探究性生物實(shí)驗(yàn)

1、.：.；探求性生物實(shí)驗(yàn) 【知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造和知識點(diǎn)歸納】 探求性生物實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)考試不斷是生物會考中非常重要的一部分，對于實(shí)驗(yàn)的考試方式分為書面筆答和實(shí)驗(yàn)操作兩部分。對于實(shí)驗(yàn)操作的調(diào)查由各學(xué)校組織實(shí)施，這里我們重點(diǎn)談一下關(guān)于實(shí)驗(yàn)書面方式的考試。今年是全市運(yùn)用新教材的第一年，新教材的一個(gè)特點(diǎn)就是更加注重對實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，全書共有十六個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)、四個(gè)實(shí)習(xí)和六個(gè)研討性課題。實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)的總量比老教材要多許多，從教材中的這些變化可以看出，新的教材更加強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過程中科學(xué)探求的重要性，這種變化也將在考試中表達(dá)出來，表現(xiàn)為對科學(xué)探求才干的調(diào)查。 一、以探求為中心的實(shí)驗(yàn)分級 以探求為中心對高中生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展分級，有助于

2、準(zhǔn)確制定實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的，有助于設(shè)計(jì)出最正確的實(shí)驗(yàn)方案，從而為獲得理想的實(shí)驗(yàn)效果打下根底。高中生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)課題以探求活動程度的不同依次分為5級： 實(shí)驗(yàn)分級 實(shí)驗(yàn)調(diào)查目的 例證性實(shí)驗(yàn) 察看或鑒別實(shí)驗(yàn) 察看對象“是什么，或鑒別實(shí)驗(yàn)資料中“有什么 察看植物細(xì)胞的質(zhì)體 DNA的粗提取和鑒定 驗(yàn)證明驗(yàn) 為闡明“為什么或“怎樣樣提供實(shí)驗(yàn)根據(jù)，或證明物質(zhì)或構(gòu)造的動態(tài)變化 察看細(xì)胞有絲分裂 察看質(zhì)壁分別及復(fù)原 部分性探求實(shí)驗(yàn) 學(xué)生執(zhí)行方案和得出結(jié)論，即只參與“干什么和“發(fā)現(xiàn)什么的探求過程 探求酶及其作用特性 提取和分別葉綠體色素 全程性探求實(shí)驗(yàn) 學(xué)生自主探求，即“怎樣檢驗(yàn)本人對“有什么和“為什么作出的解釋 探求溫

3、度對酶活性的影響 探求pH對酶活性的影響 模擬性實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)和制造實(shí)驗(yàn)研討的某種對象，或者在人為條件下模擬研討對象的動態(tài)變化 制造DNA雙螺旋構(gòu)造模型 DNA復(fù)制的模擬性實(shí)驗(yàn) 察看或鑒別性實(shí)驗(yàn)。一級實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指點(diǎn)獨(dú)立地完成實(shí)驗(yàn)操作，知道察看對象是什么或者鑒定出實(shí)驗(yàn)資料中有什么，以便加深了解有關(guān)的生物學(xué)知識。例如，察看植物細(xì)胞的葉綠體和有色體，察看酵母菌的出芽生殖，食物中營養(yǎng)成分的鑒定，DNA的粗提取和鑒定等實(shí)驗(yàn)。 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與察看或鑒別性實(shí)驗(yàn)一樣，要求學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指點(diǎn)獨(dú)立地完成實(shí)驗(yàn)操作。但是，二級實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果不是要提示有什么或是什么，而是將實(shí)驗(yàn)結(jié)果作為論據(jù)來論證某個(gè)原理或

