高中生物新課程實驗教學的思考與探索課件

高中生物新課程實驗教學的思考與探索

江蘇省淮陰中學

孫立祥高中生物新課程實驗教學的思考與探索

江蘇省淮陰中學

孫立祥1生物學是研究生命現(xiàn)象和生命運動規(guī)律的科學，觀察和實驗是研究生命科學的基本方法。高中學生通過生物課的學習，不僅要獲得關于生命活動規(guī)律的基礎知識，而且要在科學方法、科學能力、科學態(tài)度、科學精神、創(chuàng)新意識等方面得到發(fā)展。生物學是研究生命現(xiàn)象和生命運動規(guī)律的科學，觀察和實驗是研究生2科學方法分類圖表觀察法實驗法調(diào)查法模擬法邏輯思維形象思維直覺和靈感數(shù)學方法模型方法獲取經(jīng)驗性材料的方法理性思維的方法歸納演繹分析綜合類比數(shù)學模型物理模型概念模型系統(tǒng)方法科學方法分類圖表觀察法實驗法調(diào)查法模擬法邏輯思3一、高中生物新課程中實驗內(nèi)容的分類、分級安排與特點一、高中生物新課程中實驗內(nèi)容的分類、分級安排與特點4《普通高中生物課程標準(實驗)》指出，教師應盡可能多地讓學生參與實驗和其他實踐活動。在中學生物學課程中，實踐活動應包括學生在各種實際工作條件下使用適當?shù)脑O備和材料所進行的任何活動。在當前的教學條件下，實踐活動大多在實驗室里進行，包括①以教師操作為主的演示實驗

②以學生動手為主的觀察、驗證或探究實驗

③以實驗探索為核心的研究性學習

④以個性發(fā)展為目標的特長生動作技能訓練

⑤以實驗為輔的專題講座或單元課堂教學等。高中生物新課程中的學生實驗，主要安排在必修部分的各個模塊和選修部分的“生物技術實踐”模塊中?！镀胀ǜ咧猩镎n程標準(實驗)》指出，教師應盡可能多地讓學生5（一）中學生物實驗的分類1、早在20世紀70年代，克洛普弗等學者認為，中學理科實驗室的教學活動主要有：①按照既定程序進行的練習、實驗操作和驗證的活動；②聆聽科學方法的講座；③執(zhí)行凱勒計劃，即以個性發(fā)展為目標的技能訓練；④多媒體輔助的實驗教學；⑤實驗的發(fā)現(xiàn)活動；⑥設計活動；⑦學生參與的研究活動等。

（一）中學生物實驗的分類1、早在20世紀70年代，克洛普弗6（一）中學生物實驗的分類2、克洛普弗將實驗室教學活動的目標概括為：①獲得知識和培養(yǎng)理解能力；②訓練動作技能；③參與科學探究的過程，包括觀察、測量、分析數(shù)據(jù)、提出問題和解決問題的方法；④了解科學家的方法；⑤培養(yǎng)對科學知識的興趣和科學態(tài)度；⑥提高對科學知識及方法的應用能力。

（一）中學生物實驗的分類2、克洛普弗將實驗室教學活動的目標概7（一）中學生物實驗的分類3、根據(jù)學生實驗目標的不同，可將學生參與的實驗活動分為3類：觀察驗證型實驗：實驗觀察技能和實驗操作技能。探究型實驗：科學探究能力。

創(chuàng)新型實驗：實驗創(chuàng)新能力（一）中學生物實驗的分類3、根據(jù)學生實驗目標的不同，可將學生8（二）中學生物實驗的分級實驗分級實驗考查目標例證性實驗觀察或鑒別觀察對象“是什么”，或鑒別實驗材料中“有什么”觀察線粒體和葉綠體DNA的粗提取和鑒定驗證為闡明“為什么”或“怎么樣”提供實驗依據(jù)，證實物質(zhì)或結(jié)構的動態(tài)變化觀察細胞有絲分裂觀察質(zhì)壁分離及復原引導式探究教師提出實驗結(jié)構或程序，學生參與“干什么”和“發(fā)現(xiàn)什么”的探究過程探究生物膜的透性提取和分離葉綠體色素自主式探究學生自主探究，設計和執(zhí)行實驗方案來檢驗對“有什么”和“為什么”的解釋探究影響酶活性的因素探究低溫誘導染色體加倍模擬或制作設計和制作實驗研究的某種對象，或人為條件下模擬研究對象的動態(tài)變化制作DNA雙螺旋結(jié)構模型模擬性狀分離的雜交實驗（二）中學生物實驗的分級實驗分級實驗考查目標例證性實驗觀察或9（三）高中生物新課程的實驗安排模塊序號實驗課題類別級別生物11-011-021-031-041-051-061-071-081-091-101-11觀察細胞中DNA和RNA的分布檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)使用顯微鏡觀察多種多樣的細胞觀察線粒體和葉綠體通過模擬實驗研究生物膜的透性觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復原探究影響酶活性的因素葉綠體色素的提取和分離探究酵母菌的呼吸方式模擬研究細胞表面積與體積的關系觀察細胞有絲分裂技能技能技能技能探究驗證探究探究探究探究驗證ⅠⅠⅠⅠⅢⅡⅣⅢⅢⅢⅡ（三）高中生物新課程的實驗安排模塊序號實驗課題類別級別生物110模塊序號實驗課題類別級別生物22-012-022-032-04觀察細胞減數(shù)分裂制作DNA分子雙螺旋結(jié)構模型模擬植物或動物性狀分離的雜交實驗低溫誘導植物細胞染色體加倍驗證技能驗證探究ⅡⅤⅡⅣ生物33-013-023-033-043-053-063-07探究植物生長調(diào)節(jié)劑對插條生根的作用利用計算機輔助模擬人體內(nèi)穩(wěn)態(tài)的維持模擬尿糖的檢測探究培養(yǎng)液中酵母菌群的數(shù)量動態(tài)變化土壤中動物類群豐富度的研究探究水族箱（或魚缸）中的群落演替設計并制作生態(tài)瓶探究驗證驗證探究探究探究技能ⅣⅡⅡⅢⅢⅣⅤ模塊序號實驗課題類別級別生物22-01觀察細胞減數(shù)分裂驗證Ⅱ11“選修1：生物技術實踐”模塊全部為學生實驗課，該模塊內(nèi)容包括：微生物的應用、酶的應用、生物技術在食品加工中的應用、生物技術在其他方面的應用等部分，共有13項課題，26個具體實驗內(nèi)容。不同實驗內(nèi)容的教學目標各有側(cè)重，有的側(cè)重于使學生習得基本概念或原理，有的側(cè)重于實際應用，有的側(cè)重于科學方法訓練和培養(yǎng)學生的科學態(tài)度。該模塊的實驗不要求學生全部完成，教師應根據(jù)學校的教學條件，指導學生選做５～７項課題的具體實驗。每項實驗活動時間不做硬性規(guī)定，同一項課題的具體實驗內(nèi)容可以穿插進行。該模塊的實驗多為探究性實驗，有的為自主式探究，大多數(shù)為引導式探究。在引導式探究活動中，學習資料中提出實驗結(jié)構或程序，學生自己設計并進行實驗，通過參與探究過程有所體驗和發(fā)現(xiàn)，從而達到預期的實驗目標?！斑x修1：生物技術實踐”模塊全部為學生實驗課，該模塊內(nèi)容12多樣性：觀察實驗、驗證假設實驗、定性實驗、定量實驗等多種形式

