六、教学总结

    探究实验应注意的若干问题 【实例】

    “叶绿体中色素的提取和分离”的实验探究如下）

    1.色素提取实验材料和方法的探究”

    应选择什么样的叶片作为实验材料呢？色素提取量的多少与实验的成败有很大的关系，有更好的提取方法吗？

    关于实验材料，学生在讨论之后，认为应选择叶色较深的新鲜叶片。www.Pinwenba.com根据这一原则，学生在实验课前，在校园内选取小叶女贞、天竺葵等10多种植物的叶片。

    酒精是一种可以溶解叶绿素的有机溶剂，如果没有酒精，怎么办？学生根据所学化学知识，很快就想出了其他有机溶剂：汽油、丙酮、石油醚等。 有多种实验材料和有机溶剂组合探究，方式多种多样。

    2.色素分离层析装置的探究。

    介绍了纸层析法分离色素的原理后，要求学生根据这一原理，不受教材中操作步骤、装置的束缚，大胆进行纸层析法的自我设计。

    学生探究成果）（1)以圆形定性滤纸代替滤纸条，在滤纸的圆心处先后滴 加滤液和层析液，成功地制作了有四种颜色的同心环带。（2)用汽油取代配制 复杂的层析液，获得成功。（3)用蘸水笔替代毛细吸管，使滤液细线画得更细 更齐；将滤纸条去了两角的一端折叠，用折痕在附有色素的研棒划一下，获得 的滤液细线直、细、齐。（4)增加了滤纸的长度，使滤纸条粘贴于培养皿的内顶壁，改进的装置均使滤纸条垂直于层析液，避免了滤纸条滑落到层析液中的 现象。（5)采用烘干的方法，减少了滤液细线的干燥时间，增加了滤液细线上色素含量，使实验效果更明显。

    【反思】

    探究实验可以让高中学生大胆提出设想，充分运用学到的知识和技能，进行发散性思维，激发创新意识，培养严密的逻辑推理能力和抽象思维能力。在进行探究实验教学或探究实验时应注意以下几个问题：

    1.充分认识探究实验的重要性，培养跨世纪创新人才。

    让学生通过探究性实验来发现科学概念或原理，真正体验科学理论的探索 过程。让学生在探究中自主获得感性认知，于合作中求真理。探究性实验是社 会发展的必要，是科学发现的源泉，是产生问题的发源地，是思维创新的起 点，是主动学习的平台，是与人合作交流的天地。温家宝总理说过）“英国这 样一个不大的国家仅剑桥大学就培养出80多位诺贝尔奖获得者，这是值得自 豪的。我觉得要培养全面发展的优秀人才，必须树立先进的教育理念，敢于冲 破传统观念的束缚，在办学体制、教学内容、教育方法、评价方式等方面进行 大胆地探索和改革。”“中国大学毕业生只有十分之一能胜任跨国公司外包到中国的工作，而外包出来的工作，多属于低端的、创造性不高的重复性工作，有着这样的高等教育，创新社会还从何谈起?”中国社会呼吁创新，而探究学习就是“冲破传统观念束缚”建设创新型国家的途径。探究学习可以培养参与者科学研究能力，懂得如何应用探究思维来思考问题、解决问题。

    2.正确认识探究实验的潜在作用，避免用计算机来模拟实验。

    随着现代化教学手段向科学教育领域渗透，计算机模拟实验以其独特的优势引起了教师的关注，有些教师认为计算机模拟实验完全可以取代动手探究实验。计算机模拟实验省时、效果明显且不受仪器设备的限制，但其毕竟是虚拟的，实验过程太理想化，学生也只能停留在视觉上的信息获取，只有真正动手探究实验才能做到脑到手到。如果长期以看实验代替动手实验，必然导致学生只会纸上谈兵。中国中学生参加生物奥赛时，理论卷得分都相当高，可是动手操作分总是比其他国家的低，这是中国中学课堂动手实验能力差的一个缩影。

    3.注意探究实验的可行性，灵活处理教材中的现有实验。

    探究实验固然有许多优点，但也有一定的局限性，如占用课时多、需要经 费多、操作难度大、对师生素质要求高等，教材中的现有实验内容，有的不适合探究，有的内容没有探究价值，一哄而上一一探究就失去了探究操作性。因 此探究要尊重教材的科学性和知识的规律性，不然，画虎不成反类犬。“0世 纪60年代美国的科学教育实践表明，全面推行探究实验是行不通的，而且还 会产生一些负面影响，甚至产生畏惧心理。20世纪80年代所做的大型调查显示，美国用于探究实验的时间仅占总课时的10%左右。”