4、法那么能否成立，或者證明發(fā)生的物質(zhì)或構(gòu)造的動態(tài)變化，即為闡明為什么或怎樣樣提供實(shí)驗(yàn)根據(jù)。例如，植物細(xì)胞的質(zhì)壁分別及復(fù)原景象，是論證原生質(zhì)層具有選擇透性的有力證據(jù)，從而證明成熟的植物細(xì)胞遵照浸透原理吸水。 教師設(shè)計(jì)的探求性實(shí)驗(yàn)。三級實(shí)驗(yàn)都是來源于對前兩級實(shí)驗(yàn)進(jìn)展的改造，其特點(diǎn)是由教師提供實(shí)驗(yàn)構(gòu)造和實(shí)驗(yàn)步驟，學(xué)生經(jīng)過一系列探求性操作活動獲得有關(guān)的科學(xué)知識，體驗(yàn)和了解知識構(gòu)成和開展的過程，培育其了解才干和探求才干，即干什么和發(fā)現(xiàn)什么。例如“探求透析膜的分散原理和“探求活細(xì)胞膜的通透性的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生體驗(yàn)和了解知識構(gòu)成和開展的過程。 學(xué)生獨(dú)立完成的探求性實(shí)驗(yàn)或調(diào)查。這類實(shí)驗(yàn)課題時(shí)要求學(xué)生分成協(xié)作性小組，

5、小組成員共同設(shè)計(jì)調(diào)研方案或?qū)嶒?yàn)方案，組內(nèi)同窗分工協(xié)作，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)共同完成實(shí)驗(yàn)課題義務(wù)。由學(xué)生獨(dú)立完成的探求性實(shí)驗(yàn)或調(diào)查往往繼續(xù)較長的時(shí)間，學(xué)生的主體活動也多是利用課外時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室或其他場所里進(jìn)展設(shè)計(jì)、制造、調(diào)查、實(shí)驗(yàn)、總結(jié)和討論等活動，實(shí)驗(yàn)課上完成部分操作或者對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)展小組之間的交流和評價(jià)?？傊?，四級實(shí)驗(yàn)是學(xué)生怎樣檢驗(yàn)本人對有什么和為什么做出的解釋。 模擬性實(shí)驗(yàn)。模擬實(shí)驗(yàn)是科學(xué)家們進(jìn)展科學(xué)探求的一種實(shí)驗(yàn)法，它是在模擬研討對象或者人工模擬特定條件下進(jìn)展的一類實(shí)驗(yàn)。在模擬實(shí)驗(yàn)中，雖然某個(gè)起作用的可變要素能夠是人為的，但是，完成實(shí)驗(yàn)的操作過程有助于學(xué)生的探求訓(xùn)練和培育探求思想才干，或者獲得的實(shí)

6、驗(yàn)結(jié)果有助于學(xué)生深化了解有關(guān)知識。例如，“設(shè)計(jì)和制造DNA雙螺旋構(gòu)造模型的實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生用沃森-克里克提出的“DNA分子雙螺旋構(gòu)造模型的根本論點(diǎn)指點(diǎn)本人的實(shí)驗(yàn)操作，其實(shí)驗(yàn)操作過程有助于學(xué)生領(lǐng)會DNA分子構(gòu)造的特征。二、科學(xué)探求的程序 科學(xué)探求活動的主要程序可以概括如下：提出問題，作出假設(shè)實(shí)驗(yàn)探求是從提出一個(gè)科學(xué)問題開場的?？茖W(xué)問題是指可以經(jīng)過搜集數(shù)據(jù)而回答的問題。高中生物學(xué)各章節(jié)課題中，包含著許多需求經(jīng)過實(shí)驗(yàn)搜集數(shù)據(jù)并予以解答的問題： 單元問題分子與細(xì)胞植物細(xì)胞中含有復(fù)原性糖、脂肪、蛋白質(zhì)嗎？細(xì)胞膜具有選擇透性嗎？怎樣測定洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞液濃度呢？土壤溶液中礦質(zhì)元素濃度影響細(xì)胞交換吸附速率嗎