探究性：在結(jié)果、現(xiàn)象未知的情況下通過實驗設計去探索，進而獲得結(jié)論，

完整性：實驗教學的“實驗設計”，可以采用生物材料設計實驗，也可以設計模擬性實驗；有條件的學校還可以適當引入多媒體技術進行虛擬實驗。應鼓勵學生參與設計實驗。主體性

：強調(diào)學生收集處理、分析總結(jié)、觀察和創(chuàng)新等能力的培養(yǎng)

協(xié)作性：倡導合作性學習方式。

（四）實驗教學內(nèi)容的特點多樣性：觀察實驗、驗證假設實驗、定性實驗、定量實驗等多種形式13二、高中生物新課程確定實驗內(nèi)容的依據(jù)及動作技能與探究能力的要求二、高中生物新課程確定實驗內(nèi)容的依據(jù)及動作技能與探究能力的要14（一）選擇高中生物新課程的實驗內(nèi)容的依據(jù)1、根據(jù)新課程的理念和目標課程理念提高生物科學素養(yǎng)面向全體學生倡導探究性學習注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系課程目標:

《標準》中提出11項具體要求，其中的許多方面只有通過實驗探究才能實現(xiàn)。（一）選擇高中生物新課程的實驗內(nèi)容的依據(jù)1、根據(jù)新課程的152、根據(jù)學生的知識基礎、心理特點和認知規(guī)律高一學生已具備一定生物學基礎知識，這些知識以描述生物體的生命現(xiàn)象以及生物與環(huán)境的關系為主，他們更希望通過自主學習進一步認識生命的本質(zhì)，以及生物與環(huán)境之間相互作用的實質(zhì)。他們的思維活動正在完成由形象思維為主向抽象思維為主的過渡。根據(jù)學生的知識基礎、心理特點和認知規(guī)律，新課程的實驗內(nèi)容注重動作技能訓練的作用，在完成必要的實驗操作技能訓練的前提下逐步開展驗證性和探究性實驗教學。2、根據(jù)學生的知識基礎、心理特點和認知規(guī)律163、根據(jù)課程內(nèi)容的性質(zhì)分子與細胞：觀察和實證的方法，建議以觀察驗證型實驗設計為主，輔以探究實驗設計進行教學遺傳與進化：假說—演繹的方法，建議以探究實驗設計為主，輔以觀察驗證和創(chuàng)新型實驗設計進行教學穩(wěn)態(tài)與環(huán)境：系統(tǒng)分析和數(shù)學模型的方法，領悟系統(tǒng)分析、建立數(shù)學模型等科學方法及其在科學研究中的應用。建議以探究和創(chuàng)新型實驗設計為主進行教學，輔以其它形式進行教學4、根據(jù)實驗條件和教師能力水平3、根據(jù)課程內(nèi)容的性質(zhì)分子與細胞：觀察和實證的方法，建議17（二）高中生物實驗的動作技能要求在中學生物新課程中，動作技能訓練的具體內(nèi)容集中在實習、觀察和實驗方面，其中主要是生物實驗技能。有關動作技能目標的實驗教學內(nèi)容，可劃分為動作認知和動作技能兩大類。動作認知是指描述如何進行活動的規(guī)則，包括實驗內(nèi)容、實驗目的、實驗原理、材料用具、藥品試劑、實驗設計、方法步驟、實驗結(jié)果、分析結(jié)論等認知成分；動作技能是指準確、連貫、協(xié)調(diào)、自動化的操作性動作。《標準》對動作技能訓練提出的基本要求是：能夠正確地使用一般的實驗器具，掌握采集和處理實驗材料、進行生物學實驗的操作、生物繪圖等技能。其具體內(nèi)容及教學目標大致如下表：（二）高中生物實驗的動作技能要求在中學生物新課程18中學生物課程中動作技能訓練的目標初中年級高中年級⑴明確實驗或觀察的目標和對象⑵知道常用藥品試劑⑶會使用常見生物實驗儀器、工具⑷記住實驗或觀察的方法和步驟⑸熟練使用放大鏡和低倍顯微鏡⑹會做簡單的實驗或觀察記錄⑺會初步分析結(jié)果和得到結(jié)論⑻栽培實驗用植物⑼制作徒手切片和簡單的裝片⑽識別校園植物、制作蠟葉標本⑾飼養(yǎng)小動物，觀察某些動物行為⑿解剖常見的小型無脊椎動物⒀制作昆蟲標本⒁繪制生物體的輪廓圖⑴明確實驗目標，領會實驗原理⑵熟悉常用儀器、器具⑶稱量藥品、配置常用試劑⑷熟練使用實體鏡和解剖用具⑸熟練使用高倍顯微鏡⑹細胞內(nèi)幾種有機物質(zhì)的檢測⑺小動物的生理實驗和觀察⑻制作DNA雙螺旋結(jié)構模型和生態(tài)瓶⑼遺傳病和生態(tài)調(diào)查⑽細菌的接種與培養(yǎng)⑾植物組織培養(yǎng)和無土栽培⑿繪制生物圖中學生物課程中動作技能訓練的目標初中年級高中年級⑴明確實驗或19（三）發(fā)展科學探究能力的具體要求客觀地觀察和描述生物現(xiàn)象；通過觀察或從現(xiàn)實生活中提出與生物學相關的、可以探究的問題；分析問題，闡明與研究該問題相關的知識；確認變量；作出假設和預期；設計可行的實驗方案；實施實驗方案，收集證據(jù)；利用數(shù)學方法處理、解釋數(shù)據(jù)；根據(jù)證據(jù)作出合理判斷；用準確的術語、圖表介紹研究方法和結(jié)果，闡明觀點；聽取他人的意見，利用證據(jù)和邏輯對自己的結(jié)論進行辯護以及作必要的反思和修改。（三）發(fā)展科學探究能力的具體要求客觀地觀察和描述生物現(xiàn)象；20三、新課程目標下的生物學實驗教學三、新課程目標下的生物學實驗教學21(一)觀察驗證型實驗教學設計和建議一般遵循：目的要求：明確做什么？達到什么樣的要求實驗原理：材料用具：教師要善于把實驗儀器及藥品性質(zhì)、使用原理講清，讓學生明確儀器的原理和藥品的特性，是培養(yǎng)學生使用它們的能力的基礎方法步驟：培養(yǎng)學生善于分析實驗程序

實驗結(jié)果觀察與分析：培養(yǎng)學生善于分析實驗現(xiàn)象

討論(一)觀察驗證型實驗教學設計和建議一般遵循：22例：觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂目的要求：識別減數(shù)分裂不同時期染色體的形態(tài)、位置和數(shù)目實驗原理：材料用具：蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂固定裝片，顯微鏡方法步驟：識別初級精母細胞、次級精母細胞和精細胞—觀察減數(shù)分裂各個時期染色體的形態(tài)、位置和數(shù)目—繪制減數(shù)分裂不同時期染色體圖。實驗結(jié)果觀察分析：討論：如何判定和區(qū)分減數(shù)第一、二次分裂等？

