生物探究性小实验

生物探究性小实验（精选4篇）

生物探究性小实验 篇1

——奇异的浮沉子与小试管上升

奇异的浮沉子与小试管上升

摘要：本实验只要通过制作浮沉子，改变浮沉子的初始深度，观察浮沉子的运动趋势并寻找浮沉子的浮沉临界点，从而建立并验证小试管所受合力与深度的数学关系式。

关键词：浮沉子、临界点

一、实验原理

设浮沉子漂浮于水面时，浮沉子管内空气压强为P0，体积为V0；

V在深度x处，管内空气压强为P气，体积为V气。浮沉子的体积为壳，质量为m壳。

则浮沉子在水中的合力为：

FGF浮m气gg(V壳V气）

根据理想气体的玻意耳定律得：

CP0V0P气V气 可得

V气CP气，而管中气体的压强P气P0gx，故浮沉子的合力：

CFm壳gg(V壳）

P0gx 临界状态时，xx0，合力F0，即mg壳g(V壳C）0，P0gxP0C可得x0。(m壳V壳）gg 由此可知：浮沉子在临界状态x0位置与浮沉子的重量和浮沉子初始管内气体的体积有关。当xx0时，F>0即合力向下，松开气球膜后浮沉子下沉；当xx0时，即F<0即合力向上，松开气球膜后浮沉子上浮；而xx0时，合力为零，浮沉子受力平衡。

二、实验器材

长玻璃管、注射器、气球、刻度尺、水杯、锡条丝（增加注射器的重量）

三、实验内容及步骤

（一）奇异的浮沉子

1、用锡条丝绕几圈注射器，以增加注射器的重量。在长玻璃管内装近满水，把注射器倒置在玻璃管内，调节注射器中水的高度，使其顶部有一定量的空气，旋紧注射器盖子。用气球封住玻璃管开口（用橡皮筋绑住，使不漏气）。

2、用手指向下压气球膜使注射器下沉，至深度x将手指松开,观察浮沉子的状态。改变x的大小，观察浮沉子的浮沉状况。

3、寻找浮沉子的浮沉临界点，即注射器处于悬浮状态的深度x0，建立注射器所受合力与深度的数学关系式并用图像表述。

（二）小试管上升

在一端封闭的玻璃管内注满水，再把一只小试管底朝下插入水中。然后把长玻璃管倒转过来，观察实验现象。

四、实验数据记录及处理

注射器质量m壳=4.0g，体积 V壳=2.63mL

1.01105Pa 开始时，注射器中气体：V0=1.4mL，P0临界点处，注射器中气体：V1、注射器质量G=m壳

气

=1.42mL，X0=240.5mm

g=4.0×10-3×9.8N=3.92×102N

浮注射器所受浮力：F

=pg(V

壳

+V

气)=1×103×9.8×(1.42×10-6+2.63×10-6)=3.97×102N

故G≈F浮，可验证在临界点处，注射器所受合力为

0.2、计算C的值：

C=P0V0=1.01×105×1.4×10-6N=0.141pa.m3

3、作F合F=m壳-x关系图

g－pg(V壳+C/(P0+pgx))-=3.92×102－103×9.8(2.63×10-6+ =1.34 ×102－

-做F合-x关系图如下所示

曲线与x轴交于点（202，0），即理论上临界点为X0=202mm 当xx0时，F>0即合力向下，松开气球膜后浮沉子下沉；当xx0时，即F<0即合力向上，松开气球膜后浮沉子上浮；而xx0时，合力为零，浮沉子受力平衡。

4、分析实验误差来源

实验相对误差E=(240.5-202)/202=19% 由于测量x0时，玻璃管的稍微抖动容易导致浮沉子受力失去平衡，所以在临界点处只能快速读数，故测量误差主要来源于测量原点和临界点把握不准确和读数的误差。

（二）小试管上升

由实验观察可知，小试管非但不会下落，而且将一直上升到顶端。这是由于小试管所受浮力总大于重力，所以才上升至顶端。

五、实验总结

1、操作难点

根据我们制作的浮沉子，有三种情况：①浮沉子不会下沉，始终停留在玻璃管口。②浮沉子一直下沉，不压气球膜还是在下沉。③初始浮沉子漂浮在玻璃管内，在深度较小时，撤去压力后，浮沉子上浮；用力压使浮沉子逐次增大深度，撤去压力后，浮沉子可能上浮，也可能会逐渐下沉到水底。在寻找临界点时，由于深度的稍微过大，浮沉子便立刻下沉到水底，导致我们还没来得及测量临界点的位置，只能重复进行多次实验，浪费了不少时间和精力。

