高中生物实验方法(推荐12篇)
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)
笔者在实验教学过程中, 注重培养学生实验分析的能力, 并就实验分析的方法进行了初步探索, 总结归纳成了“四步分析法”, 即从取材、药品与试剂、步骤及操作、显微镜的使用四个方面对实验进行分析的方法。
第一步:取材分析
正确取材是实验成功的第一步。有的学生实验失败的原因, 往往是取材不正确而引起的, 因而在实验分析时, 要首先考虑取材是否正确。
例如, 实验一“观察植物细胞的有丝分裂” (以下简称“实验一”) 中, 准确切取洋葱根尖生长点部位, 是实验成功的前提。一些学生制成的装片中往往看不到或看到很少的分裂细胞, 就是因为切取部位不正确导致的, 即没有选准根尖的生长点部位。实验二“观察植物细胞的质壁分离和复原” (以下简称“实验二”) 中, 取材部位应该是在新鲜的洋葱鳞片叶外表皮的紫色较深处。而在内表皮或紫色很浅的部位取材, 往往观察不到或仅有很少紫色液泡。实验三“观察根对矿质元素离子的交换吸附现象” (以下简称“实验三”) 中, 剪取的是有活性的根, 如果是死根、烂根, 则观察不到预期的结果。实验四“叶绿体色素的提取和分离” (以下简称“实验四”) 中, 选取的叶片要肥厚、色浓, 而老叶、发黄的叶子则不能选用。
第二步:药品与试剂分析
药品与试剂的量、浓度、纯度等都是影响实验正确结果的重要因素, 要逐一检查, 不能忽视。
1.关于量的问题
有些实验对药品与试剂的量有一定的要求, 如实验四中, 丙酮、层析液的量就要按规定使用:提取5g叶片中的色素, 用2ml丙酮是适中的, 若丙酮过多, 会使色素浓度降低, 减少滤纸条上色素的量, 使分离效果不明显;若丙酮少了, 色素提取又不充分。色素分离时, 向烧杯中倒入层析液时, 其量的标准是液面不能超过1cm (距烧杯底) , 否则将没及滤纸条上的滤液细线, 色素就迅速溶解到层析液中去了, 结果在滤纸条上得不到相应的色素分离图谱。
2.关于浓度问题
实验中, 规定的浓度, 都是人们经过多次试验后, 认为最适合的。实验员在实验前配制药品与试剂时, 浓度要配准, 否则将会影响学生实验。如蔗糖溶液浓度较高时 (高于30%) , 会使细胞因发生强烈质壁分离而失水过多, 细胞死亡, 不能复原。亚甲基蓝溶液在配制时, 要求更高, 浓度高一点点, 就会影响根的活性。
3.关于纯度问题
有的实验如实验三对试剂的纯度有较高的要求, 如果所用蒸馏水中混入杂质阳离子, 或用自来水代替, 则漂洗时, 不仅洗去了浮在根细胞表面的亚甲基蓝阳离子, 而且也会把吸附在根细胞表面的亚甲基蓝阳离子交换下来;在对比实验中, 含杂质阳离子的蒸馏水也会变蓝。
第三步:步骤及操作分析
步骤及操作是否正确是影响实验结果的主要因素, 故应重点分析, 主要有以下三种情况。
1.漏做某个实验步骤
实验步骤不能少, 如实验一中, 根尖用10%盐酸解离后, 若不经漂洗直接染色, 则染色效果极差, 因为根尖上附着的盐酸将和碱性染料起中和反应, 从而影响着色;制片时, 用镊子尖把根尖开碎, 这一步也易漏掉。实验三中根经亚甲基蓝染色后, 若不用蒸馏水反复冲洗, 在后面的对比实验中, 蒸馏水也将变蓝。
2.操作方法错误
在具体操作某个步骤时, 没有按规定的操作方法做, 肯定会影响实验结果。如临时装片制作时, 有的学生将盖玻片直接放在清水滴上, 这样制成的装片中, 气泡较多, 严重影响观察。实验二中, 应用镊子撕取洋葱表皮, 而不少学生是用刀片削或挖, 以至取出的表皮较厚, 这样在显微镜下也就看不到单层细胞。
3.操作不严格
如解离、染色时间不够, 漂洗的时间或次数不足。制作洋葱表皮临时装片时, 未将清水滴中卷起的表皮平展开来;做质壁分离复原实验时, 滴入清水的次数少, 滤液细线划得不细不齐都会对实验结果有一定的影响。
第四步:显微镜的使用分析
需用显微镜的实验, 有时会因为显微镜的操作, 镜头污染等问题, 而影响观察, 看不到已经出现的现象或结果。显微镜的操作要按一定的程序进行, 如对光程序、高倍镜观察程序等。有的学生不按程序操作, 结果既耽误了时间, 又观察不到相应的结果, 而且易损坏显微镜。例如常有学生在用高倍镜观察时, 把盖玻片压碎了, 弄脏了镜头, 就是由于这些学生在下降镜筒时, 眼睛看的是目镜而不是物镜, 这样, 镜筒下降到什么位置就不知道了。正确的程序应该眼睛看着物镜, 同时下降镜筒, 让物镜接近装片, 然后眼看目镜、调节细准焦螺旋直至观察到清晰物像。此外, 目镜或物镜头被严重污染、焦距没有调好、放大倍数不够、视野较暗、标本不在通光孔的中心位置等诸多因素, 都会直接影响观察。
在高中生物实验教学过程中,我们经常发现不少学生只重视实验结果,不重视分析结果;只满足于实验的成功,而不愿对实验失败的原因进行分析。造成这种现象的原因,除了是学生对实验的根本目的缺乏深刻的认识而外,不懂得如何分析实验、没有掌握实验分析的一般方法是非常重要的因素。生物学是一门实验性很强的学科,在实验过程是,会有多种因素影响、干扰实验结果,致使实验失败。此时,实验分析就显得很重要:一方面,可以找出并排除影响因素,使实验重做晨能获得成功;另一方面,还可以总结出经验教训,甚至可能还有意外的收获、新的发现,这在科学史上是不乏其例的。因此,尽管现行高中生物教学大没有明确实验分析这一目的,而且实验也比较简单,笔者觉得,在高中生物实验教学中,除了使学生达到提高动手能力、了解实验原理和方法、验证所学知识这些目的以外,教育学生辩证地看竺实验的成功与失败、教给学生进行实验分析的一般方法、初步培养学生实验分析的能力还是必要的!