    4 .提供充足的实验材料，扩展探究实验的可能性。

    探究性实验不同于验证性实验，所需的实验材料多且不固定，就给实验教 师课前准备造成一定的难度，因此事先可由学生提出要使用到的实验材料，提 前由实验教师或学校采购员去购买，或者由学生自行带人实验室。不管是哪种 方式，都得准备充足的实验材料，否则就跟验证性实验一样，囿于教材中提供 的几种材料，影响探究实验的开展，大大地限制了学生思维的发散和创新。

    5.改变实验评价模式，既重实验结果又重实验过程。

    实验结果很重要，可以从中看出实验设计和操作的正确性，实验结果是对的，那么前面所做的工作一般是正确的。实验过程是实验结果的保障，如果设 计无误，实验过程正常，实验结果则水到渠成。探究实验为学生提供了多元化的原材料，其结果具有不定性和预测性。学生的创新思维都在实验探究过程中 得以体现，即使是错误的实验过程也是一种经验资源，有时比正确的实验结果更有价值。

    6.改进探究实验的报告撰写，体验科学探究的全过程。

    撰写探究实验报告时，必须按照一定的格式进行，最关键的一点是要对实验假设做出预期结果，再通过实验结果得出实验结论。因此，实验报告必须完 整地反映实验探索活动的全过程，从提出问题到做出假设、从实验设计到实验 过程、从结果分析到得出结论、从合作交流到实验矫正，都必须有规范、详细 的记录，实事求是的描述，科学严密的分析和合乎逻辑的推理。如果探究实验失败，与预期结果不符，就得在报告中补充失败的原因分析，并提出改进措施，争取创造机会二次探究。

    高中生物实验原理书写例析 【实例】

    (2005年全国卷）为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活动状况为观察指标设计实验。

    某同学的实验方案如下：

    1将正常小鼠随机分成A、B两组，观察并记录其活动状况。

    2A组小鼠注射适量胰岛素溶液，B组注射等量生理盐水。一段时间后， A组小鼠会出现四肢无力，活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，B组小鼠活动 状况无变化。

    3A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时间后，A组小鼠低血糖症状缓解，B组活动状况无变化。

    该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用。请回答：

    该实验原理是：。

    答案：胰岛素具有降低血糖的作用（结论'体内胰岛素含量过高时，引 起血糖下降，机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状（现象'此症状可 以通过补充葡萄糖溶液得到缓解（二者联系'

    本题要求写出实验原理，当时全国考生得分率极低，写不完整是失分主要

    原因。

    【反思】

    高中生物教材中的基础实验，好多都没有提供现成的实验原理，但撰写实验报告和考试时，要求写出实验原理。在教学实践中，对实验原理的书写，学生感到十分困难，教师也感到棘手。下面例析总结实验原理的书写方法。

    1.实验原理解读及书写模型。

    实验原理是在实验结果（现象）与实验结论之间架起的一座桥梁，建立实验操作和实验结果的理论联系。在实验原理中，蕴涵本实验所依据的生物学理即教材中的结论性语句'依据此理论把实验目的中不可见过程转变成可见现象的途径和方法，其中也体现本实验具体的观测指标。通俗地说，实验原理就是进行实验的理论依据，包括选择实验材料的依据，做出假设的依据、设计实验步骤的依据、分析现象的依据、确定观测指标的依据等。书写原理时，有时只涉及某一个方面，有时要考虑多个方面。

    实验原理一般书写格式，可分为三步：假设（未被证实的结论）+假设与 结果的联系+结果（或预期结果）。

    实验原理：不同的温度或pH会影响酶的活性（假设'在一定温度或pH 范围内，酶的活性随着温度或pH的升高而增大，但超过最适温度或最适pH 后，酶的活性随着温度或pH的升高而减小（假设与结果的联系'淀粉被分 解产生的还原糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀。过氧化氢在过氧化氢酶作用下分解产生水和氧气结果。

    有的实验原理是完整的三部分，有的可以是其中部分环节，有的可调整顺序，实际书写时可灵活更改。在表述时一般使用陈述句，不用疑问句，用肯定句，不用否定句。实验原理书写思路：先找到结论（或假设'再找结果（或现象），然后根据课本所学知识!题干信息及实验目的寻找两者之间的联系。