2、经验总结

（1）制作浮沉子要掌握两个要点：第一，浮沉子内部必须有适量的气体；第二要控制好整个浮沉子的重量，太轻只会漂浮，而太重则只会下沉。

（2）寻找临界状态过程中，观察到浮沉子来回摆动，测量高度时要保持玻璃管竖直不动，因为一旦有某种干扰，平衡即被破坏，浮沉子可能会下沉或上浮。

六、参考文献

生物探究性小实验 篇2

关键词：小实验,唤醒,创新意识,创新能力

物理是一门最基础的自然学科, 它以观察和实验为基础, 能通过实验教学让学生正确认识事物及客观规律提供事实依据。还能在实验中培养学生分析问题、解决问题的能力。物理以其生动的魅力和丰富的内涵为学生的潜能发挥创造良好的环境。因此方便易行的物理小实验成为培养学生实践能力和创新精神的重要教育资源, 更是培养学生创新能力的有效手段。

一、巧妙设计小实验

小实验因为自身简单易做的特点, 备受老师和学生的喜爱。小实验简单易操作, 而且贴近生活, 随处可见, 不会让学生感到陌生, 而让人觉得亲切。所以, 在生活中, 可以随处都可以找到小实验的素材。这样, 可以激发学生学习物理的积极性, 提高学习的兴趣, 从而巩固和复习所学的知识点, 将课内和课外巧妙地联系在了一起。在生活中, 我们可以随处找到物理现象, 从而进行小实验。如, 发现折射的现象, 筷子在水中却变弯了, 这样, 可以很简单地让学生学习折射的知识。又如, 马路上的沥青, 仔细观察就会发现, 路被切成了一个个小块, 而且小块之间还有很大的缝隙, 为什么呢?原来是因为热胀冷缩, 所以“方块”之间要留一些缝隙。所以, 物理现象与生活息息相关, 在生活中就可以找到物理现象, 并且在生活可以学习物理知识, 这就是小实验的优点。教师在教学过程中, 要善于利用小实验, 更要巧妙对来设计小实验, 让学生通过小实验而爱上物理课, 提高学习物理课的兴趣, 让他们在生活中学习物理知识, 学以致用。

二、巧妙利用小实验, 培养学生的创新思维

创新思维是创新人才必备的素质, 创新思维的培养应贯穿于整个教学过程中, 教师在把握教学内容的基础上应精心设计切入点。平时教学中, 经常利用一些随手可做的小实验来进行教学。如我用“手影游戏”“纸锅烧水”使学生体会到魔术的神奇;制作“瓶口吞蛋”“叉鱼游戏”让学生感受到知识的奥妙无穷;让两个学生“模拟平面镜成像”使他们感悟到科学的严谨;用“拔河比赛”的游戏来使学生明白拔河比赛实际上比的是什么。我还让学生在课后用蜡笔或彩笔做“颜料的混合”实验、用一盆水和一面平面镜做“光的色散”实验、用密度不均匀的糖水来观察“海市蜃楼”、用凸透镜会聚太阳光, 来点燃火柴等小实验来激发学生学习的热情, 调动学生学习的积极性、主动性, 更有效地激活学生的创新思维, 使其大胆想象, 勇于创造。

三、精心设计“一个规律多个小实验”, 拓展创新思维过程

当知识积累到一定程度, 可以让学生用不同的器材探究同一个物理问题或是用一个器材设计不同的探究实验。比如:探究力的作用效果与哪些因素有关, 你会设计出几种实验方案?要测一个土豆的密度, 你会想到哪些方法, 在缺少天平或量筒的情况下, 可以想出哪些替代的方法呢?学生除了设计出了“等质量替代法”“等体积替代法”之外, 还想到了“等密度替代法” (即悬浮时ρ物=ρ液) ;密度计测量液体密度采用原理是ρ液=F浮/V排g=G/V排g=m/V排, 其中控制m相等 (让密度计或物体漂浮于水和液体中) , 根据V排的比例和ρ水得出ρ液, 而学生在家测酱油密度时, 由于用到的漂浮物是塑料瓶盖, V排的区别很小, 测量误差太大, 学生就采用了V排一定, 而改变F浮 (即m, 在塑料瓶盖里添加米粒) 的办法测出了酱油密度, 方法简便易行, 而且应用的原理不变, 只是将控制的变量发生了变化, 这实际上就是一种创新思维的体现。在整个过程中, 学生思维的独创性、发散性、灵活性就会得到强化, 创新能力得到优化。

