高中生物實驗高效課堂教學模式探討

高中生物實驗高效課堂教學模式探討第一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二現(xiàn)行高中生物教材中實驗內(nèi)容較多（實驗課和教材經(jīng)典實驗），其目的是通過更多的觀察、操作、討論及實踐等活動，強化學生對科學實驗的理解，調(diào)動學生對實驗學習的主動性，培養(yǎng)各種實驗技能及素養(yǎng)。目前高考命題總趨勢表現(xiàn)為由“知識立意”向“能力立意”轉(zhuǎn)變和“遵循大綱但不拘泥于教材”。在確定實驗課課堂類型前，首先要從高考生物實驗的考查與立意分析。第二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二2．實驗與探究能力

（1）能獨立完成表2（19+10）所列的生物實驗，包括理解實驗?zāi)康?、原理、方法和操作步驟，掌握相關(guān)的操作技能，并能將這些實驗涉及的方法和技能進行綜合運用。

（2）具備驗證簡單生物學事實的能力，并能對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行解釋、分析和處理。

（3）具有對一些生物學問題進行初步探究的能力，包括運用觀察、實驗與調(diào)查、假說演繹、建立模型與系統(tǒng)分析等科學研究方法。

（4）能對一些簡單的實驗方案做出恰當?shù)脑u價和修訂。一、高考要求：2014年高考考試說明（廣東?。锏谌?，共三十九頁，編輯于2023年，星期二實驗

要求5-1分子與細胞

見“一、生物科要考查的能力”中的“2.實驗與探究能力”（1）觀察DNA、RNA在細胞中的分布（2）檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)（3）用顯微鏡觀察多種多樣的細胞（4）觀察線粒體和葉綠體（5）通過模擬實驗探究膜的透性（6）觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復原（7）探究影響酶活性的因素（8）葉綠體色素的提取和分離（9）探究酵母菌的呼吸方式（10）觀察細胞的有絲分裂（11）模擬探究細胞表面積與體積的關(guān)系5-2遺傳與進化

（1）觀察細胞的減數(shù)分裂（2）低溫誘導染色體加倍（3）調(diào)查常見的人類遺傳病5-3穩(wěn)態(tài)與環(huán)境

（1）探究植物生長調(diào)節(jié)劑對扦插枝條生根的作用（2）模擬尿糖的檢測（3）探究培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的動態(tài)變化（4）土壤中動物類群豐富度的研究（5）探究水族箱（或魚缸）中群落的演替6-1基因工程

DNA的粗提取與鑒定7-1微生物的利用

（1）微生物的分離和培養(yǎng)（2）某種微生物數(shù)量的測定（3）培養(yǎng)基對微生物的選擇作用（4）利用微生物發(fā)酵來生產(chǎn)特定的產(chǎn)物以及微生物在其他方面的應(yīng)用7-2酶的應(yīng)用

（1）酶活力測定的一般原理和方法（2）酶在食品制造和洗滌等方面的應(yīng)用7-3生物技術(shù)在食品加工及其他方面的應(yīng)用

（1）植物的組織培養(yǎng)（2）蛋白質(zhì)的提取和分離（3）PCR技術(shù)的基本操作和應(yīng)用第四頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二內(nèi)容比例學科考試內(nèi)容分值比例生物分子與細胞約24%遺傳與進化約22%穩(wěn)態(tài)與環(huán)境約24%現(xiàn)代生物科技專題約8%實驗約22%注意：未含教材正文內(nèi)容中的科學家經(jīng)典實驗第五頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二【廣東2010年T24】新技術(shù)的建立和應(yīng)用對生物學發(fā)展至關(guān)重要。下列技術(shù)（或儀器）與應(yīng)用匹配正確的是A.PCR技術(shù)——擴增蛋白質(zhì)B.雜交瘤技術(shù)——制備單克隆抗體C.光學顯微鏡——觀察葉綠體的基粒D.花粉離體培養(yǎng)——培育單倍體植物說明：綜合考查實驗技術(shù)手段的運用，主要涉及選修教材的專題（選修教材基本是以實驗操作技術(shù)為背景的）。BD二、高考題組（廣東?。?010年起第六頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二【廣東2010年T25】小李嘗試制作果酒，他將葡萄汁放入已滅菌的發(fā)酵裝置中進行試驗（見圖10），恰當?shù)淖龇ㄊ茿．加入適量的酵母菌B．一直打開閥b通氣C．一直關(guān)緊閥a，偶爾打開閥b幾秒鐘D．把發(fā)酵裝置放到4℃冰箱中進行試驗C說明：選修教材實驗操作（考綱列表2中7-1微生物的利用——（4）利用微生物發(fā)酵來生產(chǎn)特定的產(chǎn)物以及微生物在其他方面的應(yīng)用）第七頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二【廣東2010年T29】（16分）假設(shè)你去某飼料研究所進行課外實踐活動，需要完成以下任務(wù)：（1）選用恰當?shù)脑噭z測某樣品中是否含有蛋白質(zhì)。提供的試劑有：①碘液，②蘇丹Ⅲ溶液，③雙縮脲試劑，④斐林試劑。你選用的試劑應(yīng)該是

