剂/班氏试剂(沸水浴后生成砖红色沉淀)
⒁CO2:Ca(OH)2溶液(澄清石灰水变浑浊)
⒂乳酸:pH试纸
⒃O2:余烬复燃
⒄蛋白质:双缩脲试剂(紫色)
⒅脂肪:苏丹Ⅲ染液(橘黄色);苏丹Ⅳ染液(红色)
⒆DNA:二苯胺(沸水浴,蓝色)、甲基绿(染色后,呈绿色)
一、实验设计题的解题思路
1. 明确实验目的
无论是哪种类型的生物实验, 实验目的永远是整个实验设计题中的核心内容。生物实验设计题大致可以分为验证性实验和探究性实验。例如, 为探究光照情况对于植物吸收矿物质元素的影响程度, 通过以下材料及实验用品设计实验, 材料和用品包括:缺少N的完全培养液, 适量浓度适宜的Na NO3, 广口瓶和量筒等玻璃仪器, 生长情况大体相同的多株同种植物幼苗。通过题干可知, 本题属于探究性实验, 实验目的是探究光照情况对于植物幼苗吸收N元素的影响程度, 其中控制变量是光照。
2. 明确实验原理
生物实验设计题的实验原理大部分来源于课本中的学习内容, 另外还有一部分是课外的延伸知识, 需要学生从题干中理解并运用。实验原理一般指实验过程中需要运用的科学原理和相关的实验方法。例如“验证唾液淀粉酶是蛋白质”实验题, 通过结合教材中的相关知识可以得知, 鸡蛋中蛋清的主要成分就是蛋白质, 通过双缩脲反应, 即使蛋白质与Cu SO4在碱性环境中反应生成紫红色物质。这就是证明唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质的实验原理。
3. 明确实验变量
实验变量是实验中的自变量, 是实验中可以由实验者直接控制的条件或其他因子, 对实验对象产生直接的刺激作用。通过控制实验变量, 可以完成实验的假设, 从而达到实验目的。实验变量的获取方式可以分为直接获取和根据实验目的及原理分析得出两大类。如“验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关”中, 可以直接找到赤霉素的含量就是实验变量。而在“探究成熟植物细胞的吸水和失水”中, 由实验的原理和目的可以分析得出结论, 实验变量是成熟植物细胞外液的渗透压。在确定好实验变量后, 进一步确定因变量, 即通过实验变量的变化引起其他变量的变化, 与此同时, 还应控制其他无关变量条件的一致性, 生物实验应保证单一变量原则。
二、实验设计题的解题方法
1. 选择正确的实验材料用品
生物实验中的实验材料大致可分为两种。其一是根据实验设计题题干中的已知实验材料和用品, 通过分析实验内容, 对应实验中的实验步骤, 分别运用实验材料和用品, 除了可供选择的材料, 基本题中所给的材料都可以用上。其二是根据题意课外延伸实验材料, 在自由选择材料时, 应确保材料符合实验的要求, 作用效果明显, 取材方便, 实用性较强。
例如“设计实验探究C4植物进行光合作用时, 叶片中的淀粉是在维管束鞘细胞还是叶肉细胞中产生”实验中, 题干中已给材料和用品包括健康的玉米植株、碘液、酒精、酒精灯、烧杯、铁架台、石棉网、刀片、清水、滤纸、镊子、显微镜等实验材料, 而在实验过程中需要确认在检验淀粉时是采用碘蒸气熏蒸叶片法, 还是选择使用酒精先对叶片进行脱色, 在脱色工作完成后, 向叶片上滴加适量碘液的方法。通过已知条件, 应当选择第二种方法, 并在实验过程中合理运用所给材料, 确保实验的完整性以及可靠性。
2. 正确书写实验步骤
书写实验步骤是将实验设计思路的具现化, 通过考查学生书写实验步骤的能力, 可以检验学生的语言表达和实验逻辑思维等多方面的能力。对于实验步骤的书写, 应当首先对实验材料进行分组和编号, 实验中的药品、实验中用到的动植物材料都属于实验材料。其次在取材的时候, 应注意剂量、数量、生理和发育状态保持一致, 同时要配备烧杯、培养用器皿、饲养动植物的容器等。在选择器材时还应根据实验的实际情况, 符合实验目的和实验原理的要求, 并且要注意大小等规格要求绝对相同。
例如“验证玉米中两对性状的遗传是否符合基因的自由组合定律”, 本实验的实验步骤:1让纯种有色饱满的玉米和纯种无色皱缩的玉米杂交获得F1代备用。2取F1代30株与无色皱缩的玉米杂交。3收获杂交后代的种子并统计不同表现型和比例。除此之外, 若在某实验中操作过于烦琐复杂, 可根据具体情况将该步骤划分为几步详细的步骤。
3. 正确预测并对实验结果进行解释, 最终得出结论
生物实验通过控制实验变量从而使实验结果得到不同的变化。然而对于不同的实验, 实验的预测分析应采取不同的方式。其中验证性实验只需要书写实验结果以及实验后得到的假设, 应确保实验前的预测和实验最终结果的一致性。另外, 对于探究性实验而言, 应严格确保实验预测的完整性, 根据实际实验过程排除不符合实际的结果。