四、独立完成课外小实验

生物探究性小实验 篇3

摘要：新课程背景下生物实验要激发学生学习生物兴趣, 培养学生创新思维和实验设计能力。生物实验教学要在传统观念、实验选材、实验设计和实验评价等方面改革创新, 放手发动学生, 提高学生生物核心素养。

关键词：生物实验教学; 实验设计; 生物素养;

高中新课程标准要求在义务教育的基础上, 进一步提高学生的科学素养, 面向全体学生, 倡导探究性学习, 注重与现实生活的联系。实验教学是高中教学的重要组成部分, 能够体现新课标探究性学习和联系现实生活的要求, 要上好一堂实验课, 需要教师改变传统观念, 在实际的实验教学过程中做好实验准备和实验设计工作, 做好实验教学的组织实施和评价工作, 从而激发学生学习的兴趣, 提高其解决日常生活问题的能力。

一、改变观念, 提升实验教学的地位

传统的实验教学, 把实验当成知识的载体, 只注重结果和结论, 忽略实验过程, 禁锢了学生的创新能力。学生在实验过程中没有体会到实验探究的乐趣, 只是机械地完成了实验操作。这样学生就逐渐失去了参与实验的积极性和乐趣, 不利于学习。新课程标准要求, 实验教学以学生为主体, 学生是参与实验的主体, 鼓励学生主动参与制定实验计划和方案, 鼓励教师将学生学习的自主权还给学生。在实验过程中学生会遇到各种各样的问题, 学生之间需要相互合作共同解决问题, 教师和学生的交流也会增加, 这都能促进学生积极愉快地学习, 使学生尝到实验过程带来的甜头。

二、大胆放手让学生进行实验准备和实验设计

(一) 教师放权让学生参与实验准备工作

实验准备工作本来是实验员老师的工作范畴。教师放手让学生准备, 让学生根据自己生活实际选择合适的实验材料来完成实验, 这样就能增加学生的实验参与度, 提高学生的学习乐趣, 增强解决生活实际问题的能力。例如, 人教版高中生物必修一“鉴定组织中还原糖、蛋白质和脂肪的实验”。

首先, 让学生自己选择实验材料。教师可以有意引导学生小组内成员选择材料的多样性, 形成小组内对照。课本要求的是苹果、梨, 选择西瓜、甘蔗、土豆等实验材料是否可行呢?通过实验来分析各种实验材料中所含的有机物质, 遇到与理论知识冲突的结论时, 引导学生查阅资料、小组内讨论解决。这个选择实验材料的过程就是学生自主学习的过程。在这个过程中, 教师为学生埋下了伏笔:西瓜有颜色, 对实验结果有什么影响?甘蔗含有大量蔗糖, 如果用作实验材料, 能不能观察到砖红色沉淀?若出现砖红色沉淀, 说明了什么?这些都需要学生自行分析处理。

其次, 实验仪器和药品也可以由学生准备和配置。在实验教师的指导下, 学生可以准备水浴设备。学生对水浴加热比较陌生, 这是在高中实验中接触到的一种新的加热方式, 学生通过自己的准备操作能增强对水浴加热原理的认识。斐林试剂和双缩脲试剂是学生经常容易混淆的两种试剂, 学生自主配制、分瓶和标注这两种试剂, 能增强对试剂的认识, 更容易区分这两种试剂。

再比如人教版高中生物必修一“植物细胞质壁分离和复原实验”中, 实验材料的.准备等工作也可以由学生负责。学生会主动思考哪些细胞符合实验条件, 除了课本提供的紫色洋葱外表皮, 日常生活中还可以用到什么材料?内表皮可以么?叶肉细胞呢?引导学生选择多种材料形成小组内对照, 利于观察实验结果, 分析实验结论。