；蛋白質(zhì)與相應(yīng)試劑反應(yīng)后，顯示的顏色應(yīng)為

。（2）完善以下實驗設(shè)計并回答問題。第八頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二探究A動物蛋白對小鼠生長的影響資料：飼料中的蛋白含量一般低于20；普通飼料可維持小鼠正常生長；A動物蛋白有可能用于飼料生產(chǎn)。研究目的：探究A動物蛋白對小鼠生長的影響。飼料：基礎(chǔ)飼料：基本元蛋白質(zhì)的飼料；普通飼料（含12植物蛋白）：基礎(chǔ)飼料+植物蛋白；試驗飼料：基礎(chǔ)飼料+A動物蛋白。實驗分組：實驗組號小鼠數(shù)量（只）飼料飼養(yǎng)時間（天）110基礎(chǔ)飼料

21210試驗飼料1（含動物蛋白）

21310試驗飼料2（含動物蛋白）

21410試驗飼料3（含動物蛋白）

21510試驗飼料4（含動物蛋白）

21610Ⅰ

Ⅱ備注：小鼠的性別組成、大小、月齡、喂飼量和飼養(yǎng)環(huán)境均相同。實驗方法和檢測指標：略第九頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二①實驗組6中，Ⅰ應(yīng)該為

，原因是

；Ⅱ應(yīng)該為

，原因是

；②要直觀和定量地反映小鼠的生長情況，可以測量小鼠的

和

。說明：綜合考查實驗與探究能力（如實驗原理、操作步驟，對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行解釋、分析和處理，以及對的實驗方案做出恰當?shù)脑u價和修訂）第十頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二【廣東2011年T2】艾弗里和同事用R型和S型肺炎雙球菌進行實驗，結(jié)果如下表。從表可知A.①不能證明S型菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子B.②說明S型菌的莢膜多糖有酶活性C.③和④說明S型菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子D.①~④說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)實驗組號接種菌型加入S型菌物質(zhì)

培養(yǎng)皿長菌情況①R蛋白質(zhì)R型②R莢膜多糖R型③RDNAR型、S型④RDNA（經(jīng)DNA酶處理）R型C說明：考查課本科學家經(jīng)典實驗和實驗與探究能力第十一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二【廣東2011年T5】以下關(guān)于豬血紅蛋白提純的描述，不正確的是A.洗滌紅細胞時，使用生理鹽水可防止紅細胞破裂B.豬成熟紅細胞中缺少細胞器和細胞核，提純時雜蛋白較少C.血紅蛋白的顏色可用于凝膠色譜法分離過程的監(jiān)測D.在凝膠色譜法分離過程中，血紅蛋白比分子量較小的雜蛋白移動慢D說明：考查選修教材實驗原理、方法和操作步驟第十二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二實驗組號葉綠素溶液（mL）調(diào)pH至處理時間（min）溶液顏色①3.0Y10綠色②3.07.010綠色③3.06.010黃綠色④3.05.010黃褐色【廣東2011年T29】（16分）中國的飲食講究“色香味”，顏色會影響消費。小李同學擬研發(fā)“綠色”食用色素，他以生長很快的入侵植物水葫蘆為材料進行如下實驗。I.提取葉綠素II.探究pH對葉綠素穩(wěn)定性的影響取一些葉綠素粗產(chǎn)品，配成一定濃度的溶液，于室溫（約25℃）下進行實驗，方法和結(jié)果如下表。注：葉綠素被破壞后變成黃褐色。第十三頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二根據(jù)所學知識和實驗結(jié)果，請回答：（1）提取食用葉綠素的X應(yīng)該為