7、？淀粉酶是蛋白類物質(zhì)嗎？酶具有高效性和特異性嗎？溫度影響酶的活性嗎？過氧化氫酶活性與酸堿度有關(guān)嗎？食物中果真儲存著能量？生命的調(diào)理甲狀腺激素可以促進(jìn)蝌蚪生長發(fā)育嗎？低濃度生長素可以促進(jìn)葉鞘生長嗎？低濃度生長素可以促進(jìn)插條生根嗎？生長素可以促進(jìn)未受精子房發(fā)育成果實(shí)嗎？生命的延續(xù)通氣條件能否影響酵母菌的出芽生殖？減數(shù)分裂的哪個(gè)時(shí)期發(fā)生染色體數(shù)目的減半？種子萌生長成幼苗時(shí)干物質(zhì)消長情況如何？蝌蚪發(fā)育為成蛙的時(shí)間有多長？低溫可以誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍嗎？作出假設(shè)是科學(xué)探求的第二步，假設(shè)是根據(jù)現(xiàn)有的證據(jù)或者既往的閱歷，對問題作出的嘗試性解釋。假設(shè)是推論的一種，也有能夠出錯(cuò)，必需經(jīng)過實(shí)驗(yàn)進(jìn)展檢驗(yàn)。假設(shè)的陳說應(yīng)

8、該簡而意明，通常采用“假設(shè)，那么的句式。假設(shè)不是憑空猜測，必需以已有知識、閱歷或證據(jù)為根據(jù)，如生長素的生理作用，自然界多倍體植物的構(gòu)成緣由，光周期影響動植物的生殖等都是學(xué)生已有的根底知識。此外，假設(shè)的真實(shí)性可以被檢驗(yàn)，用以檢驗(yàn)的根據(jù)應(yīng)來源于搜集、分析和解讀的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。因此，假設(shè)中蘊(yùn)含著可操作性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。制定方案，預(yù)測結(jié)果制定方案是探求性實(shí)驗(yàn)活動的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包括選擇實(shí)驗(yàn)資料、確定實(shí)驗(yàn)器具、配制藥品試劑、制定實(shí)驗(yàn)方案、確定實(shí)驗(yàn)記載格式、預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果、提出實(shí)驗(yàn)本卷須知等。制定的實(shí)驗(yàn)方案應(yīng)該寫明詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟，以及在實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)展哪些察看或丈量。 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)涉及到兩個(gè)重要步驟：控制變量和給出可操作定義。

9、變量是指實(shí)驗(yàn)中可以變化的因子，其中人為改動的因子稱為調(diào)理變量，普通的實(shí)驗(yàn)中只設(shè)置一個(gè)調(diào)理變量；隨著調(diào)理變量而改動的因子稱為應(yīng)變量，它是為了得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果而需求察看的景象或丈量的目的。在一個(gè)設(shè)計(jì)良好的實(shí)驗(yàn)中，除了一個(gè)調(diào)理變量外，其他要素都堅(jiān)持不變，對照控制變量要遵照單因子變量、設(shè)置對照等原那么。所謂的給出可操作定義，是指一個(gè)闡明某變量應(yīng)該如何丈量，或者某個(gè)術(shù)語應(yīng)該如何定義的陳說。例如，如何確定植物細(xì)胞能否發(fā)生質(zhì)壁分別或復(fù)原呢？可操作性定義是：變厚的原生質(zhì)層似凸形或帽狀包圍在收縮的液泡兩端。 在制定方案時(shí)設(shè)計(jì)一張記錄表，能協(xié)助 他有序地記載察看或丈量結(jié)果。設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案中，假設(shè)涉及到運(yùn)用易燃、易爆、