觀察能力、顯微鏡的使用操作能力的培養(yǎng)例：觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂目的要求：識別減數(shù)分裂不同時期染23(二)探究型實驗教學設計和建議提出問題作出假設制訂計劃實驗操作分析結(jié)論交流反思控制變量給出操作定義材料設備方案預測(二)探究型實驗教學設計和建議提出問題作出假設制訂計劃實驗操24１、提出問題，作出假設。實驗探究是從提出一個科學問題開始的。所謂的科學問題，是指能夠通過收信集數(shù)據(jù)而回答的問題。高中生物學的每個單元課題中，都包含著許多需要通過實驗收集數(shù)據(jù)并予以解答的問題。作出假設是科學探究的第二步。假設是一種推論或猜想，它是根據(jù)已有的知識、收集的證據(jù)或者既往經(jīng)驗，對問題作出的嘗試性解釋。假設的陳述應簡而明，通常采用“如果……，那么……”的句式。假設不是憑空猜想，必須以已有知識、經(jīng)驗或證據(jù)為依據(jù)，此外，假設的真實性能夠被檢驗，用以檢驗的依據(jù)應來源于收集、分析和解讀的實驗數(shù)據(jù)。因此，假設中蘊含著可操作性實驗內(nèi)容。１、提出問題，作出假設。25２、制定計劃，預測結(jié)果。制定計劃是探究性實驗活動的關鍵環(huán)節(jié)，包括選擇實驗材料、確定實驗用具、配制藥品試劑、設計實驗方案預測實驗結(jié)果等。其中，設計實驗方案是制定計劃的核心，它包括確定實驗組合、列出方法步驟、提出注意事項、構思記載實驗數(shù)據(jù)的格式等。設計實驗方案時涉及到兩個重要步驟：控制變量和給出可操作定義。變量是指實驗中可以變化的因子，其中人為改變的因子稱為調(diào)節(jié)變量，一般的實驗中只設置一個調(diào)節(jié)變量；隨著調(diào)節(jié)變量而改變的因子稱為因變量，它是為了得到實驗結(jié)果而需要觀察的現(xiàn)象或測量的指標。所謂的給出可操作定義，是指一個闡明某變量應該如何測量，或者某個術語應該如何定義的陳述。例如，如何確定植物細胞是否發(fā)生質(zhì)壁分離或復原呢？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。在制定實驗方案設計一張記錄表，能幫助你有序地記載觀察或測量結(jié)果。設計的實驗方案中，如果涉及到使用易燃、易爆、易碎、有毒、有腐蝕或刺激性的器具和藥品時，要寫出實驗的注意事項。此外，在制定的探究實驗計劃中，還應該闡述預期的實驗結(jié)果。預測是對實驗計劃一旦付諸實施時“可能發(fā)生什么”作出的推理。２、制定計劃，預測結(jié)果。263、執(zhí)行計劃，搜集數(shù)據(jù)。執(zhí)行計劃是指完成實驗操作的過程。實驗中得到的觀察和測量結(jié)果統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)，通過收集、整理和解讀數(shù)據(jù)的過程，才能獲得支持或否定假設的證據(jù)。觀察獲得的數(shù)據(jù)通常是指生物體形態(tài)、結(jié)構、行為和生理現(xiàn)象等，描述和繪圖是搜集這些數(shù)據(jù)的主要方法。測量獲得的數(shù)據(jù)通常是度量衡數(shù)值，必須用相應的工具依照國際標準計量單位來測量，將測得的精確數(shù)據(jù)記錄在事先準備的表格中。3、執(zhí)行計劃，搜集數(shù)據(jù)。274、分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。分析數(shù)據(jù)是指在實驗操作完成后，對收集的實驗信息進行整理和解讀的過程，通過對數(shù)據(jù)分析找出研究對象的發(fā)展趨勢或不同事物之間的聯(lián)系，思考實驗數(shù)據(jù)提示的事實或規(guī)律，確定實驗數(shù)據(jù)是否支持原先的假設，運用證據(jù)和邏輯分析對提出的問題做出答案或解釋，從而得出最后的實驗結(jié)論。由此可見，結(jié)論就是對實驗研究發(fā)現(xiàn)的總結(jié)。繪制圖表是整理數(shù)據(jù)的常用方法。此外，還可以繪制柱形圖、折線圖或扇形圖等。4、分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。285、交流評價，進行反思?？茖W探究常常是一種協(xié)作性活動，彼此的交流與評價有助于相互啟發(fā)和材料共享，自我的反思與修正有助于深入理解科學概念和認識科學活動的性質(zhì)。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：科學探究過程、科學實驗方法、描述觀察結(jié)果、展示測量數(shù)據(jù)、報告研究成果和結(jié)論。為了幫助他人理解你所陳述的復雜過程或事物，需要利用圖畫、圖表、計算機圖像等建立一種模型。交流也是一個評價過程，評價內(nèi)容涉及科學探究程序的方方面面。反思是指能夠傾聽和尊重他人的質(zhì)疑，承認不同的觀點或解釋，并且在吸納中肯意見的基礎上修正自己的觀點或結(jié)論。5、交流評價，進行反思。29例：探究植物花粉母細胞減數(shù)分裂問題：植物的減數(shù)分裂過程是否與動物相同？假設：可能相同或不同實驗設計：設計實驗方案、實驗步驟、實驗方法等實施實驗結(jié)果與分析：實驗成敗的原因，表達、交流：實驗結(jié)果、實驗的關鍵步驟例：探究植物花粉母細胞減數(shù)分裂問題：植物的減數(shù)分裂過程是否與30實驗設計的概念實驗設計，就是要求學生設計實驗，選擇實驗器材，安排實驗步驟，設計數(shù)據(jù)處理的方法及分析實驗的現(xiàn)象。它包括設計實驗方案、設計實驗步驟、設計實驗改進方法等。

實驗設計的概念實驗設計，就是要求學生設計實驗，選擇實驗器材，31實驗設計的“三要素”實驗對象：實驗所用的材料即為實驗對象。實驗對象選擇的合適與否直接關系到實驗實施的難度，以及別人對實驗新穎性和創(chuàng)新性的評價。一個完整的實驗設計中所需實驗材料的總數(shù)稱為樣本含量。最好根據(jù)特定的設計類型估計出較合適的樣本含量。實驗因素：所有影響實驗結(jié)果的條件都稱為影響因素實驗效應：實驗因素取不同水平時在實驗單位上所產(chǎn)生的反應稱為實驗效應。實驗設計的“三要素”實驗對象：實驗所用的材料即為實驗對象。32實驗設計的“六原則”

對照原則：主要包括空白對照組和非處理因素的實驗對照組；隨機原則：盡量運用統(tǒng)計學知識來設計自己的實驗，減少外在因素和人為因素的干擾。重復原則：在相同實驗條件下必須做多次獨立重復實驗。一般認為重復5次以上的實驗才具有較高的可信度。最經(jīng)濟原則平衡原則彈性原則實驗設計的“六原則”對照原則：主要包括空白對照組和非33(三)創(chuàng)新型實驗教學設計和建議探索創(chuàng)新能力的主要因素是觀察力、想象力、動手操作能力和創(chuàng)造力。完全開放式自主設計實驗由學生獨立完成以下過程：提出問題

作出假設

制定計劃

實施計劃

得出結(jié)論

表達、交流

(三)創(chuàng)新型實驗教學設計和建議探索創(chuàng)新能力的主要因素是觀察力34例：探究植物花粉母細胞減數(shù)分裂學生作為主體完成：問題：植物的減數(shù)分裂過程是否與動物相同？假設：可能相同或不同實驗設計：設計實驗方案、實驗步驟、實驗方法等實施實驗結(jié)果與分析：實驗成敗的原因，表達、交流：實驗結(jié)果、實驗的關鍵步驟例：探究植物花粉母細胞減數(shù)分裂學生作為主體完成：35影響實驗結(jié)果的主要因素

取材分析：花藥的大小藥品與試劑分析：固定液的配制、染液的配制、藥品的純度等步驟及操作分析：漏做某個實驗步驟，操作方法錯誤，操作不嚴格

顯微鏡的使用分析：

影響實驗結(jié)果的主要因素取材分析：花藥的大小36例：植物花粉母細胞染色體制片實驗材料：蠶豆、大蔥、玉米等實驗步驟：固定好的花蕾→→取材(剝出花藥)→輕壓→染色6-7min→加蓋玻片→壓片→輕敲→觀察。