一、科学性原则
科学性往往体现在高中生物探究性实验中,具体是指实验目的要明确、实验原理要正确等,它体现了逻辑思维的严密性。整个实验设计思路及实验方法的确定都应遵循生物学基本知识和原理,同时也符合其他相关学科领域的基本原则,充分体现逻辑思维的严密性。
二、可行性原则
实验设计中,所需要的实验器材必须是实验室现有的或者是容易获取的,并要保证实验所需时间符合课时的安排等。例如,实验“构建种群增长模型的方法”中,种群的选择就要适合当地的气候特点、地理条件等。笔者在教学过程中,选用草履虫作为实验观察对象,将稻草秸秆放入水中培养一周左右的时间,就可以得到合适的研究种群数量。通过显微镜进行观察,统计数量,即可有效地构建种群数量増长模型。
三、可重复性原则
为获取科学的数据,得出准确的结论,往往需进行多次重复实验。实验中遵循可重复性原则的目的在于尽可能地排除偶然因素造成的误差,真正体现实验的科学性。例如,实验“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”,用一系列具有浓度梯度的生长素类似物处理插条时,每一个浓度下都至少用3~10根插条,计算插条生根的平均值或平均生根长度。
四、单一变量原则
单一变量原则是高中生物实验中的一项重要理论基础。该原则指在控制研究对象之间只有某一因素(自变量)不同,而保证其他因素(无关变量)完全相同,进而观察该不同因素对实验结果的影响。例如,在“探究温度对酶活性的影响”一实验中,实验的自变量为不同梯度的温度,实验中试剂的量、溶液的pH值等即为无关变量,但由于其中pH会影响酶的活性,所以应保证实验对象的pH值等无关变量均相同,以使所得结果均是由自变量的变化而引起,从而保证了实验的准确性。
五、对照性原则
对照性原则是设计和实施实验的准则之一,通过对照能消除无关变量对实验结果的影响,增加实验的可信度和说服力。对照实验是指除一个因素以外,其他因素都保持不变的实验,通常由实验组和对照组组成。实验组是接受实验变量处理的对象组,对照组一般不需要经过实验变量处理。根据对照内容和形式的不同,对照类型可分为:
⒈空白对照
对照组不加任何处理因素,如实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”中,1号试管不作任何处理,即为空白对照组。又如,实验“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”,清水处理则为空白对照。
⒉条件对照
条件对照指虽给实验对象施以某种处理,但这种处理仅作为对照意义的,如“探究pH对唾液淀粉酶活性影响”的实验,设立过酸、接近中性和过碱的实验条件,进行相互对照。
⒊自身对照
自身对照指实验与对照在同一对象上进行,即不另设对照组,如,实验“植物的吸水与失水”即为典型的自身对照实验,其实验组为质壁分离和复原的洋葱表皮细胞,对照组为正常的洋葱表皮细胞,均为同一组细胞,构成自身对照。又如,萨克斯的实验“探究植物光合作用的产物有淀粉”,叶片一半曝光,另一半遮光也为自身对照。
⒋相互对照
即几个实验之间相互对照,不另外加设对照组,如“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中,两个对照实验组分为有氧、无氧,最后的酒精和CO2的产生量便可直接通过这两个对照组对照、计算,得出结果。又如,鲁宾和卡门的实验“探究光合作用产生的O2中的O来自于H2O还是CO2”,用18O分别标记H2O和CO2,两组实验相互对照。
六、随机性原则
题型特点:以生物的前沿科技、生命科学发展中的热点问题、社会生活中的现实问题、生物实验等为命题材料,用文字、数据、图表、图形、图线等形式向考生提供资料信息。分析和处理信息,把握事件呈现的特征,进而选择或提炼有关问题的答案。
命题方向:运用知识解决实际问题的能力和理解文字、图表、表格等表达的生物学信息的能力,以及搜集信息、加工处理信息、信息转换、交流信息的能力。
解题的一般方略为:
1.阅读浏览资料、理解界定信息:通过阅读浏览资料,明确题目事件及信息的类型,了解题干的主旨大意,界定主题干下面次题干的有无,确定解题思路。
2.整合提炼信息、探究发掘规律:对于题干较长的题目来说,可快速浏览整个题干,针对题目设问,分析所给信息,找到与问题相关的信息。
1.1生物制剂的产生主要是基于复合功能菌群的多基团净化重金属废水方法,由细菌代谢产物,再加入调整因子,在细菌细胞壁上形成多—NH2、—NH、—OH、—C=O、CH3—、CH2—的官能团,通过细胞壁上的这些官能团提供孤对电子与重金属配合(如羟基中的氧原子电子结构1S22S22PX12PY12PZ1两个共用电子对的SP3的杂化轨道),形成配位化合物,使重金属吸附在细胞壁上,再由氢氧根诱导生物配位体长大,形成溶解度积更小的沉淀物,达到去除重金属目的。2处理冶炼废水简介