一、实验分析的一般方法——“四步分析法”
实验教学过程中,注重培养学生实验分析的能力,并就实验分析的方法进行了初步探索,总结归纳成了“四步分析法”,即从取材、药品与试剂、步骤及操作、显微镜的使用四个方面对实验进行分析的方法。
(一)第一步:取材分析
正确取材是实验成功的第一步。有的学生实验失败的原因,往往是取材不正确而引起的,因而在实验分析时,要首先考虑取材是否正确。例如, “观察植物细胞的有丝分裂”中,准确切取洋葱根尖生长点部位,是实验成功的前提。一些学生制成的装片中往往看不到或看到很少的分裂相细胞,就是因为切取部位正确导致的,即没有选准根尖的生长点部位。
(二)第二步:药品与试剂分析
药品与试剂的量、浓度、纯度等都是影响实验正确结果的重要因素,要逐一检查,不能忽视。
1、关于量的问题。有些实验对药品与试剂的量有一定的要求,如实验四中,丙酮、层析液的量就要按规定使用:提取5g叶片中的色素,用2ml丙酮是适中的,若丙酮过多,会使色素浓度降低,减少滤纸条上色素的量,使分离效果不明显;若丙酮少了,色素提取又不充分。色素分离时,向烧杯中例入层析液时,其量的标准是液面不能超过1cm(距烧杯底),否则将没及滤纸条上的滤液细线,色素就迅速溶解到层析液中去了,结果在滤纸条上得不到相应的色素分离图谱。
2、关天浓度问题。实验中,规定的浓度,都是人们经过多次试验后,认为最适合的。实验员在实验前配制药品与试剂时,浓度要配准,否则将会影响学生实验。如蔗糖溶液浓度较高时(高于30%),会使细胞因发生强烈质壁分离而失水过多,细胞死亡,不能复原。亚甲基蓝溶液在配制时,要求更高,浓度高一点点,就会影响根的活性。
3、关于纯度问题。有的实验如实验三对试剂的纯度有蒋高的要求,如果所用蒸馏水中混入杂质阳离子,或用自来水代替,则漂洗时,不仅洗去了浮在根细胞表面的亚甲基蓝阳离子,而且也会把吸附在根细胞表面的亚甲基蓝阳离了交换下来;在对比实验中,含杂质阳离子的蒸馏水也会变蓝。
(三)第三步:步骤及操作分析
步骤及操作是否正确是影响实验结果的主要因素,故应重点分析,主要有以下三种情况。
1、漏做某个实验步骤。实验步骤不能少,如实验一中,根尖用10%盐酸解离后,若不经漂洗直接染色,则染色效果极差,因为根尖上附着的盐酸将和碱性染料起中和反应,从而影响着色;制片时,用镊子尖把根尖开碎,这一步也易漏掉。实验三中根经亚甲基蓝染色后,若不用蒸馏水反复冲洗,在后面的对比实验中,蒸馏水也将变蓝。
2、操作方法错误。在具体操作某个步骤时,没有按规定的操作方法做,肯定会影响实验结果。如临时装片制作时,有的学生将盖玻片直接放在清水滴上,这样制成的装片中,气泡较多,严重影响观察。实验二中,应用镊子撕取洋葱表皮,而不少学生是用刀片削或挖,以至取出的表皮较厚,这样在显微镜下也就看不到单层细胞。
3、操作不严格。如解离、染色时间不够,漂洗的时间或次数不足。制作洋葱表皮临时装片时,未将清水滴中卷起的表皮平展开来;做质壁分离复原实验时,滴入清水的次数少,滤液细线划得不细不齐都会对实验果有一定的影响。
(四)第四步:显微镜的使用分析
需用显微镜的实验,有时会因为显微镜的操作,镜头污染等问题,而影响观察,看不到已经出现的现象或结果。显微镜的操作要按一定的程序进行,如对光程序、高倍镜观察程序等。有的学生不按程序操作,结果既耽误了时间,又观察不到相应的结果,而且易损坏显微镜。例如常有学生在用高倍镜观察时,把盖玻片压碎了,弄脏了镜头,就是由于这些学生在下降镜筒时,眼睛看的是目镜而不是物镜,这样,镜筒下降到什么位置就不知道了。正确的程序应该眼睛看着物镜,同时下降镜筒,让物镜接近装片,然后眼看目镜、调节细准焦螺旋直至观察到清晰物像。此外,目镜或物镜头被严重污染、焦距没有调好、放大倍数不够、视野较暗、标本不在通光孔的中心位置等诸多因素,都会直接影响观察。
以上介绍的“四步分析法”紧扣教材,贴近学生的知识水平,符合学生的思维习惯,容易被学生接受并掌握,而且经过尝试,也取得了良好的效果。因此,该方法可以作为高中生物实验分析的一般方法。
二、“四步分析法”的应用
摘 要:新课改背景下,高中生物实验教学也需要不断进行改革与建设才能够顺应当下的教育改革潮流,进而满足学生个性化的学习需求,不断提高实验教学效果。而由于实验课程在高中生物课程中占据比例较大,对其教学方法和模式进行改革与建设具有良好的现实意义。因此,教师可以通过发挥学生主体作用、改革实验教学模式、实施辅助教学手段、完善教学评价体系等方式,提高教学效率。
关键词:高中生物;实验教学方法?c模式;改革与建设
中图分类号:G63 文献标识码:A 文章编号:1673-9132(2018)21-0036-02
DOI:10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2018.21.021
实验可以使学生更加深化对所学知识的理解与认知,并能够有效利用知识来解决实际问题。但由于在实际的实验教学中,一些高中生物教师存在重理论轻实践的思想,并缺乏系统化的教学模式等,导致学生对实验课程的重视度不高,不利于其知识运用能力和生物综合学习能力的提升。对此,在开展高中生物实验教学时,教师还应顺应当下教学改革的趋势,加强对实验教学方法与模式的改革与建设,为教学效果的提升奠定良好基础。
一、发挥学生主体作用
以教师为主体的传统教学方式早已难以满足现代化教学的需求,但一些教师难以摆脱传统教学思想的束缚,进而在高中生物实验教学中对学生多加干涉,甚至学生实际动手操作的机会极少。新课程标准下,要求教师在开展教学活动时,应坚持学生的主体地位,以提升其主动学习的意识和能力。因此,在进行实验教学改革时,高中生物教师还应改变自身的教学思想,充分发挥出学生的主体作用,尽可能让学生进行实际动手操作,从而才能顺利进行实验教学方法和模式的改革与建设。例如,在进行观察植物细胞有丝分裂的实验中,教师在确保学生能够熟练掌握操作仪器的基础上,可让学生按照解离、漂洗、染色、压片的步骤进行实验操作,而教师则从旁进行辅导,以及时解决学生提出的问题,深化其对每个实验步骤相关知识的认知的同时,激发其对生物实验课程的兴趣。