涉及到的幾個重要步驟：取材、固定、壓片和染色、鏡檢例：植物花粉母細胞染色體制片實驗材料：蠶豆、大蔥、玉米等37植物花粉母細胞染色體制片難點和重點

1）花藥的剝離2）壓片的輕重植物花粉母細胞染色體制片難點和重點38植物花粉母細胞染色體制片注意事項

1）取大中小三種不同的花進行制片，以保證得到減數(shù)分裂各個時期的分裂相。2）花粉母細胞大而圓，壁薄，注意與花藥壁細胞區(qū)分。3)壓片前先敲，可使細胞分散開；4)防止出氣泡。

植物花粉母細胞染色體制片注意事項1）取大中小三種不同的花進39百合的減數(shù)分裂前期的五個時期：百合的減數(shù)分裂前期的五個時期：40（四）研究幾道高考題

2001上海第39題（l3分）據(jù)藥理研究，一種茅草的根內(nèi)含有降血糖的因子及多種有益于健康的成分，某公司將它開發(fā)成一種保健飲料。該產(chǎn)品是否適用于糖尿病患者，生物學興趣小組的同學以此作為研究課題。請你完成下面的實驗鑒定報告。（1）實驗目的：鑒定一種茅草的根是否含有還原性糖和淀粉。（2）實驗原理：還原性糖可用

試劑、淀粉可用_____試劑來檢測。（3）實驗器材：一種茅草的根、所需試劑、刀片、載玻片、酒精燈、試管夾、火柴、滴管。（4）實驗步驟：①鑒定還原性糖：____②鑒定淀粉：____（5）實驗現(xiàn)象：____________（6）結(jié)果分析：_____________（7）在鑒定還原性糖的實驗操作中應注意：______________（四）研究幾道高考題2001上海第39題（l3分）據(jù)41

2003上海42題（11分）在普通飼料中加入添加劑可以加速家禽和家畜的生長和增重。某飼料公司新近開發(fā)出兩種新穎飼料添加劑1號和2號，委托某生物學小組試驗這兩種飼料的效果。請你為該小組設計一試驗方案，方案中應包括：⑴試驗具體步驟；⑵用直角坐標圖直觀地表示和比較試驗結(jié)果；⑶試驗要求在5周內(nèi)結(jié)束。實驗室有一批體重15g左右的小白鼠，可按需選用作為試驗動物。（四）研究幾道高考題2003上海42題（11分）在普通飼料中加入添加劑可422004上海42題（13分）大麥種子結(jié)構如圖1（a）發(fā)芽時，胚產(chǎn)生赤霉素。有人推測赤霉素擴散到糊粉層，誘導合成淀粉酶，淀粉酶再分泌到胚乳中，使儲藏的淀粉分解，為胚生長發(fā)育提供物質(zhì)和能量。有同學對此開展課題研究，假設你是其中一員，請根據(jù)課題研究要求，回答有關問題：課題一：赤霉素能否誘導淀粉酶合成。假設：赤霉素能誘導淀粉酶合成實驗：供先材料——表面消毒的干燥大麥種子若干粒，將種子橫切成兩部分（X部分無胚，Y部分有胚），如圖1（b）所示。供選試劑——①蒸餾水②適當濃度的赤霉素溶液（四）研究幾道高考題2004上海42題（13分）大麥種子結(jié)構如圖（四）研究幾道高43方法——請在下表空格內(nèi)填入適當?shù)牟牧希噭┖陀糜诙繙y定的物質(zhì)名稱使用材料加入試劑測定物名稱實驗組對照組結(jié)果：若假設成立，實驗組和對照組的結(jié)果將如圖2中的_______和________。（四）研究幾道高考題方法——請在下表空格內(nèi)填入適當?shù)牟牧希噭┖陀糜诙繙y定的物44課題二：赤霉素誘導淀粉酶合成機粒是否與基因表達有關假設：赤霉素誘導淀粉酶合成與基因表達有關。實驗：材料——同課題一試劑——①適當濃度的赤霉素溶液②放線菌素D（mRNA合成抑制劑）③亞銨環(huán)已酮（蛋白質(zhì)合成抑制劑）。方法——設置三組，每組所有材料和加入試劑同課題一的實驗組，定量測定生成物。16小時后,其中兩組分別和人亞銨環(huán)已酬和放線菌素D,另一組作為對。結(jié)果：三組實驗結(jié)果匯總于圖3

（四）研究幾道高考題課題二：赤霉素誘導淀粉酶合成機粒是否與基因表達有關（四）研究45討論：①曲線b和c分別表示加入________和______后生成物量的變化。②加入放線菌素D，最終和加入亞胺環(huán)已酮一樣，都能抑制生成物形成，說明在種子萌發(fā)時的淀粉酶合成過程中，赤霉素的作用是影響基因表達的________過程。③曲線b和c不同的原因是________。（四）研究幾道高考題討論：①曲線b和c分別表示加入________和______462005上海40題（12分）蘿卜貯藏根組織細胞中是否存在蛋白質(zhì)和DNA？某生物小組對此進行研究，他們從網(wǎng)上查閱資料得知：①蛋白質(zhì)在10%NaCl溶液中可沉淀析出；②在蛋白質(zhì)溶液中，加入雙縮脲試劑，溶液呈現(xiàn)特有的顏色；③DNA溶于10%NaCl溶液但在95%酒精中呈白色絮狀沉淀，析出。實驗材料：白蘿卜。實驗用具：粉碎機、燒杯、漏斗、試管、濾紙、玻棒、鑷子、載玻片、天平、紗布。藥品及試劑：蒸餾水、NaCl、95%酒精、甲基綠染液、雙縮脲試劑、蛋白質(zhì)標準樣品。請你根據(jù)所提供的條件參與實驗設計并完成實驗。一、材料處理：__________________________________________二、提?。篲_____________________________________________三、鑒定及結(jié)果：________________________________________四、討論：1．蛋白質(zhì)在蘿卜貯藏根組織細胞中所起的作用是_____________2．DNA主要來自蘿卜貯藏根組織細胞的______________________

（四）研究幾道高考題2005上海40題（12分）蘿卜貯藏根組織細胞中是否存在蛋白472004江蘇42題（11分）環(huán)境污染對植物的生長發(fā)育有不同程度的影響。在一定程度上，植物在污染環(huán)境中也有繼續(xù)保持正常生命活動的特性，這種特性稱為抗性。研究植物的抗性對篩選具有凈化環(huán)境的植物種類和保護環(huán)境有積極意義。（1）一項研究表明，植物對SO2的抗性與葉片上氣孔密度和氣孔大小等有關。所得數(shù)據(jù)如下表被測植物平均受害面積（％）氣孔氣孔密度（個／mm2）每個氣孔面積（mm2）甲植物13.5218272乙植物33.4162426丙植物57.7136556（四）研究幾道高考題2004江蘇42題（11分）環(huán)境污染對植物的生長發(fā)育有不同程48①該研究說明，植物對SO2的抗性與氣孔的密度呈________關系，和每個氣孔的面積呈____________關系。②在SO2污染嚴重的地區(qū)，最好選擇表中________植物為行道樹種。2）工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的SO2是酸雨（pH＜5.6）形成的主要原因之一。有人設計實驗研究酸雨對植物的毒害作用。實驗過程如下圖所示（除圖中特別說明的外，其他條件甲、乙均相同）：