废水重金属含量相对较低,使用较少药剂即可达到相关的排放标准。总废水通过生物制剂处理后含水渣渣量和过滤烘干后渣量如图1所示。
关键词:高中生物;试验设计题;基本解法
一、确定生物实验类型
(一)验证性实验类型。验证性实验是要对研究对象有一些的了解,从而可以根据自身的认知情况提出假说,为了验证这一假说或者自身的认知从而进行的一种实验方式,验证性实验更加注重的是实验的一个演示和证明的活动,通过分离科学知识和过程,除去背景的影响,更加注重了探究的结果,并不是探究过程。验证性实验式传递了更加注重实验操作和观察的技能,强调的是从试验中验证真理获得生物知识。
(二)探究性实验。探究性实验式不知道实验的结论,通过实验的分析,求证假设是否正确额度一种实验方式。探究性实验式就是通过实验来回答来解答一个感兴趣的问题,不仅激发了学生的好奇心,培养了科学的探究的能力。
二、生物实验设计原则
(一)平行重复原则。每一个实验都要求能够重复实验,不然的话相关的试验就失去了它存在的意义,平行重复原则就需要通知自变量的变化,在无关变量一定的情况下,要求多次重复试验,从而观察自变量和实验结果的关系。
(二)科学性原则。科学性原则就是选择相应适合的试验材料,通过正确的试验原理和方法,得出符合逻辑的试验结果或者结论。这就需要我们在实验的时候要结合相关的科学资料,通过运用自身的试验原理,使用教材中的实验方法。
(三)单因子变量原则。单因子变量原则就是要简易化实验过程中的各种影响关系,可使得结果的说服力更强,一般会分为两个组,一个是实验组,一个是参考组,两组中只有一个变量,其他的影响因素相同,这样得出相应的試验结果之后,对比两组实验数据和现象,从而判断不同结果,是由于哪一个变量的影响,因此在试验设计的时候要确定和控制好其中的这一个变量。
(四)对照性原则。一般来说,实验中有很多的影响因素,无关的因素也很多,假如要研究变量对于实验结果的影响,就需要保证其他的影响因素不变,这样就需要做对照实验,通过对照试验去除其他干扰变量对于实验结果的影响。实验组和对照组的区分,正常情况下,一般对照组就是正常状态的一组,而实验组就是改变实验变量的一组,举例来说就是比如验证“钙元素是植物生长过程中的必须的矿物质元素”实验就分为两组,第一组的培养液中添加钙元素,而第二组的培养液中不添加钙元素,那么第一组就是实验组,第二组就是对照组。对照的类型一般分类有自身对照、相互对照、空白对照、条件对照。
三、实验设计步骤
(一)清楚题目的要求。学生在考试的时候一定要看清楚题目的要求,因为有的时候通过对考试题的分析,就可以找到答案的线索,同时也可以了解到题目考试的具体的内容,以及相关的答题要求。
(二)分清楚实验的目的和类型。在考试时候,学生一定要仔细阅读实验设计题目的试验目的,确定实验的类型,弄清楚实验需要解决的问题,可以通过一些比较关键的词汇来判断,比如“证明”“探究”“研究”等一般都是和实验目的相互关联的。
(三)描述实验原理,完成实验设计。实验完成之后,就需要根据实验的现象和数据等等信息,描述出实验中所需要理论依据,并且能够结合自身学到的生物实验理论知识给予实验现象作出合理的解释,完成的过程中还需要描述出相应实验仪器的使用方法,所以实验设计题一般就考核学生比较多的理论知识,并且还能够根据相应的理论,作出分析,完成实验设计题目的要求。
(四)完成实验步骤。一般来说需要特别注意以下几个方
面:首先是选取材料,选择材料的时候要求按照实验的要求,注意保持相同条件,其次就是要进行分组编号为了方便观察、比较和统计实验,实验可以进行分组,并且对于每一组进行标记。
(五)预测实验结果,分析实验结论。对于这个步骤,第一步要做的就是要分清楚实验的类型,假如为验证性实验的话,只需要看下实验结果和实验的目的是否是一样的结论,但是验证性实验值得注意的是要求实验结果、目的以及结论的一致,实验的结果是通过实验得出的试验成果;探究性实验预测的结果或者结论,可能是一个预测结果,根据实验的实际情况预测出相关的结论。
【高中生物实验设计思路】推荐阅读:
高中生物实验的教学设计12-02
高中生物探究式实验教学设计研究及案例分析11-02
高中生物实验方法05-29
高中生物【实验9】10-24
初高中生物实验11-12
人教版高中生物实验11-27
关于高中生物实验教师评语12-04
高中生物教学论文 高中生物教学设计06-28
高中生物教学设计反思11-18
生物高中必修1第一章第二节教学设计09-15