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浅谈生物实验专题的复习
详 细 内 容: 添加时间:[2009-12-26]
浅谈生物实验专题的复习
湖南省桂东一中  方曙光
 
生物科学是一门实验科学,因此生物实验一直是生物学高考必出的内容。从近几年的实验题在高考中的题型变化来看,借助实验方法创设新情境,侧重考查同学们对实验进行解释和分析的能力已成为命题趋向,其中设计型实验题更是热点。所谓实验设计,就是要求同学们设计实验原理,选择实验器材,安排实验步骤,设计数据处理的方法及分析实验的现象。它包括设计实验方案、设计实验步骤、设计实验改进方法等。实验设计,主要考查学生是否理解实验原理,是否具有灵活运用实验知识的能力,是否具有在不同情境下迁移知识的能力
教学中教师不仅要教学生如何去“学科学”,而且还要教会学生如何去“做科学”——即通过实验探究去发展科学,去认识自然界的未知领域,这样通过学生动手“做科学”,一方面使他们能学到科学研究的一些基本方法,养成科学研究的一些基本素质,另一方面又使他们能亲自体验到探索自然界的快乐,激发他们投身科学的理想和志趣。这些教学理念在高考卷中的具体反映就是近年来试卷中实验题大大增加,往往是高考生物学试卷中的压轴题,因为它是考查学生实验能力和创新能力的有效手段。下面就高考生物实验专题复习策略谈几点心得体会。
 
一、夯实基础,重视课本中的基础实验
 
学生的实验能力不是凭空培养起来的,离不开具体的实验操作。对课本开设的实验(包括必做、选做、实习、调查研究等)。实验教学仍然有“根”可循,有“据”可依,这“根”与“据”既蕴涵于课本之中,又凌驾于课本之上。这就要求我们在平时的教学中,既能回归课本,注重课本中基本实验的教学,又能充分挖掘课本内容中的实验素材,使学生真正理解课本中实验原理与方法。所以,在复习过程中对书中的实验千万不能按原来的传统做法,单纯地依照实验指导“按方抓药”,出现结果就完事大吉,教师要认真引导学生掌握一个实验方案包括的基本内容:确定实验课题、提出原理和目的(假设)、设计实验方法步骤、作出实验预期、观察和收集实验数据及方法、实验结果分析、得出结论等。学生要认真理解相关的实验程序,认真分析实验中每一步骤的作用、每一处理的意义、各步骤之间的相互联系以及实验失败的原因;既要知道怎么做,为什么这样做,还要想想换一种做法行不行?从中学习解决问题、研究问题的方法以及寻求最佳方法的途径。
如:在“光合作用”一节中,学习萨克斯的实验时,列出一张表,不仅引导学生讨论实验的过程,还要引导学生分析实验设计的目的和原因,从而达成预期目标。
实验材料
一张绿色叶片
分析
一半
另一半
设置对照
实验前处理
放在暗处若干小时
消除无关因素干扰
实验处理
曝光
遮光
施加实验变量
一段时间后,脱绿,用碘蒸汽处理
控制其他因素相同
现象
变蓝
不变蓝
反应变量
结论
光合作用需要光照
从表中可以清楚表明,实验设计需要设置对照(属于空白对照类型),并通过分析,发现哪些是实验变量,哪些是反应变量,哪些是无关变量,设置单因子的变量,控制无关变量,让学生理解这样设计实验的目的是避免无关因素干扰,使实验更有说服力,更加严谨。
 
二、对教材中的经典实验—善于挖掘、重组变形
 
经典实验是科学家精心思考、巧妙设计、反复实践,经后人多次重复证明是正确的和最具代表性的实验。经典实验的“经典”之处在于其本身蕴涵着众多生物学知识,蕴涵着众多科学家的科学思维方法以及艰难的科学探究历程。因而经典实验是高考命题的重要素材。经典实验在高中生物教材中列举了很多,如酶的发现、光合作用的发现、生长素的发现、遗传定律的发现过程等。在高考实验题中,有的是教材实验的变形、重组和综合应用,在组合中突出创新,在变形中实现扩展,打破了单一操作的零散、割裂状态,贯穿了一个操作、一个装置或一种方法的 多种应用,实现了多个操作或方法的衔接,考查了学生对实验从知识到能力的迁移。如近几年上海生物高考第39题用一个洋葱串起了教材中的3个实验:观察植物细胞的有丝分裂实验、验证植物细胞质壁分离与复原的实验、叶绿体中色素的提取和分离实验。又如,近几年江苏高考生物第35题是把课本中有关物质的鉴定实验进行重新组合。下面以《渗透作用的实验》为例说明:
1、要挖掘的重点是渗透作用的两个条件
①浓度差应以物质的量(摩尔浓度)来比较,不能以质量百分比浓度比较。
②半透膜、选择性透过性膜及人工膜的性质区别比较。
③用50%以上的蔗糖溶液做此实验,细胞发生质壁分离后为什么不能复原?而用0.1mol/L的KNO3溶液做此实验,细胞发生质壁分离后为什么能复原?
④利用质量浓度为0.5g/mL的蔗糖溶液,设计一个测定洋葱表皮细胞浓度范围的实验方案。并回答:洋葱表皮细胞液的浓度大概在什么范围?
2、重组变形则有以下问题
①如果将体积相同的10%葡萄糖液和10%蔗糖溶液分别放置于U形管的左右两侧,中间用半透膜隔开,问一段时间后会有什么现象?让学生讨论当半透膜对葡萄糖可通过而对蔗糖不可通过,以及半透膜对葡萄糖、蔗糖都可透过的情况下有什么差别?
②设计一个实验,使在光学显微镜下看到细胞膜的存在。
③设计实验证明某种半透膜对不同物质的透性。
④利用活细胞的选择透过性原理测定种子活力。
 