，原因是

。（2）表中Y應(yīng)該為

，原因是

。（3）若用作食品色素，天然葉綠素色素不適用于

食品，否則

。（4）小李想了解葉綠素產(chǎn)品中是否含有其他色素，請你提供監(jiān)測方法并寫出主要步驟。說明：綜合考查必修教材實驗。以“綠色”食用色素的研發(fā)與應(yīng)用為題材，將常規(guī)實驗與探究實驗相結(jié)合，考查考生理論聯(lián)系實際初步探究生物學問題、從資料中獲取有效信息來完善實驗設(shè)計等能力；同時考查考生對葉綠素提取與分離實驗方法的掌握及針對性應(yīng)用、對實驗結(jié)果的正確分析和應(yīng)用等能力。第十四頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二【廣東2012年T3】分析下表，可推測注：“+”顯色，“++”顯色更深；“﹣”不顯色。A．甲溶液含有淀粉 B．乙溶液含有還原糖C．混合溶液不含淀粉D．混合溶液含有淀粉酶溶液雙縮脲試劑碘液斐林試劑甲+﹣﹣乙﹣++﹣甲、乙混合+++說明：考查必修教材實驗的原理。第十五頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二選項實驗材料觀察到的結(jié)構(gòu)或現(xiàn)象A胚胎干細胞同源染色體聯(lián)會B紫色洋蔥鱗片葉外表皮質(zhì)壁分離及復原C黑藻葉片葉綠體移動D大腸桿菌有核仁【廣東2012年T24】小楊對4種實驗材料的研究及觀察記錄見下表，正確的是說明：考查必修教材實驗的實驗材料選擇與處理，對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行解釋、分析和處理。第十六頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二【廣東2012年T28】28．（16分）子葉黃色（Y，野生型）和綠色（y，突變型）是孟德爾研究的豌豆相對性狀之一。野生型豌豆成熟后，子葉由綠色變?yōu)辄S色。

（1）在黑暗條件下，野生型和突變型豌豆的葉片總?cè)~綠素含量的變化見圖10。其中，反映突變型豌豆葉片總?cè)~綠素含量變化的曲線是____________。第十七頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二（2）Y基因和y基因的翻譯產(chǎn)物分別是SGRY蛋白和SGRy蛋白，其部分氨基酸序列見圖11。據(jù)圖11推測，Y基因突變?yōu)閥基因的原因是發(fā)生了堿基對的____________和____________。進一步研究發(fā)現(xiàn)，SGRY蛋白和SGRy蛋白都能進入葉綠體?？赏茰y，位點____________的突變導致了該蛋白的功能異常，從而使該蛋白調(diào)控葉綠素降解的能力減弱，最終使突變型豌豆子葉和葉片維持“常綠”。

（3）水稻Y基因發(fā)生突變，也出現(xiàn)了類似的“常綠”突變植株y2，其葉片衰老后仍為綠色。為驗證水稻Y基因的功能，設(shè)計了以下實驗，請完善。第十八頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二（一）培育轉(zhuǎn)基因植株：Ⅰ．植株甲：用含有空載體的農(nóng)桿菌感染____________的細胞，培育并獲得純合植株。Ⅱ．植株乙：____________，培育并獲得含有目的基因的純合植株。（二）預(yù)測轉(zhuǎn)基因植株的表現(xiàn)型：植株甲：____________維持“常綠”；植株乙：____________。（三）推測結(jié)論：____________。說明：以考查實驗與探究能力為依托，綜合考查遺傳學知識。第十九頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二【廣東2012年T29】（16分）食品種類多，酸堿度范圍廣。生物興趣小組擬探究在食品生產(chǎn)中應(yīng)用范圍較廣的蛋白酶，查閱相關(guān)文獻，得知：（1）pH對不同蛋白酶的活力影響有差異。據(jù)圖12可知，________更適宜作為食品添加劑，理由是____________。蛋白酶的活力可用____________的量來表示。（2）該蛋白酶的提取工藝流程如下：興趣小組分別對酶保護劑濃度、提取液pH進行了探究實驗。結(jié)果顯示，酶保護劑濃度在0.02～0.06mol/L范圍內(nèi)，酶活力較高；提取液pH在6.0～8.0范圍內(nèi)，酶活力較高。第二十頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二說明：綜合考查實驗與探究能力。他們認為，要進一步提高粗酶制劑的酶活力，以達到最佳提取效果，還需對酶保護劑濃度和提取液pH進行優(yōu)化，并確定以此為探究課題。請擬定該課題名稱，設(shè)計實驗結(jié)果記錄表。第二十一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二【廣東2013年T6】6．以下為某興趣小組獲得的實驗結(jié)果及其分析，正確的是說明：綜合考查實驗與探究能力，屬于容易題。第二十二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二【廣東2013年T29】29．（16分）某新能源研究興趣小組嘗試用木薯塊根的淀粉制備燃料酒精。他們用酶將木薯淀粉講解成單糖。查閱資料后，安裝的酒精發(fā)酵裝置、采用的發(fā)酵條件如圖12。（1）向發(fā)酵瓶中加入5g酵母菌開始試驗，發(fā)酵初期，通氣閥①需要偶爾短時間打開，并在A通氣口處打氣，以利于__________；實驗過程中，通氣閥②需要偶爾短時間打開，但目的是______________。（2）第3天，取出少量發(fā)酵液，滴加含有__________的濃硫酸永夜來檢測酒精。