10、易碎、有毒、有腐蝕或刺激性的器具和藥品時(shí)，要寫出實(shí)驗(yàn)的本卷須知。此外，在制定的探求實(shí)驗(yàn)方案中，還應(yīng)該論述預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這種預(yù)測也是一種推理方式，它是對實(shí)驗(yàn)方案一旦付諸實(shí)施時(shí)“能夠發(fā)生什么作出的推理。 偏重調(diào)查制定探求性實(shí)驗(yàn)方案方面的典型標(biāo)題如下： 現(xiàn)有一種植物的種子，曾經(jīng)知道它的萌生受水分、溫度和氧氣的影響，但不了解其萌生與光能否有關(guān)。為探求光的有無對種子萌生的影響，請他根據(jù)所給的資料和用品設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)的方法步驟，預(yù)測能夠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并分別得出相應(yīng)的結(jié)論。資料和用品 數(shù)量充足的鋪有濾紙的培育皿、無菌水、外表消毒過的種子等方法步驟： 實(shí)驗(yàn)安裝_調(diào)理變量、對照_能夠?qū)嶒?yàn)結(jié)果及相應(yīng)結(jié)論：預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果

11、得出相應(yīng)結(jié)論 參考答案：1用無菌水將培育皿中的濾紙浸濕，放入大小類似數(shù)目相等的消毒過的種子。供實(shí)驗(yàn)運(yùn)用。2在保證溫度、濕度、氧氣含量全部適宜的前提下，把一個(gè)實(shí)驗(yàn)安裝放置在全黑的條件下作為對照。另外的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組進(jìn)展不同時(shí)間長度的光照比如每天2小時(shí)、每天4小時(shí)等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果及相應(yīng)結(jié)論： 預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出相應(yīng)結(jié)論一切實(shí)驗(yàn)組種子萌生的情況類似光與種子的萌生無關(guān)沒有光照的種子萌生的最好光對種子的萌生有抑制造用定期光照的種子萌生情況好于沒有光照的種子光對種子的萌生有促進(jìn)作用留意：在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，要遵照單因子變量、設(shè)置對照等原那么。執(zhí)行方案，搜集數(shù)據(jù)執(zhí)行方案是指完成實(shí)驗(yàn)操作的過程。實(shí)驗(yàn)中得到的察看和丈量結(jié)果統(tǒng)稱

12、為數(shù)據(jù)，經(jīng)過搜集、整理和解讀數(shù)據(jù)的過程，才干獲得支持或否認(rèn)假設(shè)的證據(jù)?？梢?，在實(shí)驗(yàn)過程中搜集足夠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。察看獲得的數(shù)據(jù)通常是指生物體形狀、構(gòu)造、行為和生理景象等，描畫和繪圖是搜集這些數(shù)據(jù)的主要方法。丈量獲得的數(shù)據(jù)通常是度量衡數(shù)值，必需用相應(yīng)的工具按照國際規(guī)范計(jì)量單位來丈量，將測得的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)記錄在事先預(yù)備的表格中。例如，用于記載酶作用特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表格如下： 編 號 1 23 4 5 6 底物(H2O2) 2ml 2ml. 2ml 2ml 2ml 2ml 反響條件 自然分解 Fe3+ 生馬鈴薯 熟馬鈴薯 鮮肝液 煮沸肝液 現(xiàn) 象 氣泡大小或多少 小而少 大 較少 大 多 小而少

13、 大 最多 小而少 衛(wèi)生香熄滅程度 呈現(xiàn)亮光 旺無火焰 旺有火焰 呈現(xiàn)亮光 最旺 有火焰 呈現(xiàn)亮光 分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論分析數(shù)據(jù)是指在實(shí)驗(yàn)操作完成后，對搜集的實(shí)驗(yàn)信息進(jìn)展整理和解讀的過程，經(jīng)過對數(shù)據(jù)的分析找出研討對象的開展趨勢或不同事物之間的聯(lián)絡(luò)，思索實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提示的現(xiàn)實(shí)或規(guī)律，確定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能否支持原先的假設(shè)，運(yùn)用證據(jù)和邏輯分析對提出的問題做出答案或解釋，從而得出最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。由此可見，結(jié)論就是對實(shí)驗(yàn)研討發(fā)現(xiàn)的總結(jié)。繪制圖表是整理數(shù)據(jù)的常用方法。丈量結(jié)果的整理，除運(yùn)用記錄表外，可以繪制柱形圖、折線圖或扇形圖等。例如：將大腸桿菌放在含有15N同位素的培育基上，培育假設(shè)干代之后，大腸桿菌DNA的一切