以上两个实验案例提供了实验准备的一些做法, 能够调动学生的积极性和参与性, 让学生喜欢探究生活知识, 养成学生的探索精神。

(二) 放手让学生进行实验设计

实验设计是一个集知识、能力、思维于一体的综合实践活动。教师要积极引导学生打破教材的实验设计禁锢, 发散思维, 提升学生实验设计的能力。

例如, 人教版高中生物必修一“唾液淀粉酶对淀粉分解”的实验, 课本中没有对照组, 学生在设计实验时, 增加了对照组清水, 实验结果更加明显, 体现了学生对照实验的思想。

再如在《叶绿体的色素提取和分离》实验中, 教师引导学生分析教材实验设计的不足:制备滤纸条和画滤液细线是本实验的难点, 滤纸条不易制备, 滤液细线容易画太粗, 层析纸带容易出现重叠现象影响观察, 如何进行改进?教师可以引导学生进行圆心点层析。学生根据实验原理设计圆心点层析的实验装置, 省去了制备滤纸条和画滤液细线的步骤, 节省了时间, 提高了实验效率, 使观察效果更明显。

又如, 人教版高中生物必修一“观察植物质壁分离和复原实验”, 教材中以30%蔗糖溶液处理洋葱表皮细胞。教师可以鼓励学生课外进行实验设计, 引导学生设计利用其他试剂, 如硝酸钾溶液和葡萄糖溶液进行实验。高中生物教材的实验素材很多, 需要教师积极引导学生进行实验设计探索, 培养学生创新思维。

三、做好实验教学的组织实施和评价工作

(一) 良好的课堂秩序是实验正常进行的保障

实验课经常表现为学生活跃, 场面混乱, 纪律差, 因而教师实验课堂组织实施至关重要。首先, 教师要做足准备工作, 实验室环境要清洁干净, 让学生有个舒适的课堂环境;学生要制定好实验设计方案, 课前明确分工要求, 使每个学生都有任务。其次, 学生要分小组, 每个实验小组人数根据实验室的大小和实验仪器的多少来定。尽量让学生自己组成小组, 教师要适当引导, 使小组内成员有学习成绩层次差异。这样能充分发挥学生合作学习的优势, 实现学生的自我管理和监督。最后, 教师要做到态度认真、有效预期实验结果和合理的自身定位。实验态度认真能够感染每一个实验参与者, 使学生积极认真地做实验。实验过程中难免会出现一些意外情况, 教师适时给学生合理指导, 积极引导继续实验, 帮助学生预期实验结果和分析实际结果。教师在实验过程中要把自己定位为一个指导者, 不能越俎代庖, 替代学生完成工作。做到以上三个方面, 实验课堂就会井然有序。

(二) 实验教学评价是学生进行实验的动力

实验教学评价是学生进行实验的动力, 评价的好坏直接决定着学生的实验热情和动力。实验教学的评价应该充分发挥教师的正面引导作用, 从学生的实验技能、实验习惯、实验探究能力和参与实验态度等多方面进行。根据不同的实验要求, 设计不同的评价标准, 以促进学生参与实验、提高实验能力为目标。设置评价量化表, 及时收集学生实验信息, 尽快修正和完善评价标准。

例如, 验证性实验的评价要侧重于实验技能评价, 人教版高中生物必修一“显微镜的使用”就是这样的实验, 学生通过反复练习掌握显微镜的使用技能。评价标准要关注显微镜的操作技能, 同时也要关注学生的情感态度, 对学生综合评价。

四、结束语

以上是我们高中实验教学中的一些做法, 实验教学是一个系统的工程, 还有很多地方需要完善, 这需要我们在实际教学过程中不断总结和提升, 为学生综合发展服务。

参考文献

[1] 刘恩山, 汪忠.普通高中生物课程标准解读[M].南京:江苏教育出版社, .

[2] 田秋云等.新课程标准下对高中生物实验教学的思考[M].实验科学与技术, .