（四）研究幾道高考題①該研究說明，植物對SO2的抗性與氣孔的密度呈______49實驗結(jié)果表明，“酸雨”使植物葉片變黃，而對照實驗中的植物沒有變黃。該實驗說明“酸雨”對植物的生長發(fā)育有影響。參照上述裝置和試劑以小麥種子為實驗材料嘗試設計實驗，探究2種不同pH的酸雨對種子萌發(fā)率的影響。①探究的問題：不同pH的酸雨對小麥種子萌發(fā)率的影響。②作出的假設：______________________________________③實驗步驟（簡要敘述）：____________________________④實驗預期結(jié)果與分析（實驗預期結(jié)果多種多樣，寫出其中3種并加以分析）：________________________（四）研究幾道高考題實驗結(jié)果表明，“酸雨”使植物葉片變黃，而對照實驗中的植物沒有50（五）實驗教學的組織（以探究性為例）探究實驗教學的組織工作主要包括：確定實驗教學目標、營造實驗探究環(huán)境、制定教學活動計劃、調(diào)控學生探究進程、評價探究實驗結(jié)果等方面。每個探究實驗都是單元課題內(nèi)容的一個重要組成部分，實驗教學目標也必然與單元課題的三維目標一樣。但是，實驗課題內(nèi)容不同，在其知識、技能、情感等方面的要求各有側(cè)重。三維目標的大體要求如圖所示：

（五）實驗教學的組織（以探究性為例）51目標要求案例知識性記得概念或原理；體驗知識形成的過程酶及作用特性的探究；觀察植物細胞質(zhì)壁分離及復原技能性基本技能訓練；信息處理能力；理解和應用能力；科學探究能力用高倍鏡觀察葉綠體和線料體；培養(yǎng)液中酵母菌群數(shù)量的變化；制作DNA分子雙螺旋結(jié)構模型；低溫誘導植物細胞染色體數(shù)目的變化情感性科學品質(zhì)和科學道德；科學態(tài)度和科學精神；社會責任心和使命感探索生長調(diào)節(jié)劑對插條生根作用;土壤中小動物類群豐富度的研究;調(diào)查人群中的遺傳病1、確定實驗教學的目標：目標要求案例知識性記得概念或原理；酶及作用特性的探究；技能性522、營造實驗探究環(huán)境：科學探究需要一個良好的學習環(huán)境，時間、空間和學習材料是探究學習環(huán)境的重要組成因素。2、營造實驗探究環(huán)境：科學探究需要一個良好的學習環(huán)境533、制定周密的教學計劃：探究實驗教學要有周密的計劃，既要有課前準備計劃，又要有實驗導學計劃和課后輔導計劃。其主要內(nèi)容如下表：計劃課前準備計劃實驗導學計劃課后輔導計劃主要內(nèi)容相關學習材料實驗教學設備輔助教學媒體實驗教學課件導入探究課題誘導學生探究調(diào)控探究進程活躍探究氣氛提供信息資料展示演示裝置呈示實驗數(shù)據(jù)觀察、調(diào)查、實驗或測量4、評價探究實驗結(jié)果。3、制定周密的教學計劃：探究實驗教學要有周密的計劃，54謝謝！請多提寶貴意見！謝謝！請多提寶貴意見！55高中生物新課程實驗教學的思考與探索

江蘇省淮陰中學

孫立祥高中生物新課程實驗教學的思考與探索

江蘇省淮陰中學

孫立祥56生物學是研究生命現(xiàn)象和生命運動規(guī)律的科學，觀察和實驗是研究生命科學的基本方法。高中學生通過生物課的學習，不僅要獲得關于生命活動規(guī)律的基礎知識，而且要在科學方法、科學能力、科學態(tài)度、科學精神、創(chuàng)新意識等方面得到發(fā)展。生物學是研究生命現(xiàn)象和生命運動規(guī)律的科學，觀察和實驗是研究生57科學方法分類圖表觀察法實驗法調(diào)查法模擬法邏輯思維形象思維直覺和靈感數(shù)學方法模型方法獲取經(jīng)驗性材料的方法理性思維的方法歸納演繹分析綜合類比數(shù)學模型物理模型概念模型系統(tǒng)方法科學方法分類圖表觀察法實驗法調(diào)查法模擬法邏輯思58一、高中生物新課程中實驗內(nèi)容的分類、分級安排與特點一、高中生物新課程中實驗內(nèi)容的分類、分級安排與特點59《普通高中生物課程標準(實驗)》指出，教師應盡可能多地讓學生參與實驗和其他實踐活動。在中學生物學課程中，實踐活動應包括學生在各種實際工作條件下使用適當?shù)脑O備和材料所進行的任何活動。在當前的教學條件下，實踐活動大多在實驗室里進行，包括①以教師操作為主的演示實驗

②以學生動手為主的觀察、驗證或探究實驗

③以實驗探索為核心的研究性學習

④以個性發(fā)展為目標的特長生動作技能訓練

⑤以實驗為輔的專題講座或單元課堂教學等。高中生物新課程中的學生實驗，主要安排在必修部分的各個模塊和選修部分的“生物技術實踐”模塊中?！镀胀ǜ咧猩镎n程標準(實驗)》指出，教師應盡可能多地讓學生60（一）中學生物實驗的分類1、早在20世紀70年代，克洛普弗等學者認為，中學理科實驗室的教學活動主要有：①按照既定程序進行的練習、實驗操作和驗證的活動；②聆聽科學方法的講座；③執(zhí)行凱勒計劃，即以個性發(fā)展為目標的技能訓練；④多媒體輔助的實驗教學；⑤實驗的發(fā)現(xiàn)活動；⑥設計活動；⑦學生參與的研究活動等。

（一）中學生物實驗的分類1、早在20世紀70年代，克洛普弗61（一）中學生物實驗的分類2、克洛普弗將實驗室教學活動的目標概括為：①獲得知識和培養(yǎng)理解能力；②訓練動作技能；③參與科學探究的過程，包括觀察、測量、分析數(shù)據(jù)、提出問題和解決問題的方法；④了解科學家的方法；⑤培養(yǎng)對科學知識的興趣和科學態(tài)度；⑥提高對科學知識及方法的應用能力。

（一）中學生物實驗的分類2、克洛普弗將實驗室教學活動的目標概62（一）中學生物實驗的分類3、根據(jù)學生實驗目標的不同，可將學生參與的實驗活動分為3類：觀察驗證型實驗：實驗觀察技能和實驗操作技能。探究型實驗：科學探究能力。