    2 实验原理。

    下面归纳几种高中生物常见实验原理的书写，是实验原理书写基本格式的。

    CD显微观察类实验的原理模式）

    该类实验书写原理时，可由实验课题或实验目的中的关键词（核心概念）展开联想，其原理模式为：实验材料选择依据I观测指标确定依据有时其中实验材料主要指实验实物材料和实验试剂。

    观察根尖分生组织细胞的有丝分裂。

    本实验课题的核心概念为有丝分裂，实验材料为分生区细胞，实验试剂为 碱性染料，观测指标为染色体（或染色质）的形态、位置。

    实验原理可写为：有丝分裂常见于根尖、芽尖等的分生区细胞。染色体易 被碱性染料（如龙胆紫溶液或醋酸洋红液）着色，观察各个时期细胞内染色体 (或染色质）的形态、位置，就可以判断这些细胞处于有丝分裂的哪个时期。

    观察DNA和RNA在细胞中的分布。

    本实验的关键词为DNA、RNA和分布，所用到的试剂有甲基绿、吡罗红和盐酸，书写原理时着重写实验试剂的选择依据。

    实验原理写作：甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色，利用甲基绿和吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进人细胞，同时使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。

    (2)生化鉴定类实验的原理模式：

    该实验书原理，实验的试剂开想，其原理为：主要试剂的作用+观测指标（有时）。

    检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质。

    该实验中用到的主要试剂有：斐林试剂、苏丹1或苏丹汉、双缩脲试剂，写原理时重点写试剂的作用即可。

    实验原理可写作：糖类中的还原糖（如葡萄糖、果糖和麦芽糖）与斐林试 剂发生作用，生成砖红色沉淀；脂肪被苏丹I染液染成橘黄色（苏丹叹染成红 色'蛋白质与双缩脲试剂产生紫色反应。

    探究酵母菌细胞呼吸的方式。

    本实验用到的主要试剂有石灰水或溴麝香草酹蓝水溶液，重铬酸钾。其试 剂作用和反应结果即为实验原理的主要内容。

    实验原理为：酵母菌属于兼性厌氧菌，在有氧条件下，产生二氧化碳和 水，在无氧条件下，产生酒精和二氧化碳。二氧化碳遇澄清石灰水变混浊，也 可使溴麝香草酹蓝水溶液由蓝变绿再变黄，在酸性条件下酒精遇橙色的重铬酸钾溶液变成灰绿色。

    (3)验证探究类实验的原理模式：

    此类实验原理书写时，难度较大，变化较多，但其共同点均围绕自变量展开。其实验原理模式为：结论+自变量的作用。

    (验证类）如“实例”所述关于2005年全国卷，验证胰岛素具有降低血糖作用的原理书写。

    从实验目的看，自变量为胰岛素，故书写原理时，胰岛素的作用就是原理的核心内容。先写结论：胰岛素具有降低血糖的作用。再定结果（现象）机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状（题干中给出）。最后写两者的联系：体内胰岛素含量过高时，引起血糖下降；低血糖症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解。最后按书写格式整理成连贯的条理清晰的答案。

    (探究类）探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度。

    实验目的：探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度。根据实验目的可知，自变量为生长素类似物的浓度，写原理时主要写自变量与因变量之间的关系，其原理模式为：自变量的作用。

    实验原理：在一定浓度范围内，生长素类似物对根的促进作用随着浓度的升高而增大，在最适浓度时促进作用达到最大，超过最适浓度，生长素类似物对根的促进作用随着浓度的升高而减小。

    (4)模拟类实验的原理模式：

    此类实验的原理看似简单，其实不好写，其原理模式：自变量与因变量的

    。

    探究细胞大小与物质运输的关系。

    实验原理为：在相同时间内，物质扩散进细胞的体积与细胞的总体积之比可以反映细胞的物质运输的效率；NaOH在大小不同的琼脂块内扩散速率相同；细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低。

    (5)调查类实验的原理模式：

    此类实验的原理难度在于范围确定和程度分析，与调查目的关系较大，其原理模式：计算公式+结果分析。

    调查人群中的遗传病。

    实验原理为：某种遗传病的发病率=某种遗传病的患病人数+某种遗传病的被调查人数X100%。若发病率较大，且代代遗传，则为显性遗传病；若发病率低，且隔代遗传，则为隐性遗传病。