生物探究性小实验 篇4

【摘 要】在高中生物的教学过程中，开展探究式实验教学，除了能够使学生更好地掌握学科知识，重要的是能更好地培养学生的自我管理能力、实际行动能力、问题研究能力、团队协作能力、科学素质能力。

【关键词】高中生物 探究式实验教学 自我管理 动手操作 问题研究 团队协作 科学素质

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2015）09B-0032-02

新课改提倡“还课堂于学生”，很多教师都开始尝试以各种创新型的教学方式，实现从以教师讲解为主的传统的“灌输式”教学，到以学生求索为主的新型的“求问式”教学的转变。这一行为的目的在于让学生可以拥有更多表达自己，展示自己的平台，从而更加积极主动地参与到教学活动之中。在众多创新性教学尝试中，探究式教学是一种不错的模式，特别是对于生物这一类理科来讲，学生是否真正拥有学科逻辑思维，真正掌握学科知识能力，将直接决定其学习效果。笔者经过多年的实践，认为高中生物的实验教学采用探究式教学法有利于从多个方面培养学生的能力。

一、自我管理能力

对比“教师讲，学生听”这种方式，重视学生的主体性地位则是探究式教学最为突出的亮点。特别是对于实验来讲，实验本身就需要学生亲自完成，因此，当教师采用探究式实验教学时，实际是给学生提供了一个锻炼自我管理能力的机会。以人教版高中生物必修1中的《第二章 组成细胞的分子》为例，其中有一个探究式实验是“观察DNA和RNA在细胞中的分布”。在采用探究式实验教学法时，通常情况下教师只会给学生提供所需要的实验资源，并适当地指明方向，交代关于实验中的注意事项，剩下的实际性实验都由学生来完成。这在给学生提供了更大个人发挥空间的同时，也让学生拥有了更加充分的自由度。而学生能否在教师放手的自由条件下，仍然专心致志地投入到实验学习之中，就是对个人自律性的要求。与此同时，学生能否很好地将松散的思维捋顺，根据实验提示与实验要求，合理地按照“制片→水解→冲洗→染色→观察→现象记录”的过程，有条不紊地开展实验，关键在于学生对个人时间安排与学习效率的要求如何。除此以外，学生在进行探究式实验学习时，能否严格提醒自己遵守课堂纪律，特别是遵守实验规则，爱护实验器材，及时在实验中记录数据（这里主要指的是学生需要有这种意识，而不能等老师提醒）等，都是学生对个人学习习惯的一种要求。由此可见，看似自由轻松的探究式实验学习，实际上，它对学生的学习态度、课堂纪律、进度安排、学习习惯等方方面面都是一个考验，总结起来就是对学生自我管理能力的一种锻炼。

二、动手操作能力

“实验”的本意是实践，试验，即需要实验者具体地去反复检验，而这一切的落脚点都是“动手操作”，因此，探究式实验教学有利于培养学生的动手操作能力。以人教版高中生物必修1中的《第五章 细胞的能量供应和利用》为例，其中有一个实验是“绿叶中色素的提取和分离”，当它被教师设计成探究性实验时，基本上会朝着以下几个方向，第一，让学生参照教材中的实验说明，自行选择一种自己感兴趣的物质来研究。例如有的学生会选择空心菜，并分别选择嫩绿色、深绿色、嫩黄色等不同颜色的。第二，让学生对实验进行合理的改进，例如在色素研磨之后，将毛细吸管这一工具改为盖玻片。第三，让学生对实验进行深化，例如将圆形滤纸中色素的分离计入到探究实验当中等。无论是哪一种类型的探究实验，其整个过程都需要“提取色素→制作滤纸条→画滤液细线→分离色素→结果观察”这几个环节，其中，学生需要对材料（如空心菜）进行剪碎、研磨、过滤、收集，需要对滤纸条进行合理地裁剪、绘线，需要以正确的方法将滤纸条插入倒层析液的烧杯中等，不论是哪一个环节，都是对学生实际动手能力的考验。而动手能力好坏，又会直接决定最终的实验结果的合理与否。不难发现，对学生来讲，探究式实验学习法能够很好地培养个人的动手操作能力。