二、改革实验教学模式
从不同角度来看,高中生物实验教学方法和模式也存在较大的不同,例如根据实验的组织方法可将其分为独立实验、合作实验、模仿实验等。而根据实验的目的和作用进行划分则可分为探究性实验和验证性教学实验。而不论哪种分类方式,教师都应结合实验教学实际选择更加合适和实用的教学方法,并针对其中存在的不足进行改革。例如,在利用探究性实验教学模式时,要把握该模式的实施流程,其中包括提出问题、作出假设、制订和实施计划、总结与交流等。这种模式主要在于发挥学生发散性思维的作用,然后根据现有结果进行深入探究。教师可采取课内或课外实验设计的形式展开教学活动。但由于其较为重视实验的过程和结果,具有一定的时间要求,并且其实验结束后的评价方式较为困难,因此,教师还应针对这些不足进行有效改革。再例如,验证性实验模式,它主要是对某个任务的具体结果进行验证与总结,能够培养学生的自主操作能力。但同时它也存在一定的不足,如对于植物细胞的可溶性还原糖等相关实验的验证未得到进一步考证,通常只能依据教材结论进行判断,不利于学生主体地位的发挥。因此,在生物实验教学中,教师还应从实际出发,综合考虑实验的需要选取合适的教学模式,并进行适当改革,如将几种教学模式进行综合使用等,进而不断提高教学效果。
三、实施辅助教学手段
身处于信息发达的现代化社会,信息化手段在教学中的应用成为一种必然趋势。因此,在进行高中生物实验教学方法和模式的改革与建设时,教师还应充分利用网络、多媒体等辅助教学手段的优势与作用,在实际动手实验前,可事先播放相关的操作视频供学生观察和学习,从而为学生构建一个网络式架构的高效实验教学环境,推动实验教学方法与模式进一步改革与建设的同时,激发学生的生物实验兴趣,不断提高教学效率。例如,在进行“植物细胞的吸水和失水”实验时,在确保学生对本章内容具备一定的认知后,首先,应对学生展开光学显微镜的操作以及临时装片的制作等基本操作技能的教学。其次,教师可采取小组合作实验的方法,将学生分成若干小组,让其先针对具体的实验过程进行探讨,以激发其实验兴趣,并引导其做好任务分工。教师还可以采取视频演示,即利用多媒体将视频呈现在课堂上,让学生根据视频中的实验步骤进行模拟操作等。同时,教师可让学生在探讨过程中将产生的疑问记录下来,如“选择不同颜色实验材料,其实验结果将会产生怎样的变化?”等问题,进而带着问题展开实验。随后可应用探究性实验模式利用显微镜观察苔藓叶片、洋葱、萝卜等植物的细胞,并做好实验现象的记录工作,以便得出准确的实验结论。最后,在实验结束后,教师还应为学生预留出一定的时间进行讨论,如列举与本节实验课程有关的生活实例等,从而不断提高学生的思维转换、知识迁移和实际运用能力。
四、完善教学评价体系
为提高高中生物实验教学方法和模式改革与建设的有效性,教师还需完善实验教学评价体系,从而促进教学方法和模式改革的不断完善。例如,教师应在教学中时刻观察学生的实验过程,需将每节实验教学的过程和结果进行整理、分析与记录,并将相关的信息进行总结。同时,也需适当结合实验书面考试结果进行评价。同时,教师还应根据不同的实验教学模式展开不同的评价方式,如对于探究性实验模式则需要进行综合考虑和分析,重视该模式的实验过程,进而不断提升教学评价的有效性,促进实验教学效果的提升。
五、结语
在现代化教学观念的影响下,高中生物实验教学方法与教学模式的改革是一种必然趋势。加之现今学生的思维极其活跃,其学习需求也呈现多样化的特征,因此,为提高学生对生物实验课程的学习积极性,教师还应充分发挥其主体作用、改革实验教学模式和方法,并完善教学评价体系,以实现有效的教学改革。同时,还应发挥辅助教学手段的优势,推进信息化教学方式的深入发展,以提高教学效率,并不断增强高中生的生物学科素养。
参考文献:
(一)实验目标
1.学会提取和分离叶绿体中色素的方法。
2.观察叶绿体中的四种色素。
(二)实验原理
叶绿体中的色素都能够溶解于有机溶剂丙酮中。所以,可以用丙酮提取叶绿体中的色素。
石油醚是一种脂溶性很强的有机溶剂。叶绿体中的四种色素在石油醚溶解度是不同的:溶解度最高的是胡萝卜素,它随石油醚在滤纸上扩散得最快;叶黄素和叶绿素a的溶解度次之;叶绿素b的溶解度最低,扩散得最慢。这样几分之后,四种色素就在扩散过程中分离开来。
(三)材料用具
略
(四)方法步骤
1、提取绿色叶片中的色素。
l)称取5 g绿色的叶片,剪碎,放入研钵中。
2)向研体中放入少许二氧化硅和碳酸钙,再加入5mL丙酮,进行迅速、充分的研磨。并将纸
盖在研钵上,纸中心穿一个洞,将杵棒套入洞口进行研磨。
3)将研磨液迅速倒入小玻璃漏斗中进行过滤(漏斗基部放一块单层尼龙布)。将滤液收集到一
个小试管中,及时用棉塞将试管口塞紧。
用预先干燥处理过的定性滤纸,将滤纸剪成长10 cm、宽 1cm的滤纸条,在距滤纸条一端 1cm
处用铅笔画一条细的横线。
用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔线均匀地画出一齐细而直的滤液细线。
待滤液于后,再画二三次。
4、分离叶绿体中的色素
将3 mL层析液到入烧杯中,将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)略微斜靠着烧杯的内壁,轻
轻地插入到层析液中,随后用培养皿盖盖上烧坏。注意,不能让滤纸上的滤液细线触到层析液。
几分以后,取出滤纸条。此时滤纸上出现四条色素带,从上向下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)
(五)实验结论:
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一、实验试剂
1.用到酒精的实验
(1)叶绿素的提取:无水酒精用于提取光合色素
(2)物质鉴定实验:50%酒精用于洗去浮色(苏丹III和IV)(3)DNA粗提取:95%冷酒精用于析出DNA