創(chuàng)新型實驗：實驗創(chuàng)新能力（一）中學生物實驗的分類3、根據(jù)學生實驗目標的不同，可將學生63（二）中學生物實驗的分級實驗分級實驗考查目標例證性實驗觀察或鑒別觀察對象“是什么”，或鑒別實驗材料中“有什么”觀察線粒體和葉綠體DNA的粗提取和鑒定驗證為闡明“為什么”或“怎么樣”提供實驗依據(jù)，證實物質(zhì)或結(jié)構的動態(tài)變化觀察細胞有絲分裂觀察質(zhì)壁分離及復原引導式探究教師提出實驗結(jié)構或程序，學生參與“干什么”和“發(fā)現(xiàn)什么”的探究過程探究生物膜的透性提取和分離葉綠體色素自主式探究學生自主探究，設計和執(zhí)行實驗方案來檢驗對“有什么”和“為什么”的解釋探究影響酶活性的因素探究低溫誘導染色體加倍模擬或制作設計和制作實驗研究的某種對象，或人為條件下模擬研究對象的動態(tài)變化制作DNA雙螺旋結(jié)構模型模擬性狀分離的雜交實驗（二）中學生物實驗的分級實驗分級實驗考查目標例證性實驗觀察或64（三）高中生物新課程的實驗安排模塊序號實驗課題類別級別生物11-011-021-031-041-051-061-071-081-091-101-11觀察細胞中DNA和RNA的分布檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)使用顯微鏡觀察多種多樣的細胞觀察線粒體和葉綠體通過模擬實驗研究生物膜的透性觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復原探究影響酶活性的因素葉綠體色素的提取和分離探究酵母菌的呼吸方式模擬研究細胞表面積與體積的關系觀察細胞有絲分裂技能技能技能技能探究驗證探究探究探究探究驗證ⅠⅠⅠⅠⅢⅡⅣⅢⅢⅢⅡ（三）高中生物新課程的實驗安排模塊序號實驗課題類別級別生物165模塊序號實驗課題類別級別生物22-012-022-032-04觀察細胞減數(shù)分裂制作DNA分子雙螺旋結(jié)構模型模擬植物或動物性狀分離的雜交實驗低溫誘導植物細胞染色體加倍驗證技能驗證探究ⅡⅤⅡⅣ生物33-013-023-033-043-053-063-07探究植物生長調(diào)節(jié)劑對插條生根的作用利用計算機輔助模擬人體內(nèi)穩(wěn)態(tài)的維持模擬尿糖的檢測探究培養(yǎng)液中酵母菌群的數(shù)量動態(tài)變化土壤中動物類群豐富度的研究探究水族箱（或魚缸）中的群落演替設計并制作生態(tài)瓶探究驗證驗證探究探究探究技能ⅣⅡⅡⅢⅢⅣⅤ模塊序號實驗課題類別級別生物22-01觀察細胞減數(shù)分裂驗證Ⅱ66“選修1：生物技術實踐”模塊全部為學生實驗課，該模塊內(nèi)容包括：微生物的應用、酶的應用、生物技術在食品加工中的應用、生物技術在其他方面的應用等部分，共有13項課題，26個具體實驗內(nèi)容。不同實驗內(nèi)容的教學目標各有側(cè)重，有的側(cè)重于使學生習得基本概念或原理，有的側(cè)重于實際應用，有的側(cè)重于科學方法訓練和培養(yǎng)學生的科學態(tài)度。該模塊的實驗不要求學生全部完成，教師應根據(jù)學校的教學條件，指導學生選做５～７項課題的具體實驗。每項實驗活動時間不做硬性規(guī)定，同一項課題的具體實驗內(nèi)容可以穿插進行。該模塊的實驗多為探究性實驗，有的為自主式探究，大多數(shù)為引導式探究。在引導式探究活動中，學習資料中提出實驗結(jié)構或程序，學生自己設計并進行實驗，通過參與探究過程有所體驗和發(fā)現(xiàn)，從而達到預期的實驗目標。“選修1：生物技術實踐”模塊全部為學生實驗課，該模塊內(nèi)容67多樣性：觀察實驗、驗證假設實驗、定性實驗、定量實驗等多種形式

探究性：在結(jié)果、現(xiàn)象未知的情況下通過實驗設計去探索，進而獲得結(jié)論，

完整性：實驗教學的“實驗設計”，可以采用生物材料設計實驗，也可以設計模擬性實驗；有條件的學校還可以適當引入多媒體技術進行虛擬實驗。應鼓勵學生參與設計實驗。主體性

：強調(diào)學生收集處理、分析總結(jié)、觀察和創(chuàng)新等能力的培養(yǎng)

協(xié)作性：倡導合作性學習方式。

（四）實驗教學內(nèi)容的特點多樣性：觀察實驗、驗證假設實驗、定性實驗、定量實驗等多種形式68二、高中生物新課程確定實驗內(nèi)容的依據(jù)及動作技能與探究能力的要求二、高中生物新課程確定實驗內(nèi)容的依據(jù)及動作技能與探究能力的要69（一）選擇高中生物新課程的實驗內(nèi)容的依據(jù)1、根據(jù)新課程的理念和目標課程理念提高生物科學素養(yǎng)面向全體學生倡導探究性學習注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系課程目標:

《標準》中提出11項具體要求，其中的許多方面只有通過實驗探究才能實現(xiàn)。（一）選擇高中生物新課程的實驗內(nèi)容的依據(jù)1、根據(jù)新課程的702、根據(jù)學生的知識基礎、心理特點和認知規(guī)律高一學生已具備一定生物學基礎知識，這些知識以描述生物體的生命現(xiàn)象以及生物與環(huán)境的關系為主，他們更希望通過自主學習進一步認識生命的本質(zhì)，以及生物與環(huán)境之間相互作用的實質(zhì)。他們的思維活動正在完成由形象思維為主向抽象思維為主的過渡。根據(jù)學生的知識基礎、心理特點和認知規(guī)律，新課程的實驗內(nèi)容注重動作技能訓練的作用，在完成必要的實驗操作技能訓練的前提下逐步開展驗證性和探究性實驗教學。2、根據(jù)學生的知識基礎、心理特點和認知規(guī)律713、根據(jù)課程內(nèi)容的性質(zhì)分子與細胞：觀察和實證的方法，建議以觀察驗證型實驗設計為主，輔以探究實驗設計進行教學遺傳與進化：假說—演繹的方法，建議以探究實驗設計為主，輔以觀察驗證和創(chuàng)新型實驗設計進行教學穩(wěn)態(tài)與環(huán)境：系統(tǒng)分析和數(shù)學模型的方法，領悟系統(tǒng)分析、建立數(shù)學模型等科學方法及其在科學研究中的應用。建議以探究和創(chuàng)新型實驗設計為主進行教學，輔以其它形式進行教學4、根據(jù)實驗條件和教師能力水平3、根據(jù)課程內(nèi)容的性質(zhì)分子與細胞：觀察和實證的方法，建議72（二）高中生物實驗的動作技能要求在中學生物新課程中，動作技能訓練的具體內(nèi)容集中在實習、觀察和實驗方面，其中主要是生物實驗技能。有關動作技能目標的實驗教學內(nèi)容，可劃分為動作認知和動作技能兩大類。動作認知是指描述如何進行活動的規(guī)則，包括實驗內(nèi)容、實驗目的、實驗原理、材料用具、藥品試劑、實驗設計、方法步驟、實驗結(jié)果、分析結(jié)論等認知成分；動作技能是指準確、連貫、協(xié)調(diào)、自動化的操作性動作?！稑藴省穼幼骷寄苡柧毺岢龅幕疽笫牵耗軌蛘_地使用一般的實驗器具，掌握采集和處理實驗材料、進行生物學實驗的操作、生物繪圖等技能。其具體內(nèi)容及教學目標大致如下表：（二）高中生物實驗的動作技能要求在中學生物新課程73中學生物課程中動作技能訓練的目標初中年級高中年級⑴明確實驗或觀察的目標和對象⑵知道常用藥品試劑⑶會使用常見生物實驗儀器、工具⑷記住實驗或觀察的方法和步驟⑸熟練使用放大鏡和低倍顯微鏡⑹會做簡單的實驗或觀察記錄⑺會初步分析結(jié)果和得到結(jié)論⑻栽培實驗用植物⑼制作徒手切片和簡單的裝片⑽識別校園植物、制作蠟葉標本⑾飼養(yǎng)小動物，觀察某些動物行為⑿解剖常見的小型無脊椎動物⒀制作昆蟲標本⒁繪制生物體的輪廓圖⑴明確實驗目標，領會實驗原理⑵熟悉常用儀器、器具⑶稱量藥品、配置常用試劑⑷熟練使用實體鏡和解剖用具⑸熟練使用高倍顯微鏡⑹細胞內(nèi)幾種有機物質(zhì)的檢測⑺小動物的生理實驗和觀察⑻制作DNA雙螺旋結(jié)構模型和生態(tài)瓶⑼遺傳病和生態(tài)調(diào)查⑽細菌的接種與培養(yǎng)⑾植物組織培養(yǎng)和無土栽培⑿繪制生物圖中學生物課程中動作技能訓練的目標初中年級高中年級⑴明確實驗或74（三）發(fā)展科學探究能力的具體要求客觀地觀察和描述生物現(xiàn)象；通過觀察或從現(xiàn)實生活中提出與生物學相關的、可以探究的問題；分析問題，闡明與研究該問題相關的知識；確認變量；作出假設和預期；設計可行的實驗方案；實施實驗方案，收集證據(jù)；利用數(shù)學方法處理、解釋數(shù)據(jù)；根據(jù)證據(jù)作出合理判斷；用準確的術語、圖表介紹研究方法和結(jié)果，闡明觀點；聽取他人的意見，利用證據(jù)和邏輯對自己的結(jié)論進行辯護以及作必要的反思和修改。（三）發(fā)展科學探究能力的具體要求客觀地觀察和描述生物現(xiàn)象；75三、新課程目標下的生物學實驗教學三、新課程目標下的生物學實驗教學76(一)觀察驗證型實驗教學設計和建議一般遵循：目的要求：明確做什么？達到什么樣的要求實驗原理：材料用具：教師要善于把實驗儀器及藥品性質(zhì)、使用原理講清，讓學生明確儀器的原理和藥品的特性，是培養(yǎng)學生使用它們的能力的基礎方法步驟：培養(yǎng)學生善于分析實驗程序