三、问题研究能力

探究式实验中最核心的一个特征就是“探究”，而它的落脚点就是“问题”。实际上，探究式实验教学是以一个个的问题来开展的。教师抛出问题，学生通过探究来解答问题。在解答的过程中又会陆续遇到各种问题，在“问题→求解”的反复中去一步步地接近探究结果。因此，对学生的问题研究能力来讲，探究式实验教学其实是一种很好的培养方式。以人教版高中生物必修1中的《第六章 细胞的生命历程》为例，其中有一个是“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”的探究式实验。这个实验由“洋葱根尖培养→装片制作→观察→绘图”四大步骤构成，其中，仅“装片制作”这一个环节就会经过“取材→解离→漂洗→染色→制片”这几个环节。从学生整体的探究情况来看，期间会碰到不少的问题（部分是学生自己遇到的，部分是教师抛给学生的），例如，无细胞分裂的原因是什么、解离时间过长会出现什么问题、漂洗的目的是什么、压片时力度过轻或过重会出现什么问题，等等。这些都依靠学生在进行实验过程中一个个地去发现并顺利解决。不难发现，在完成探究式实验中，学生已经经历了“发现问题→思考问题→分析问题→解决问题”的完整过程，这实际上是问题探究能力的一般培养过程。

四、团队协作能力

一般来讲，当教师选择探究式实验教学法时，都会将全班学生分成若干个小组来完成实验。站在每一个小组成员的角度上看，自己是否和（下转第34页）（上接第32页）其他组员配合默契，并且在组内充分发挥自己的特长，都将会直接影响到整个小组的表现，最终影响到实验结果。因此，探究式实验教学对于班级内的每一个学生来讲，都是一个培养大家团队协作能力的机会。以人教版高中生物必修1中的《第二章 组成细胞的分子》为例，其中，有一个实验是“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”，对于这种实验内容比较多的探究式实验，教师一般会给每个组指派实验内容，如有的鉴定还原糖，有的鉴定脂肪，有的鉴定蛋白质。从组内分工来看，有的学生需要负责选材，有的需要负责制备组织液，有的需要负责观察，有的需要负责记录，最后，还有的需要负责进行实验结果汇报。在这一过程中，学生是否都从个人的实际能力去定位自己在组内的角色是对组内领导人的考验，而实验过程中彼此是否默契配合就是对组内成员间的考验，表现于外就是团队精神、团队分工。因此，生物探究式实验有助于有效锻炼学生的团队协作能力。

五、科学素质能力

最后提到的一点就是学科的科学素质能力。实际上，上文提到的自我管理能力、动手操作能力、问题研究能力、团队协作能力都是从各个不同的方面，以不同的方式从学生的心智、认知、学习习惯、行为选择、价值观念等方面去锻炼与培养学生，而这一切的落脚点都是科学素质能力。从实验的角度上讲，它强调的是“实际检验”这一种重视实践的精神理念与实际行动。从探究式的角度上讲，它强调的是“探究”这一种态度与方式。从学科属性上讲，生物作为自然学科六大基础学科之一，它强调的是对生物的结构、功能、发生与发展规律的研究，当三者有机融合在一起时我们就不难发现，生物探究式实验教学的本质与初衷是鼓励学生通过实践探索去发现科学，认知科学，并始终以科学的精神去不断研究。特别是对于高中学生来讲，他们能否拥有科学精神、科学态度等科学的学习观将对后续乃至终身的学习都有重要的影响。总的来讲，高中生物探究式实验教学能在培养学生的科学素质能力中扮演一个非常重要的角色。

学习的本质与初衷是“探索未知，解答疑惑”。因此，它本身强调的是一种积极性与主动性，这与探究式教学的核心与精髓不谋而合，这也使得探究式学习的教学价值被越来越多的教师所认可与推崇。对于高中生物的实验教学来讲，与其单纯地由教师进行实验演示，或者直接地让学生按照教材要求去操作实验，倒不如给学生一个自主探究的机会。在多次的教学实践中笔者欣喜地发现，在开展高中生物的教学过程中，借助探究式实验教学，学生除了能够更好地掌握学科知识外，更为重要的是，学生的自我管理能力、实际行动能力、问题研究能力、团队协作能力、科学素质能力都得到了全面的培养与提升。因此，在高中生物教学中，教师需要深入地将探究式实验教学引入到教学之中，更好地提高教学效率。

【参考文献】

[1]人民教育出版社，课程教材研究所，生物课程教材研究开发中心.高中生物必修1[M].人民教育出版社，2014