    在学生动手做实验时，笔者进行全班巡视，观察到还原糖和蛋白质的鉴 定，实验效果较好，而用显微镜观察脂肪的实验，好多学生看不到，且手忙脚乱，对显微镜显得很生疏，操作存在较多问题，如没有按照先低倍物镜后高倍物镜的观察原则、分辨不清低倍物镜和高倍物镜、不会正确使用固定夹片、分不清粗准焦螺旋和细准焦螺旋或调整幅度过大等，直到下课了还找不到要观察的图像。实验效果较差，笔者决定第二天上高一（）(8) (9)班的课调整为：先进行一节显微镜使用的复习课，再进行鉴定实验。

    【反思】

    由于我校地处城乡交界处，学生大多来自于农村，很多学生在初中学显微 镜使用时没有亲自操作过，理论知识经初三一年的搁置，也基本忘记了，因此在高一生物教学时，很有必要先用一节课时间，训练显微镜的使用。

    1.实验前指导学生看资料，作必要的操作说明。

    首先，因为高中生物教材中没有显微镜的结构及使用说明等资料，所以可以印发一些有关显微镜的结构!功能、操作步骤要领、易犯的错误、维护与保 养等知识，若上课时间紧可让学生在上课之前先看，勾起学生对初中学过的显微镜使用的回忆。其次，把显微镜的结构功能用Flash做成拼图游戏（网络版'让学生感兴趣。学生在拼图过程中，再次复习显微镜的结构及各部位的功能，收到了很好的效果。第三，在实验前要求学生先看几分钟的录像，教师统一讲解，并对操作步骤要领进行演示。第四，教师再演示一遍使用显微镜观察的全过程，并不时地向学生传授一些操作技能和要领，特别是难度较大的对光，可以让学生记住一句话：对光要“三转”，即从上到下先转动转换器，再转动遮光器，最后转动反光镜。解决学生观察找物像难的问题，也请学生记住 “一看二降三反向”，就是从侧面看着物镜，转动粗准焦螺旋下降镜筒至近装片处，然后再看着目镜反向旋转粗准焦螺旋至看到物像，再用细准焦螺旋微调至看清物像。经过简洁的两句话点拨，学生茅塞顿开。第五，交代注意事项：实验完毕，把显微镜的外表擦拭干净，转动转换器，把两个物镜转到两旁（呈八 字形'并将镜筒缓缓下降到最低处，反光镜竖立，最后把显微镜放进镜箱里，送回原处。

    2.实验中作必要的技术指导。

    学生虽然经过前面的热身学习，但是真正做实验时操作上还是会出现很多问题，因此教师很有必要作现场巡回指导，可以作集体强调，也可以作个别指导。

    低倍镜观察指导。1注重观察原则：先低倍物镜后高倍物镜，切忌先用高倍物镜观察。2遵循实验顺序：对光—放片—观察，一定要一步步地完成，切不可急于求成，欲速则不达。3反光镜的正确使用：光线强时，用平面镜，光线弱时，用凹面镜。4左右眼睁开：学会用左眼观察，右眼睁开，切忌养成右眼闭着或用手挡住等不良习惯。5上下对准：标本要正对通光孔中心。6两手 齐动：准焦螺旋的使用，要左右手同时转动，切忌用一只手转动一边，以免将其损坏。7摸清规律：找物像时，先降物镜镜筒到接近装片，然后缓慢升高镜筒，物镜大约离装片1.5厘米处（对于大多数合格显微镜而言）即可看到物像，而实际操作中有的学生已经是偏离焦距很多了，还在苦苦地寻找。8倒像原理：目镜中所看到的物像是倒像，故如果观察的物像偏左边，要把它移到视野正中央，装片就要向左边移，若偏右上方，装片就要向右上方移。可以总结为一句话：偏哪里就向哪里移。

    高倍镜观察指导。使用高倍物镜，要小心操作，细心观察，不可毛手毛脚，尤其是男同学。细准焦螺旋的调节幅度不宜过大，否则会损坏装片和镜 头，转动转换器换高倍物镜时以听到“嘎噔” 一声为准。显微镜不太合格的， 不要硬转，一个方向被卡住，应往另一方向转动。高倍镜下视野较暗，应增大 光源功率，或增大光圈。

    对照演示观察指导。教师把提前处理好的装片用讲台上的显微镜调好，让 学生观察并与自己的实验结果相比较。为了验证学生是否巳掌握显微镜的使用，可以让学生看一些永久装片，如根尖... -->>
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