(4)观察有丝分裂:95%酒精与15%盐酸1:1混合(解离液)用于使组织细胞分散开(5)微生物培养、植物组培、动物细胞培养等中的无菌操作:75%酒精用于消毒(6)土壤中小动物类群丰富度的研究:70%酒精用于保存土壤中的小动物(7)萨克斯的叶片遮光实验:用95%酒精煮叶片达到脱色 2.用到盐酸的实验
(1)观察有丝分裂:95%酒精与15%盐酸1:1混合(解离液)用于使组织细胞分散开(2)观察细胞中DNA与RNA的分布:8%盐酸用于①增大细胞膜对甲基绿、吡罗红的通透性;②让DNA更好地与甲基绿结合
(3)探究影响酶活性的调节:5%盐酸用于调节反应体系的pH(4)植物组织培养技术:盐酸用于调节培养基的pH(5)微生物的纯化与培养:盐酸用于调节培养基的pH
(6)生物维持pH稳定的机制:0.1mol/L盐酸用于改变溶液体系的pH
(7)促胰液素的发现:斯他林和贝利斯用盐酸刺激使小肠粘膜产生促胰液素 3.用到NaOH的实验
(1)探究影响酶活性的调节:5%的NaOH用于调节反应体系的pH(2)植物组织培养技术:NaOH用于调节培养基的pH(3)微生物的纯化与培养:NaOH用于调节培养基的pH
(4)生物维持pH稳定的机制:0.1mol/L的NaOH用于改变溶液体系的pH(5)物质鉴定实验:0.1g/mL的NaOH用于配置斐林试剂和双缩脲试剂(6)探究酵母菌的呼吸方式:10%的NaOH用于吸收CO2
(7)细胞大小与物质运输的关系:将含有酚酞的琼脂块浸入NaOH溶液中 4.用到蒸馏水(清水)、无菌水的实验
(1)使用高倍显微镜观察细胞:蒸馏水用于制作植物细胞的临时装片,也用于洗去某些多余的染液
(2)制备细胞膜:蒸馏水用于涨破红细胞
(3)DNA的粗提取:①蒸馏水用于涨破动物细胞以获取含DNA的混合溶液;②蒸馏水用于稀释2mol/L的NaCl溶液。
(3)观察植物细胞质壁分离及复原:清水用于制作临时装片和使细胞发生质壁分离复原
(4)微生物的纯化与培养:无菌水用于稀释菌液
(5)蒸馏水、清水经常作为植物为材料的探究实验中的空白对照
(6)观察细胞的有丝分裂、减数分裂:漂洗细胞,防止过度解离以及影响染色 5.用到特定酶的实验
(1)植物体细胞杂交:果胶酶和纤维素酶用于水解细胞壁
(2)动物细胞培养技术:胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)用于分散动物细胞
(3)基因工程:限制酶用于剪切DNA,DNA连接酶用于目的基因与载体的连接(4)PCR技术:耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)用于催化DNA的延伸(5)比较过氧化氢的分解:肝脏研磨液中的过氧化氢酶用于催化过氧化氢的分解
(6)探究影响酶活性的条件:淀粉酶、过氧化氢酶分别用于探究温度、pH对酶活性的影响
(7)DNA的粗提取:嫩肉粉中的木瓜蛋白酶可以水解蛋白质
(8)艾弗里的肺炎双球菌转化实验:DNA酶用于水解DNA,验证DNA是转化因子
二、实验器材
1.用到显微镜的实验
(1)使用高倍显微镜观察细胞
(2)物质鉴定实验:检测脂肪时用于观察细胞中被染色的脂肪粒(3)观察DNA与RNA在细胞中的分布
(4)制备细胞膜:用于观察涨破前后的血红细胞(5)观察线粒体和叶绿体、观察细胞质环流(6)观察植物细胞质壁分离及复原
(7)生物膜结构的探索:罗伯特森用电子显微镜观察细胞膜,光学显微镜观察人鼠融合细胞
(8)观察细胞的有丝分裂、减数分裂(9)低温诱导植物染色体数目的变化(10)培养液中酵母菌种群数量的变化 2.用离心机的实验
(1)分离细胞器:差速离心用于分离不同重量的细胞器(2)制备细胞膜:将涨破的细胞膜离心至沉淀中
(3)赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染实验:将细菌离心至沉淀中,观察放射性的分布(4)探究DNA的复制方式:密度梯度离心用于观察子代DNA的重量差异(5)PCR技术:离心用于反应体系的混合
(6)植物体细胞杂交、动物细胞融合:离心可以诱导原生质体或动物细胞融合
三、实验材料
1.对实验材料有特殊要求的实验
(1)物质鉴定实验:实验材料本身无色或颜色浅(2)制备细胞膜:哺乳动物红细胞
(3)DNA的粗提取:DNA含量较高且较易提取(不能是哺乳动物的血细胞)(4)观察细胞的有丝分裂、低温诱导染色体加倍:植物根尖分生区细胞
(5)观察细胞的减数分裂:植物的花药、动物的雄性生殖器官(精巢或睾丸)(6)观察植物细胞质壁分离及复原:成熟的、液泡中有颜色的植物细胞
(7)调查人群中的遗传病:调查发病率需要对人群进行随机抽样,调查遗传方式需要找患者家系
(8)植物组织培养:分化程度低,全能性高的植物外植体
(9)动物细胞培养:胚胎或幼龄动物的组织、器官(分裂能力强)
2.需要保持实验材料活性的实验(活体实验)
3.实验操作导致实验材料死亡的实验
四、实验条件
需要控制温度条件的实验
(1)物质鉴定实验:鉴定还原糖和DNA需要水浴加热(2)探究影响酶活性的条件:温度对酶活性的影响(水浴)
(3)传统发酵技术:果酒要求18~25℃,果醋要求30~35℃,腐乳要求15~18℃,泡菜要求室温
(4)探究环境对光合作用的影响:温度条件相同且适宜(5)低温诱导染色体加倍:4℃诱导36h
(6)微生物的纯化与培养:高压蒸汽灭菌一般121℃维持15~30min,保存菌种一般在4℃以下,倒平板需要让固体培养基凝固(50℃以下),巴氏消毒法(60~82℃长时间)(7)PCR技术:90℃左右变性,55℃左右退火(复性),70℃左右延伸
(8)动物细胞培养:培养细胞所对应的动物体体温,哺乳动物一般是36.5±0.5℃(9)植物组织培养:一般是18~22℃
(10)萨克斯叶片遮光实验:在用95%酒精中煮浴叶片脱色
五、实验操作
需要进行筛选的实验
(1)微生物的分离与纯化:筛选土壤中的尿素分解菌和纤维素分解菌(2)低温诱导染色体加倍:筛选染色体加倍的细胞
(3)植物体细胞杂交和动物细胞融合:筛选融合的杂种细胞
(4)单克隆抗体的制备:两次筛选①筛选出杂交瘤细胞②筛选出特定的(能产生单一抗体的单克隆的)杂交瘤细胞