14、的氮原子均為15N。帶有15N標(biāo)志的DNA分子密度比含有14N的DNA分子密度大。將DNA分子帶有15N標(biāo)志的大腸桿菌，轉(zhuǎn)移到含有14N的培育基上培育，每隔4h 取樣一次相當(dāng)于一個(gè)世代，用離心法測定不同世代細(xì)菌DNA分子密度如下：在正常培育基上，帶有15N標(biāo)志的大腸桿菌繁衍的后代，不同世代的DNA分子密度顯示的梯度變化，他的正確解釋是 。 假設(shè)將第一代全中雙鏈DNA分子的氫鍵斷裂，再離心測定其分子密度，它的兩條DNA單鏈在試管中的分布是 ，他做出上述判別的理由是 。 假設(shè)第三代大腸桿菌再繁衍一代，請?jiān)谙旅娴碾x心試管圖中畫出其后代DNA分子密度 。參考答案：1由于DNA分子的半保管復(fù)制，使得在子

15、代DNA分子的兩條鏈中有一條于親代DNA分子，在正常培育基中的氮元素沒有標(biāo)志，因此子一代的兩條鏈中有一條被標(biāo)志，一條沒有被標(biāo)志。依此類推不同時(shí)代分子密度呈梯度變化。2分別位于中和重的位置，兩條鏈中的氮元素一條是15N一條是14N。378輕，18中留意：在解題過程中，要把對資料的分析與已有的知識結(jié)合起來。 交流評價(jià)，進(jìn)展反思 交流就是與其他人交換看法、分享信息的過程。交流的內(nèi)容主要包括：科學(xué)探求過程、科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法、描畫察看結(jié)果、展現(xiàn)丈量數(shù)據(jù)、報(bào)告研討成果和結(jié)論。為了協(xié)助 他人了解他所陳說的復(fù)雜過程或事物，需求利用圖畫、圖表、計(jì)算機(jī)圖像等建立一種模型。交流也是一個(gè)評價(jià)過程，評價(jià)內(nèi)容涉及科學(xué)探求程序

16、的方方面面，主要是一定合理部分并對存在的缺乏提出質(zhì)疑。反思是指可以傾聽和尊重他人的質(zhì)疑，成認(rèn)不同的觀念或解釋，并且在吸納中肯意見的根底上修正本人的觀念或結(jié)論。下面的這個(gè)標(biāo)題就是典型實(shí)例：為驗(yàn)證“鎂是植物生活的必需元素，三位同窗進(jìn)展了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以下是實(shí)驗(yàn)的根本思緒。請分別指出三個(gè)實(shí)驗(yàn)思緒能否到達(dá)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，為什么？再寫出他的?shí)驗(yàn)思緒。實(shí)驗(yàn)一：取生長情況一致的大豆幼苗，用符合實(shí)驗(yàn)要求的容器進(jìn)展培育。對照組容器內(nèi)只盛有蒸餾水，實(shí)驗(yàn)組盛有用蒸餾水配制的鎂鹽溶液。兩組置于一樣的順應(yīng)條件下培育，并對溶液通氣，察看比較兩組植物的生長發(fā)育情況。實(shí)驗(yàn)二：取生長情況一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中砂性土壤肥力均勻，容器符合實(shí)驗(yàn)要求，對照組澆以蒸餾水，實(shí)驗(yàn)組澆以用蒸餾水配制的鎂鹽溶液，兩組置于一樣的順應(yīng)條件下培育，察看比較兩組植物的生長發(fā)育