第二十三頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二（3）檢測后發(fā)現(xiàn)，盡管酵母菌菌種合適、淀粉酶解物充足、操作正確、發(fā)酵溫度和PH值適宜，但酒精含量（+）比預(yù)期低，我們展開了討論，認為還有其它影響因素，如__________，請設(shè)計試驗對此因素進行探究并預(yù)測實驗結(jié)果（用表格形式呈現(xiàn)；用“+”表示酒精量，最高含量為“+++++”）。（4）請對預(yù)測的結(jié)果進行分析，并得出結(jié)論。說明：綜合考查實驗與探究能力。第二十四頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二1.實驗題按高考能力要求可劃分為四大題型：（1）實驗分析題型——根據(jù)提供的實驗方案，分析其中的步驟、現(xiàn)象、結(jié)果，作出解答。（2）實驗方案的糾錯或完善題型——對實驗方案中的錯誤或不完善處，進行改正、補充，使實驗方案趨于完善。（3）實驗設(shè)計題型（驗證性實驗；探究性實驗）——根據(jù)題目提供的條件，自行設(shè)計實驗方案。（4）實驗有關(guān)的綜合類題型——以實驗為背景，主要涉及代謝、遺傳和生態(tài)相關(guān)知識。三、實驗分類第二十五頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二2.實驗題按內(nèi)容類型可劃分：（1）實驗——教材中具體的實驗課（2）探究實驗——教材中的探究實驗課（3）科學家經(jīng)典實驗——教材中穿插的科學家實驗和資料分析、技能訓練中的實驗（4）拓展實驗——以教材中問題探討、課后習題、課外制作和自我檢測為依托的實驗第二十六頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二實驗課在教學實踐中存在一定的共性，都是以“新課標”理念作為課型設(shè)計的基本認知，以“教”與“學”的辯證關(guān)系作為課程設(shè)計的思路，以“課堂”為主要媒介。3．實驗課共性分析實驗課實施過程中，教與學均無定法。我個人比較推崇“研學案”介導的小組探究模式（即教師研學——研學案——學生研學——學生后教——教師后教）第二十七頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二在確定實驗課課堂類型時，從高中生物實驗的教學實際出發(fā)，重視高中生掌握知識的認知過程，從實驗課的知識結(jié)構(gòu)、教學任務(wù)、目標要求立意，用“新課標”作為實驗教學的理論支持，依據(jù)高考命題中實驗題的題型結(jié)構(gòu)，結(jié)合實驗的三個基本要素（實驗操作、實驗觀察、結(jié)論總結(jié)），把高中生物教材實驗劃分為五種課型，即實驗主題認知類課堂、實驗過程體驗類課堂、實驗?zāi)Ｐ椭谱黝愓n堂、實驗方法指導類課堂和探究活動設(shè)計類課堂。第二十八頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二4.課堂實施策略（1）實驗主題認知類課堂實驗主題認知課主要是在已有認知（之前學習獲得）的基礎(chǔ)上進行的實驗課，絕大多數(shù)屬于觀察證實類的實驗，使用的觀察工具主要是光學顯微鏡。高考對觀察類的實驗考查重點表現(xiàn)在事實的呈現(xiàn)（即對實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)論和實驗特征的考查）。因此，在教學過程中教師用“導學案”引導學生明確研學任務(wù)。在踐行實驗主題認知課時貫徹“教師輔助——學生自主研學”的教學思想，既有師生溝通交流，又有生生互助協(xié)作，讓師生、生生間在知識和情感層面都能產(chǎn)生碰撞與共鳴。第二十九頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二實驗序號實驗名稱補充實驗認識顯微鏡的結(jié)構(gòu)，學會使用顯微鏡（初中內(nèi)容）實驗一觀察DNA、RNA在細胞中的分布（必修一P26）實驗三用顯微鏡觀察多種多樣的細胞（必修一P7）實驗四用高倍鏡觀察線粒體和葉綠體（必修一P47）實驗六觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復原（必修一P61“探究”）實驗十觀察細胞的有絲分裂（必修一P115）實驗十二觀察細胞的減數(shù)分裂（必修二P21）實驗十三低溫誘導染色體加倍（必修二P88）●適用課程觀察類實驗，通過觀察對已知的知識、現(xiàn)象和結(jié)論予以證實和肯定。