(5)基因工程技术:筛选出转化了表达载体的受体细胞,筛选出能产生目的蛋白质的转基因生物
(6)单倍体育种:筛选出所需性状的纯合体
六、实验方法
1.利用同位素标记法的实验
(1)探究分泌蛋白的合成与运输路径:用3H-亮氨酸标记氨基酸
(2)探究光合作用的科学发现史:鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2,卡尔文用14C标记CO2
(3)赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染实验:用32P标记DNA,用35S标记蛋白质(4)探究DNA的复制方式:用15N、14N分别培养大肠杆菌(无放射性)
(5)核酸分子杂交技术:标记基因探针,检测目的基因是否导入受体细胞和目的基因是否转录
(6)蛋白质分子杂交技术:标记抗体,检测目的基因是否导入表达,杂交瘤细胞的筛选、单抗诊盒和生物导弹
2.利用分子杂交技术的实验
七、实验思想
用假说-演绎法思想进行的实验
(1)孟德尔的豌豆杂交实验(2)摩尔根的果蝇杂交实验
(3)DNA是遗传物质(艾弗里、赫尔希)
(4)DNA的复制方式
(5)遗传密码的破译(选学)
关键词:高中生物,实验课,教学质量
生物学是自然科学中发展最为迅速的科学之一。在与其他各学科不断交叉、渗透、融合过程中, 其主导学科的地位逐渐呈现。通过生物学习, 学生能够深入的理解生物学知识, 定位并思考今后的职业选择和学习方向, 培养他们的合作探究能力、自主学习能力以及分析问题和解决问题的能力, 提升他们的社会责任感、合作精神和创新意识等。
教学是一门艺术, 尽管说教无定法, 学无定式。但是, 毕竟要有法可循。教学得法, 才能够极大限度地调动学生的学习积极性和主动性, 进而促进教学;教学不得法, 则会让教学像催眠曲, 学生更是听而无味, 学而无心, 甚至对相应学科产生厌学心理。高中生物尽管是考试科目, 对于学生来说要么是选修课, 要么是必修课。作为选修课也许学生会不得已而认真学习, 可是当生物是他们的必修课时, 学生的表现则大不一样, 他们会认为学与不学一个样, 反正高考时得C得B一个样, 得A那么难而且可能要牺牲更多的时间而影响其他学科的学习。于是乎, 高中生物教学就变得很难把握, 无法正常教学。作为生物教师, 我们如果不能够通过转变自己的教学方式来促进学生学习方式的变革, 那将是一件极其悲哀的事情。所以, 我们要注重改良教学方法并对学生进行有效的学法指导, 激发他们学习生物的兴趣, 让他们愿学、乐学、爱学生物, 进而促进高中生物教学。《高中生物新课程标准》 (下称《新课标》) 要求我们“促进学生学习方式的改变, 使学生能主动地获取生物科学知识, 体验科学过程与科学方法, 形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观, 培养创新精神”。基于多年的生物教学实践, 我认为我们可以通过上好生物实验课, 来转变学生的思想认识, 更新他们的学习方式, 帮助他们形成有效的学习策略, 从而促进生物教学质量的提升, 下面以《观察细胞的基本结构》为例, 谈谈自己的一些做法。
一、注重课前引导, 充分准备, 组织学生做好实验
《新课标》指出:实验教学既是一类探究活动, 也是生物教学的基本形式之一。教材中设置的每一个生物实验, 我们务必认真实施, 确保实验质量。
不要认为高中生已经成人, 不再像小学和初中阶段那样对一切都充满好奇。其实, 他们仍然存有好动、好奇、贪玩的天性。我们要注重实验课的课前引导, 指导他们做好实验准备, 把一切必要的材料和仪器准备好, 划分实验小组, 设立小组长, 分配实验仪器和实验材料, 确保实验的正常进行。比如, 学习《观察细胞的基本结构》时, 我们准备用洋葱鳞片叶和番茄果肉等制作装片。实验前我这样引导学生:洋葱和番茄你们一定都吃过, 但是, 它们的味道却差异很大, 洋葱有股怪味好吃不好闻, 而番茄含水多、颜色红且酸甜可口, 那么, 你们知道它们是怎么构成的吗?学生的答案很多, 这时, 我就及时解释说:番茄其实是由一个个近似球形的细胞构成, 其多水只是细胞结构中液泡中的细胞液成分, 红色则是存在于细胞液里的一些色素而已, 至于洋葱的怪味则是洋葱细胞被切开以后在酶的作用下产生的氧化物, 二者的食用价值都很高。进而, 再问:你们想不想知道它们的结构呢?学生立即回答:想, 而且情绪高涨。于是, 我们就开始了实验的相关准备工作。很多学生从家里拿来了洋葱和番茄以备取料制片, 我们准备了显微镜、载玻片、盖玻片、吸水纸、刀片、镊子, 牙签、滴管、生理盐水、清水、碘液、解剖针以及干净的纱布等实验器材, 为实验做好了充分的准备, 那节实验课的效果异常好, 他们知道了细胞的结构, 并初步学会画植物细胞的结构图。
二、加强方法训练, 规范操作, 帮助学生做好实验
实验教学不应该仅仅是生物教师讲解和演示的过程, 更应该是师生、生生之间合作交流、平等对话、实践探究、共同发展的过程。我们要为学生搭建展示与交流的平台, 为他们提供更多的机会, 让学生亲自参与实践和探究。每一节实验课, 我们都要让学生知道并准备实验所用的材料和仪器, 让他们了解实验的目的、步骤和方法。上面的实验《观察细胞的基本结构》, 实验目的是指导学生练习制作洋葱和番茄临时装片以及学会使用显微镜, 然后, 指导他们观察洋葱鳞片叶装片和番茄果肉装片的细胞基本结构, 观察它们的细胞, 并能够画出它们的细胞结构图。实验步骤是:1、利用洋葱鳞片叶和番茄果肉制作临时装片, 然后, 擦拭玻片—滴水—取材—放置材料—染色--盖上玻片。2、调节显微镜, 取出显微镜, 进行显微镜的对光操作。3、放好装片, 用显微镜观察已经制作的临时装片, 注意先用低倍镜观察, 后用高倍镜观察。4、认识细胞的基本结构并画出观察到的洋葱和番茄的细胞结构图。
当然, 在学生做实验的过程中, 我一直没有闲着, 对于实验中可能出现的错误进行了反复强调, 走到每一个实验小组中间, 指导和帮助他们规范操作, 减少不必要的错误和违规操作, 包括制作装片、调试显微镜等, 同时, 要求他们各小组、各组员之间要合作互助、交流共享, 以期实验的成功。