實驗結(jié)果觀察與分析：培養(yǎng)學生善于分析實驗現(xiàn)象

討論(一)觀察驗證型實驗教學設計和建議一般遵循：77例：觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂目的要求：識別減數(shù)分裂不同時期染色體的形態(tài)、位置和數(shù)目實驗原理：材料用具：蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂固定裝片，顯微鏡方法步驟：識別初級精母細胞、次級精母細胞和精細胞—觀察減數(shù)分裂各個時期染色體的形態(tài)、位置和數(shù)目—繪制減數(shù)分裂不同時期染色體圖。實驗結(jié)果觀察分析：討論：如何判定和區(qū)分減數(shù)第一、二次分裂等？

觀察能力、顯微鏡的使用操作能力的培養(yǎng)例：觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂目的要求：識別減數(shù)分裂不同時期染78(二)探究型實驗教學設計和建議提出問題作出假設制訂計劃實驗操作分析結(jié)論交流反思控制變量給出操作定義材料設備方案預測(二)探究型實驗教學設計和建議提出問題作出假設制訂計劃實驗操79１、提出問題，作出假設。實驗探究是從提出一個科學問題開始的。所謂的科學問題，是指能夠通過收信集數(shù)據(jù)而回答的問題。高中生物學的每個單元課題中，都包含著許多需要通過實驗收集數(shù)據(jù)并予以解答的問題。作出假設是科學探究的第二步。假設是一種推論或猜想，它是根據(jù)已有的知識、收集的證據(jù)或者既往經(jīng)驗，對問題作出的嘗試性解釋。假設的陳述應簡而明，通常采用“如果……，那么……”的句式。假設不是憑空猜想，必須以已有知識、經(jīng)驗或證據(jù)為依據(jù)，此外，假設的真實性能夠被檢驗，用以檢驗的依據(jù)應來源于收集、分析和解讀的實驗數(shù)據(jù)。因此，假設中蘊含著可操作性實驗內(nèi)容。１、提出問題，作出假設。80２、制定計劃，預測結(jié)果。制定計劃是探究性實驗活動的關鍵環(huán)節(jié)，包括選擇實驗材料、確定實驗用具、配制藥品試劑、設計實驗方案預測實驗結(jié)果等。其中，設計實驗方案是制定計劃的核心，它包括確定實驗組合、列出方法步驟、提出注意事項、構思記載實驗數(shù)據(jù)的格式等。設計實驗方案時涉及到兩個重要步驟：控制變量和給出可操作定義。變量是指實驗中可以變化的因子，其中人為改變的因子稱為調(diào)節(jié)變量，一般的實驗中只設置一個調(diào)節(jié)變量；隨著調(diào)節(jié)變量而改變的因子稱為因變量，它是為了得到實驗結(jié)果而需要觀察的現(xiàn)象或測量的指標。所謂的給出可操作定義，是指一個闡明某變量應該如何測量，或者某個術語應該如何定義的陳述。例如，如何確定植物細胞是否發(fā)生質(zhì)壁分離或復原呢？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。在制定實驗方案設計一張記錄表，能幫助你有序地記載觀察或測量結(jié)果。設計的實驗方案中，如果涉及到使用易燃、易爆、易碎、有毒、有腐蝕或刺激性的器具和藥品時，要寫出實驗的注意事項。此外，在制定的探究實驗計劃中，還應該闡述預期的實驗結(jié)果。預測是對實驗計劃一旦付諸實施時“可能發(fā)生什么”作出的推理。２、制定計劃，預測結(jié)果。813、執(zhí)行計劃，搜集數(shù)據(jù)。執(zhí)行計劃是指完成實驗操作的過程。實驗中得到的觀察和測量結(jié)果統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)，通過收集、整理和解讀數(shù)據(jù)的過程，才能獲得支持或否定假設的證據(jù)。觀察獲得的數(shù)據(jù)通常是指生物體形態(tài)、結(jié)構、行為和生理現(xiàn)象等，描述和繪圖是搜集這些數(shù)據(jù)的主要方法。測量獲得的數(shù)據(jù)通常是度量衡數(shù)值，必須用相應的工具依照國際標準計量單位來測量，將測得的精確數(shù)據(jù)記錄在事先準備的表格中。3、執(zhí)行計劃，搜集數(shù)據(jù)。824、分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。分析數(shù)據(jù)是指在實驗操作完成后，對收集的實驗信息進行整理和解讀的過程，通過對數(shù)據(jù)分析找出研究對象的發(fā)展趨勢或不同事物之間的聯(lián)系，思考實驗數(shù)據(jù)提示的事實或規(guī)律，確定實驗數(shù)據(jù)是否支持原先的假設，運用證據(jù)和邏輯分析對提出的問題做出答案或解釋，從而得出最后的實驗結(jié)論。由此可見，結(jié)論就是對實驗研究發(fā)現(xiàn)的總結(jié)。繪制圖表是整理數(shù)據(jù)的常用方法。此外，還可以繪制柱形圖、折線圖或扇形圖等。4、分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。835、交流評價，進行反思?？茖W探究常常是一種協(xié)作性活動，彼此的交流與評價有助于相互啟發(fā)和材料共享，自我的反思與修正有助于深入理解科學概念和認識科學活動的性質(zhì)。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：科學探究過程、科學實驗方法、描述觀察結(jié)果、展示測量數(shù)據(jù)、報告研究成果和結(jié)論。為了幫助他人理解你所陳述的復雜過程或事物，需要利用圖畫、圖表、計算機圖像等建立一種模型。交流也是一個評價過程，評價內(nèi)容涉及科學探究程序的方方面面。反思是指能夠傾聽和尊重他人的質(zhì)疑，承認不同的觀點或解釋，并且在吸納中肯意見的基礎上修正自己的觀點或結(jié)論。5、交流評價，進行反思。84例：探究植物花粉母細胞減數(shù)分裂問題：植物的減數(shù)分裂過程是否與動物相同？假設：可能相同或不同實驗設計：設計實驗方案、實驗步驟、實驗方法等實施實驗結(jié)果與分析：實驗成敗的原因，表達、交流：實驗結(jié)果、實驗的關鍵步驟例：探究植物花粉母細胞減數(shù)分裂問題：植物的減數(shù)分裂過程是否與85實驗設計的概念實驗設計，就是要求學生設計實驗，選擇實驗器材，安排實驗步驟，設計數(shù)據(jù)處理的方法及分析實驗的現(xiàn)象。它包括設計實驗方案、設計實驗步驟、設計實驗改進方法等。