第三十頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二（2）實驗過程體驗類課堂實驗過程體驗課是一種重點訓練學生動手能力的實驗課。這類實驗在高考中往往考查實驗儀器和藥品（材料）使用順序和關(guān)系、實驗操作步驟及其注意事項，關(guān)注實驗過程中“特定的物質(zhì)”與“特定的化學試劑”在“特定的條件”下產(chǎn)生“特定的顏色”反應(yīng)。因此，“研學案”的重點就在實驗過程，學生獨立操作體驗的時間也須充足。實驗認知構(gòu)建過程中還有必要借助“學生自己教”、“同伴互助教”與“老師教”三種教的形式。第三十一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二實驗序號實驗名稱實驗二檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)（必修一P18）實驗八葉綠體色素的提取和分離（必修一P97）實驗十六模擬尿糖的檢測（必修三P26相關(guān)知識）●適用課程以實驗操作為主的生物實驗，這類實驗，突出訓練動手能力。這類實驗需要注意4個“特定的”目標掌握（即“特定的物質(zhì)”與“特定的化學試劑”在“特定的條件”下產(chǎn)生“特定的顏色”反應(yīng)）。第三十二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二（3）實驗?zāi)Ｐ椭谱黝愓n堂實驗?zāi)Ｐ椭谱髡n屬于展示性學習，是以“制作+展示”為主要特點的課堂，它側(cè)重于對學生領(lǐng)悟和運用構(gòu)建模型的方法的能力進行培養(yǎng)。根據(jù)“實踐-認識”論的觀點，在教學設(shè)計時以學生為中心，整個過程以學生獨立動腦、研學小組合作動手為主，教師指導為輔。這種課堂具有一定的開放性，容易讓學習中等程度的學生變得活躍，讓學習落后的學生也無法“休眠”。第三十三頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二●適用課程教材中關(guān)于這兩種構(gòu)建實驗不是特別多，高考要求也比較低?！绑w驗制備細胞膜的方法”（必修一P40），“嘗試制作真核細胞的三維結(jié)構(gòu)模型”（必修一P54），“利用廢舊物品制作生物膜模型”（必修一P69），“模型建構(gòu)：“性狀分離比的模擬”（必修二P6），“建立減數(shù)分裂中的染色體變化的模型”（必修二P23），“模型建構(gòu)：制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”（必修二P50），“模型建構(gòu)：建立血糖調(diào)節(jié)的模型”（必修三P26）。第三十四頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二（4）實驗方法指導類課堂實驗方法指導課是教師在實驗教學中對實驗內(nèi)容的性質(zhì)、難度及時診斷，從學生學習心理學切入，對學生通用實驗方法、方式和技能進行針對性指導，解決學生開展主題實驗的“方法問題”。是培養(yǎng)學生的調(diào)查能力和信息處理能力，對調(diào)查作出要求和提示，讓學生到自然界或社會中進行“調(diào)查”、“訪談”、“搜集資料”的實踐課程。實驗方法指導課的教學設(shè)計包括三個要素：實驗?zāi)繕说脑O(shè)計、實驗內(nèi)容的設(shè)計、實驗過程的設(shè)計。近年的高考在學生調(diào)查能力的考查上有一定的加強趨勢。實驗方法指導課的實施，注重突出學生主體，強調(diào)學生主動參與、樂于探究、勤于動手，同時也要求教師對學生進行有效指導。學生對方法的掌握，一方面來自指導教師，一方面也來自于學生多次的實踐。第三十五頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期二實驗序號實驗名稱實驗十四調(diào)查常見的人類遺傳?。ū匦薅91）實驗十八土壤中動物類群豐富度的研究（必修三P75）●適用課程近年來，有關(guān)生物調(diào)查類實驗的考題不斷出現(xiàn)，這類考查立意是培養(yǎng)學生分析判斷以及數(shù)據(jù)