三、利用评价手段, 总结归纳, 提升生物教学质量
《新课标》要求“教师应充分发挥教学评价在教学中的正面导向作用, 积极引导学生真正改变学习方式, 提高终身学习能力”。我们要注意终结性评价和形成性评价的结合以及定量评价和定性评价的结合;还要重视学生之间的自评与互评。对于实验过程和结果, 我们都要发挥评价的激励作用, 促进学生更好地学习。实验中表现出色的学生或小组及时表扬和肯定。
做实验时, 还要给他们任务讨论。如, 上面的实验, 我要求他们讨论:1、你了解到细胞的基本结构是什么?2、你知道动、植物细胞结构上有哪些主要的区别吗?这样又给他们布置了新任务。让他们在实验的同时交流探究, 实验结束, 及时分析和总结, 成功的给与表扬和鼓励, 并提出希望;同时, 指出试验中的问题和不足并分析改正。当然, 还要得出一定的结论形成实验报告。对于学生的作业、报告等, 我们要认真审阅批改, 错误要及时指出并修正, 无论优劣都要附上一些激励的语言, 让他们体味成功。要让每一位学生高兴地走进实验室, 快乐地走出实验室。从而, 激励他们更好地做好生物实验, 更好地学习生物。
参考文献
[1]《高中生物新课程标准》.2012版
【关键词】高中生物 生物教学 生物实验教学
引言
随着高中生物教学的地位不断提高及素质教育的逐渐推广,学生的综合能力已经成为高中生物教学中的重点。为了更好的提升学生对生物的综合能力,不少学校及教师开始加大生物实验教学的力度,改变生物实验教学的传统的方式与观念,但生物教学的成果还是差强人意。虽然影响生物实验教学的因素诸多,但教师和学校应该更注重学生在教学中的主体地位,以调动学生的实验的积极性和兴趣为主要任务,才能实现生物实验教学的意义。
1.教师要重视自我专业知识与技能的更新与提升
无论在任何时期的教学中,教师都是占有重要的地位:传统教学中,教师作为教学的主体,对教学质量有着直接的影响;现代教学中,教师起着重要的引导作用[1]。所以教师要注意与时俱进,及时改变自己的教育观念,提升自己的思想道德水平和教学能力,才能有效的掌握现代生物实验教学所需要的品质与技能,及时的调整好自己。这样才能更好的引导教育学生进行生物实验教学,与学生建立良好的师生关系,激发学生对生物实验学习的兴趣。
澳大利亚亚特尼等人认为教学技巧可以概括为七个方面:动力技巧、讲课与交流技巧、提问技巧、辅导技巧、引导学生思考技巧、评估技巧和课堂管理技巧[2]。教师可以从专研教学方式,提升实验在教学的主体位置、尊重学生差异性等来提升自己的教学技巧,要摒弃效率低下的教学方法,多对自己的教学方法与成果思考。在进行实验之前,教师掌握实验过程中的重点与难点,这样在教学的过程中才能做到有的放矢、有预见性,对学生对出现的不符合实验结果的现象进行解释,组织学生对实验结果讨论,引导学生思考。然后教师可以带领学生准备好生物实验所需要的仪器和材料,在黑板上或投影上准备好实验的步骤,以保证实验可以顺利进行。
2.重视迎合高中生的学习心理与特点
高中生的学习已经养成自己的习惯与思维方式,已经具备独立思考的能力,因此教师要考虑将这一因素,认识并尊重不同学生的学习习惯与学习能力,如此才能获得学生的认可,提升学生在教学过程中的配合度。
在进行实验之前,学生要明确实验的意义与目的,教师要与学生制定好实验室的使用规定,以保证实验教学的正常进行。在进行实验教学之前,教师要兼顾每位学生不同的学习能力,保证实验教学的最大效益化。在实验教学过程,教师可以组织学生以小组的形式开展学习与讨论。注意发挥自己的引导作用,与学生一起去探究讨论问题,不要轻易的否认学生的看法,限制学生的思维。
3.精化教学内容,提升课堂管理
教学内容对教学目的与教学方式具有一定的导向作用,因此教师要熟悉并完全理解教材,根据实际实验教学的需要进行删减,保证教学内容的质量,提升课堂教学的有效性,避免将不必要的时间和精力花在学生已经掌握并了解的教学内容上,提升学生对教学内容的掌握度[3]。教师可以充分利用生物实验教学资源,多准备实验材料,让学生将更多的注意力和精力集中在实验中,而不是在对教材内容的了解与消化。
有效的课堂管理是提升课堂教学质量的重点,也是保证课堂有序进行的重要方式。教师要创建积极的课堂环境,让每一位学生都融入到课堂教学中。教师可以多问一些趣味性强的问题,引发学生主动思考,提出质量,培养学生的探究能力。在设计教学环节时,教师要了解每一位学生的学习能力,减少学生之间的落差,避免出现“学习好更好,学习差更差”的教学情况。在实验课堂教学中,若是有条件可以对一些合理的猜测进行实验验证,以此来激发培养学生的自主探究能力,鼓励学生多思考、多动手。
4.运用多种实验方式激发学生对生物实验的兴趣
在生物实验教学中,教师应该让学生亲自经历思考与探究的过程,从中领悟到科学探究的精神,培养好良好的科学探究观。因此在教学过程中,教师要根据实验教学内容及需要灵活的选择不同的教学方式,保证实验的活跃氛围,培养学生对生物实验的兴趣。
在选择实验教学方式时,教师要注重验证性实验与探究实验的有机结合:在实验教学的初期可以选用验证性实验教学方式,让学生掌握实验的原理、步骤,在通过探究式实验教学方式引导学生对已有的知识进行思考,帮助学生完成从已有知识继承到新知识的过程;重视固定式实验向开放式实验的转变:固定式实验是为了让学生掌握实验的基本原理和步骤,而开放式实验则需要学生自己去设计、去研究实验的过程,在确认学生掌握固定式实验的内容与模式后,教师可以引导学生进行开放式实验,以此激发并培养学生的创新能力与探究能力[4]。
结论
高中生物实验教学的方式多样,教师唯有明确生物实验教学的任务与目的,重视学生在生物教学中的主体,发挥自身的引导作用,灵活使用教学方式培养学生对生物实验的兴趣,才能实现生物实验教学的意义。教师要了解学生的学习能力,才能有针对性的引导学生展开实验教学,培养学生的实验探究能力,帮助学生养成科学的实验精神与实验习惯。
【参考文献】
[1]曹波. 关于高中生物实验有效教学策略行动的探究[J]. 生物技术世界,2014,11:171.