實驗設計的概念實驗設計，就是要求學生設計實驗，選擇實驗器材，86實驗設計的“三要素”實驗對象：實驗所用的材料即為實驗對象。實驗對象選擇的合適與否直接關系到實驗實施的難度，以及別人對實驗新穎性和創(chuàng)新性的評價。一個完整的實驗設計中所需實驗材料的總數(shù)稱為樣本含量。最好根據(jù)特定的設計類型估計出較合適的樣本含量。實驗因素：所有影響實驗結(jié)果的條件都稱為影響因素實驗效應：實驗因素取不同水平時在實驗單位上所產(chǎn)生的反應稱為實驗效應。實驗設計的“三要素”實驗對象：實驗所用的材料即為實驗對象。87實驗設計的“六原則”

對照原則：主要包括空白對照組和非處理因素的實驗對照組；隨機原則：盡量運用統(tǒng)計學知識來設計自己的實驗，減少外在因素和人為因素的干擾。重復原則：在相同實驗條件下必須做多次獨立重復實驗。一般認為重復5次以上的實驗才具有較高的可信度。最經(jīng)濟原則平衡原則彈性原則實驗設計的“六原則”對照原則：主要包括空白對照組和非88(三)創(chuàng)新型實驗教學設計和建議探索創(chuàng)新能力的主要因素是觀察力、想象力、動手操作能力和創(chuàng)造力。完全開放式自主設計實驗由學生獨立完成以下過程：提出問題

作出假設

制定計劃

實施計劃

得出結(jié)論

表達、交流

(三)創(chuàng)新型實驗教學設計和建議探索創(chuàng)新能力的主要因素是觀察力89例：探究植物花粉母細胞減數(shù)分裂學生作為主體完成：問題：植物的減數(shù)分裂過程是否與動物相同？假設：可能相同或不同實驗設計：設計實驗方案、實驗步驟、實驗方法等實施實驗結(jié)果與分析：實驗成敗的原因，表達、交流：實驗結(jié)果、實驗的關鍵步驟例：探究植物花粉母細胞減數(shù)分裂學生作為主體完成：90影響實驗結(jié)果的主要因素

取材分析：花藥的大小藥品與試劑分析：固定液的配制、染液的配制、藥品的純度等步驟及操作分析：漏做某個實驗步驟，操作方法錯誤，操作不嚴格

顯微鏡的使用分析：

影響實驗結(jié)果的主要因素取材分析：花藥的大小91例：植物花粉母細胞染色體制片實驗材料：蠶豆、大蔥、玉米等實驗步驟：固定好的花蕾→→取材(剝出花藥)→輕壓→染色6-7min→加蓋玻片→壓片→輕敲→觀察。

涉及到的幾個重要步驟：取材、固定、壓片和染色、鏡檢例：植物花粉母細胞染色體制片實驗材料：蠶豆、大蔥、玉米等92植物花粉母細胞染色體制片難點和重點

1）花藥的剝離2）壓片的輕重植物花粉母細胞染色體制片難點和重點93植物花粉母細胞染色體制片注意事項

1）取大中小三種不同的花進行制片，以保證得到減數(shù)分裂各個時期的分裂相。2）花粉母細胞大而圓，壁薄，注意與花藥壁細胞區(qū)分。3)壓片前先敲，可使細胞分散開；4)防止出氣泡。

植物花粉母細胞染色體制片注意事項1）取大中小三種不同的花進94百合的減數(shù)分裂前期的五個時期：百合的減數(shù)分裂前期的五個時期：95（四）研究幾道高考題

2001上海第39題（l3分）據(jù)藥理研究，一種茅草的根內(nèi)含有降血糖的因子及多種有益于健康的成分，某公司將它開發(fā)成一種保健飲料。該產(chǎn)品是否適用于糖尿病患者，生物學興趣小組的同學以此作為研究課題。請你完成下面的實驗鑒定報告。（1）實驗目的：鑒定一種茅草的根是否含有還原性糖和淀粉。（2）實驗原理：還原性糖可用

試劑、淀粉可用_____試劑來檢測。（3）實驗器材：一種茅草的根、所需試劑、刀片、載玻片、酒精燈、試管夾、火柴、滴管。（4）實驗步驟：①鑒定還原性糖：____②鑒定淀粉：____（5）實驗現(xiàn)象：____________（6）結(jié)果分析：_____________（7）在鑒定還原性糖的實驗操作中應注意：______________（四）研究幾道高考題2001上海第39題（l3分）據(jù)96

2003上海42題（11分）在普通飼料中加入添加劑可以加速家禽和家畜的生長和增重。某飼料公司新近開發(fā)出兩種新穎飼料添加劑1號和2號，委托某生物學小組試驗這兩種飼料的效果。請你為該小組設計一試驗方案，方案中應包括：⑴試驗具體步驟；⑵用直角坐標圖直觀地表示和比較試驗結(jié)果；⑶試驗要求在5周內(nèi)結(jié)束。實驗室有一批體重15g左右的小白鼠，可按需選用作為試驗動物。（四）研究幾道高考題2003上海42題（11分）在普通飼料中加入添加劑可972004上海42題（13分）大麥種子結(jié)構如圖1（a）發(fā)芽時，胚產(chǎn)生赤霉素。有人推測赤霉素擴散到糊粉層，誘導合成淀粉酶，淀粉酶再分泌到胚乳中，使儲藏的淀粉分解，為胚生長發(fā)育提供物質(zhì)和能量。有同學對此開展課題研究，假設你是其中一員，請根據(jù)課題研究要求，回答有關問題：課題一：赤霉素能否誘導淀粉酶合成。假設：赤霉素能誘導淀粉酶合成實驗：供先材料——表面消毒的干燥大麥種子若干粒，將種子橫切成兩部分（X部分無胚，Y部分有胚），如圖1（b）所示。供選試劑——①蒸餾水②適當濃度的赤霉素溶液（四）研究幾道高考題2004上海42題（13分）大麥種子結(jié)構如圖（四）研究幾道高98方法——請在下表空格內(nèi)填入適當?shù)牟牧希噭┖陀糜诙繙y定的物質(zhì)名稱使用材料加入試劑測定物名稱實驗組對照組結(jié)果：若假設成立，實驗組和對照組的結(jié)果將如圖2中的_______和________。（四）研究幾道高考題方法——請在下表空格內(nèi)填入適當?shù)牟牧希噭┖陀糜诙繙y定的物99課題二：赤霉素誘導淀粉酶合成機粒是否與基因表達有關假設：赤霉素誘導淀粉酶合成與基因表達有關。實驗：材料——同課題一試劑——①適當濃度的赤霉素溶液②放線菌素D（mRNA合成抑制劑）③亞銨環(huán)已酮（蛋白質(zhì)合成抑制劑）。方法——設置三組，每組所有材料和加入試劑同課題一的實驗組，定量測定生成物。16小時后,其中兩組分別和人亞銨環(huán)已酬和放線菌素D,另一組作為對。結(jié)果：三組實驗結(jié)果匯總于圖3

（四）研究幾道高考題課題二：赤霉素誘導淀粉酶合成機粒是否與基因表達有關（四）研究100討論：①曲線b和c分別表示加入________和______后生成物量的變化。②加