三、加强实验设计训练,培养学生的实验设计能力
对学生解实验题技能的训练,应强化审题能力、识图分析能力、答题能力、文字表达能力的训练,训练的内容主要是要求学生根据题目给出的条件和要求,独自设计实验方案或方法步骤,并对实验将产生的现象、结果做出正确的预测和解释,并在老师的指导下及时反馈。题型重点放在近两年高考实验题中常见的题型(限制对照型实验设计题,即题目提出探究的结论,给出所需的器具、药品、材料,甚至给出了部分实验步骤,要求学生写出未完成的包含着对照原则的步骤及预测结果等),这种题型的解题思路归结为:明确实验目的和原理;找出自变量(实验变量或实验条件)和因变量(反应变量)以及影响本实验的无关变量;判断对照方法,初步确定设计对策;构思好实验变量的控制方法和实验结果的获得手段;充分占有实验材料,设计实验方案(在设计过程中,还要巧用下列几个词语“适量”、“一定量”、“等量”、“同等条件”、“适宜条件”、“观察和结果”等)。
例如:胰高血糖素对小白鼠和人具有相同的生理作用。为了验证“胰高血糖素具有升高血糖的生理作用”,请以小白鼠为实验对象设计实验步骤,预测和解释实验应出现的结果,并写出实验结论。
(一)实验材料和用具:
正常实验小白鼠2只,生理盐水,用生理盐水配制的适宜浓度的胰高血糖素溶液,班氏糖定性试剂,注射器,试管,烧杯等。
(二)实验步骤:
(实验提示:采用腹腔注射给药,给药剂量不作实验设计要求;给药1h后,用注射器在小白鼠膀胱处穿刺取尿液。)
(三)实验结果的预测、解释和结论:
解析:本题考查学生设计验证性实验的能力,由于是验证性实验,所以,实验结果是确定的。因此,解答时要特别注意:此题型没有假设,对实验结果的预测常常是唯一的,且实验结论和实验目的也是一致的。实验设计要求遵循单一变量原则,本题的单一变量就是对一只小白鼠给予胰高血糖素处理作为实验组,另一只给予等量的生理盐水处理作为对照组,然后利用班氏糖定性试剂检测尿液中是否含有葡萄糖,进而确定胰高血糖素是否具有升高血糖浓度的作用。如果实验组小白鼠尿液中含有葡萄糖(尿液与班氏糖定性试剂共热出现砖红色沉淀),对照组小白鼠尿液中没有葡萄糖,说明胰高血糖素具有升高血糖的作用。
答案 :(二)(1)确定1只鼠为实验鼠,腹腔注射胰高血糖素溶液;另一只鼠为对照鼠,腹腔注射等量生理盐水。
(2)将两支试管分别编为1号和2号,各加入等量的班氏糖定性试剂。
(3)给药1h后,对两只小白鼠采尿液,实验鼠尿液放入1号试管内,对照鼠尿尿液放入2号试管内。
(4)将两支试管摇匀后,放入盛有开水的烧杯内加热煮沸,待冷却后,观察两支试管溶液颜色的变化。
(三)1号试管中应该出现砖红色沉淀,表明实验鼠尿液中有葡萄糖;2号试管中仍为蓝色溶液,表明对照鼠尿液中无葡萄糖。实验结论:实验鼠血糖升高,超过一定数量值而出现糖尿,是由于胰高血糖素具有升高血糖的生理作用所引起的。
总之,在高中生物学复习中,课本的常规和经典实验是学生学会实验方法、形成实验能力的基础,而此基础上,重视创新实验设计能力的培养,则可以使其实验和探究能力得到发展,从而取得理想的高考成绩。
 
 
 

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