[2]刘凤娟. 探究新课改背景下提升高中生物教学效率的有效途径[J]. 生物技术世界,2015,03:139.
[3]田非. 高中生物实验课有效教学模式——“指导—自主探究式”教学模式[J]. 中国校外教育,2014,S3:463.
一般都与教材中的实验密切相关,主要考查操作过程中的原理和技能。如在显微镜下的观察实验,包括显微镜的操作和使用、材料的选择和培养、对标本的处理、装片的制作和观察条件的控制等。如果没有对这些实验的亲手实践,往往很难做出正确的答案。
2、分析型实验题:
从近几年的实验试题在高考中的题型变化来看,命题人借助创设实验方法和过程的新情境(但绝不是无根据的编实验,一般都来自编题者的实践或相关教材),着重考查学生对实验进行归纳和分析的能力已成为命题的重要形式之一。
3、评价与设计型实验题:
1、提取色素原理:
色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水酒精等提取色素。
2、分离色素原理:
各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢。
3、各物质作用:
无水乙醇或丙酮:提取色素;
层析液:分离色素;
二氧化硅:使研磨得充分;
碳酸钙:防止研磨中色素被破坏。
4、结果:
滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b(第2宽),色素带的宽窄与色素含量相关。
5、注意事项:
(1)画滤液细线:均匀,直,细,重复若干次
关键词:高中生物;实验教学法;教学模式
高中课程是学生阶段最关键的一段课程,高中生物有其特有的抽象性、理论性、复杂性,是其他课程所不具备的,所以,对于高中生物的教学改革一定要与时俱进,保证跟随时代潮流。随着课程整改的深入进行,生物实验在高中生物教学中的作用越来越重要。生物实验不仅可以促进学生更好地领悟生物学理论知识,体验科学进程,还可以在动手实践中形成一定的探究能力与创新能力,可以说实验教学法有其自身的优越性和先进性。
一、当前高中生物教学现状
1.实验教学法比较普及,应用广泛
目前进行实验教学是高中生物教学中应用比较普及的一种方式。大部分中学里都设有生物实验室,并且定期进行生物实验,由专业的教师带领学生操作实验步骤,让学生充分掌握生物实验的相关知识。有的甚至直接将生物实验列为考试项目进行重点测验,或者在试卷中列出实验性题目,借以考查学生的实验能力。总而言之,高中生物实验教学法在中国已经得到了广泛的应用。
2.教学方法依旧以教师授课为主
虽然生物实验教学法在高中比较普及,但不可否认的是,教
师口头传授知识的“填鸭式”教育已经深深地影响到了中国教育
界,高中生物也不例外。虽然实验教学可以提升学生的动手能力,但大多数时候教师已经将实验的步骤、原理甚至答案讲解给了学生,学生只需要对生物实验过程和原理进行强行记忆就可以达到教师的要求,有的甚至单纯为了应付考试,学生的实际操作水平并没有得到真正的提升。这都是目前我国高中生物课程中实验教学法存在的问题。
二、高中生物实验教学法的改革与建设
1.验证性实验教学模式
验证性教学模式主要包括这几个步骤:接受任务;理解要领;进行实验,获取结果;探讨与总结;归纳并得出报告。它需要学生自主进行实验过程的操作和结果的探讨,要求学生锻炼自主动手能力,教师要注意,在给予学生帮助的同时,也要充分地发挥学生的实践能力。如,在对课程《显微镜的使用》进行实验教学时,教师可以先对具体操作进行示范,而后再让学生自主操作。对显微镜的使用过程包括:结构与作用的讲解;操作要点解析;学生模仿动作等等。教师要注意学生个性差异化和创新能力的培养,保证学生的主体地位,教会学生学会使用、学会制作,让他们真正地理解学习。
2.探究性教学模式
探究性教学模式的主要程序有:总结归纳,提出问题;作出假设,设计步骤;实验探究,获取信息;自主讨论,归纳结论;延伸探究,互相交流成果。这种教学模式的本质就在于思考的方法。它既需要精确的操作,也需要缜密、发散的思维。因为首先要全面提出可能出现的结果,然后提出过程验证这些可能的结果。它主要有这几种活动方式:课内完成;课外设计,课内探究并得出结论;课内设计,课外实践寻求结论。这要求对过程和结果都要具备充分的重视程度,这样才可以保证对于实验探究的顺利进行,从而获得更加准确的结论。
3.实验教学法存在的不足
验证型教学法与探究性教学法都有自身的不足。验证型教学法主要是验证一下前人已经得出的结论,例如观察植物细胞的有丝分裂、可溶性还原糖和蛋白质的探究与鉴定等,众多实验并没有一步步地分析考证,只要回归到课本就是正确的,不然就是错误,这容易取代学生学习的主体地位。而探究性教学法也有缺陷,比如教学实验时间越来越少,而实验又要求同时注重过程与结果,有
复杂性和艰难性,部分学生能力不足,在自主完成实验时有较大困难。而结束阶段的评价方式、内容又复杂,很多学生在学习的时候会面临许多问题等等。
总之,生物实验在高中生物课程中有着不可替代的作用和地位,因为它不仅可以领悟科学的研究方法,形成科学的探究习惯与科学的学习态度,也可以改进学生的学习方式,培养学生的创新能力,从而让学生更好地掌握生物学的学习方法,形成先进的学习习惯与态度。进行实验教学方法与模式的改革是提升高中生物教育质量,培养创新型人才的需要。目前我国高中生物实验教学已经广泛开展,但依旧存在许多问题。促进生物实验教学法与教学模式的改革任重而道远。
参考文献:
[1]薛玉梅.关于生物探究性实验教学对提高学生实验设计能力的研究[D].内蒙古师范大学,2007.
[2]朱克凇.高中生物探究式教学模式浅析[A].江苏省教育学会2006年年会论文集:理科专辑[C],2006.
一、以科学的理念对待实验, 以严谨的态度反思实验
高中生物实验教学不仅是锻炼学生实践能力的重要途径, 更是激发学生探索兴趣, 培养学生生物科学素养的好办法。
正确使用实验仪器和药品的习惯应当在实验中养成。高中生物实验所使用的仪器和药品较多, 如果对这些仪器的原理、药品的特性不了解, 使用起来就会造成损坏实验器材, 浪费药品, 甚至造成安全隐患。例如, 学生在使用显微镜时, 经常发生不规范操作。观察装片时, 学生常常直接使用高倍镜, 认为高倍镜比低倍镜观察清楚。使用低倍镜后换用高倍镜, 学生往往喜欢用手指直接推转物镜, 认为这样比较省力, 但这样容易使物镜的光轴发生偏斜, 甚至螺纹破坏, 整个转换器就会报废, 应手握转换器的下层转动板转换物镜。这些情况的发生是学生不了解显微镜的基本原理及使用方法造成的。再比如有的学生把“pH”写成“PH”。这就需要教师在教学中做好强调和示范, 从而养成学生正确的方法、科学的理念、严谨的态度。
反思实验结果也是生物科学素养的组成部分。通过反思找到实验成败的原因, 培养学生处理实际问题能力。例如, 在生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中, 为什么使用斐林试剂时, 甲液和乙液要先混合再做下一步实验, 而使用双缩脲试剂时, 要先加A液再加B液?在观察植物有丝分裂的实验中, 为什么在显微镜下观察到的多数为间期的细胞?在教学中多问几个为什么可以使学生打开思维, 不断探究。
二、挖掘课本实验, 设计清晰的设计方案
教材中的实验内容经过多年的教学实践, 是学生进行其他类型实验的基础, 是课程标准要求学生掌握的最基本的内容, 科学实验在探索真理和发现真理的过程中起着非常重要的作用, 它不仅意味着某种精确的操作, 而且是一种思维方式。教师在分析教材实验内容时, 可以着重分析实验设计的思维过程, 帮助学生学会实验设计的思维方式。例如可溶性还原糖的鉴定是经典实验:生物组织中的糖类有还原糖和非还原糖两类。常见的还原糖有葡萄糖、果糖和麦芽糖;蔗糖 (甘蔗茎、甜菜的块根等) 、淀粉 (马铃薯、番薯的块茎等) 是非还原糖。通过指导学生分析实验设计的思维过程, 从而理解这个著名实验的设计思想和原理。本实验最理想的实验材料是还原糖含量较高的植物组织, 而且要求组织的颜色较浅或近于白色, 如苹果和犁的果实, 也可以用白色的甘蓝叶、白萝卜替代。经实验比较, 颜色反应的明显程度依次为:苹果、梨、白色甘蓝叶和白萝卜。学生通过分析实验变量和相互对照, 养成实验思维和培养实验设计分析能力。
根据具体教学实际, 可以有选择地将教材中演示实验改变成为学生实验、对于学生所提出的有一定创造性的设计方案, 教师要给予足够的重视和适当的鼓励。实验结束后, 教师可以要求学生重新审查自己的实验过程, 并以书面形式整理出一份较详细清晰的设计方案。这一方案应包括:目的表述、原理说明、方案概要和步骤等。
三、分析实验过程, 理解实验设计基本原理
对于生物课程中知识的传授, 我们更应该重视研究过程而不是结果, 更要重视科学的过程和知识发生、发展的过程, 而不是记住知识的结论。教学中, 教师不能简单地让学生按照传统的教学方式, 依样画葫芦地完成实验, 而应利用实验训练学生设计实验方案的技能。
遗传学实验是基因分离规律、基因自由组合规律、伴性遗传、细胞质遗传及杂交育种, 要求能应用规律进行推理、判断、设计实验方案。这个实验之前, 我先让学生分组尝试设计实验方案 (包括实验材料的选择、实验装置的设计、对照实验的设置等) , 然后对照教科书上的实验指导, 找出自己设计的实验方案中的不足。最后再引导学生讨论, 注意引导学生思考每一个实验步骤中所包含的科学原理和方法。这样, 让学生带着问题做实验, 使学生逐渐认识到:在科学探索的过程中, 要遵循一定的科学原理和科学方法, 还需要掌握一定的操作技能。例如:证明植物呼吸作用释放二氧化碳的实验是这样设计的:通入的空气首先经过Na0H溶液除去其中的CO2, 再经过Ca (0H) 2溶液检验CO2是否除尽, 最后才通入装有萌发种子的密封瓶中。只有经过这样的步骤, 才能完全排除干扰因素 (空气中CO2) , 才能证明瓶中排出的CO2确实来源于种子。再如“细菌”一节, 对于学生来说都是很抽象的, 看不到、摸不着, 要想达到教学目标, 我首先借助于多媒体给学生提供形象、直观的图片或者是视频演示, 然后向学生介绍巴斯德的科学研究过程, 即著名的“曲颈瓶实验”, 让学生了解巴斯德实验的设计过程, 并知道“细菌不是自然发生的, 而是由原已存在的细菌产生的”, 同时使学生认识到“科学的新发现是建立在缜密的思维和精细的实验基础上的”。
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