陳英水

一、對(duì)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)深入剖析 ? 內(nèi)化科學(xué)思維方法

教材中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)是經(jīng)過(guò)科學(xué)家精心思考、巧妙設(shè)計(jì)、反復(fù)實(shí)踐，并經(jīng)后人多次重復(fù)證明是正確的、最具代表性的實(shí)驗(yàn)，認(rèn)真分析這些實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)選材、實(shí)驗(yàn)條件的控制、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的評(píng)價(jià)和修正、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)期和分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出等方面進(jìn)行深入剖析，達(dá)到熟悉和建立科學(xué)思維過(guò)程的目的。

例1 達(dá)爾文對(duì)植物生長(zhǎng)向光性的研究

觀察：■草胚芽鞘生長(zhǎng)具有向光性

提出問(wèn)題：為什么具有向光性？

假設(shè)：胚芽鞘尖端產(chǎn)生的某種物質(zhì)的影響

驗(yàn)證：①去掉胚芽鞘尖端;②用錫箔小帽罩住胚芽鞘尖端。

結(jié)果：去掉尖端的胚芽鞘不生長(zhǎng)，在單側(cè)光照射下也不彎曲;罩住尖端的胚芽鞘，直立生長(zhǎng)不彎曲。

結(jié)論：■草胚芽鞘生長(zhǎng)具有向光性是因?yàn)榧舛水a(chǎn)生某種物質(zhì)的影響。

通過(guò)以上分析，學(xué)生明確了科學(xué)研究的一般過(guò)程為觀察—提出問(wèn)題—假設(shè)—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證—實(shí)驗(yàn)結(jié)果—得出結(jié)論以及方法、注意事項(xiàng)等。表1列出了教材中部分經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，以供參考。

二、扎實(shí)做好實(shí)驗(yàn) ? 關(guān)注遷移性和發(fā)散性實(shí)驗(yàn) ? 訓(xùn)練科學(xué)思維方法

教材實(shí)驗(yàn)大體可分為四類。

（一）驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)類（成分分離鑒定、顯微鏡、生物技術(shù)）

1.使用高倍顯微鏡觀察幾種細(xì)胞。

2.生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定。

3.用高倍鏡觀察葉綠體和線粒體。

4.觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布。

5.細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)的觀察。

6.觀察植物細(xì)胞的有絲分裂。

7.葉綠體中色素的提取和分離。

8.觀察蝗蟲(chóng)精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片。

9.DNA的粗提取與鑒定。

10.學(xué)習(xí)微生物培養(yǎng)的基本技術(shù)。

（二）探究實(shí)驗(yàn)類（探究和設(shè)計(jì)）

11.比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解。

12.探索淀粉和蔗糖的作用。

13.影響酶活性的條件。

14.植物細(xì)胞的吸水和失水。

15.環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響。

16.探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式。

17.細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系。

18.低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化。

19.生物體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制。

20.探索生長(zhǎng)素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度。

21.培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化。

22.土壤中小動(dòng)物類群豐富度的研究。

23.土壤微生物的分解作用。

24.設(shè)計(jì)制作小生態(tài)瓶，觀察生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

25.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明性外激素的作用。

26.觀察SO2對(duì)植物的影響。

27.收集有關(guān)生態(tài)農(nóng)業(yè)的信息，根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況，設(shè)計(jì)一個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。

28.植物向性運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和觀察。

（三）模型類

29.利用廢舊物品制作生物膜模型。

30.嘗試制作真核細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)模型。

31.制作DNA雙螺旋模型。

32.性狀分離的模擬實(shí)驗(yàn)。

33.構(gòu)建人體細(xì)胞與外界環(huán)境的物質(zhì)交換模型。

34.建立血糖調(diào)節(jié)的模型。

（四）調(diào)查信息處理類

35.體溫的日變化規(guī)律。

36.用樣方法調(diào)查草地中某種雙子葉植物的種群密度。

37.調(diào)查人群中的遺傳病。

38.調(diào)查媒體對(duì)生物科學(xué)技術(shù)的報(bào)道。

39.調(diào)查當(dāng)?shù)剞r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)情況。

40.調(diào)查環(huán)境污染對(duì)生物的影響。

41.收集有關(guān)生物工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展信息，并作交流報(bào)告。

42.搜集我國(guó)利用生物技術(shù)保護(hù)生物多樣性的資料。

43.調(diào)查生物工程制品在社會(huì)生活中的應(yīng)用，并寫(xiě)出調(diào)查報(bào)告。

以上類型的實(shí)驗(yàn)全面地反映了考綱對(duì)能力的要求，如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，收集和處理信息的能力，獲取新知識(shí)的能力等。認(rèn)真分析和完成這些實(shí)驗(yàn)，對(duì)于學(xué)生形成基本的實(shí)驗(yàn)思想和方法，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的實(shí)驗(yàn)態(tài)度，提高動(dòng)手能力，獲得基本技能等都有重要作用，是提高實(shí)驗(yàn)成績(jī)的基本保證。下面舉一例加以說(shuō)明。

例2 比較過(guò)氧化氫酶和Fe3+的催化效率

（1）分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?，確定實(shí)驗(yàn)類型

一般來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑陬}目中就明確給出，實(shí)驗(yàn)原理可根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮同F(xiàn)有知識(shí)來(lái)確定，而實(shí)驗(yàn)類型可由實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃砗驼麄€(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。

①實(shí)驗(yàn)原理：2H2O2■2H2O+O2

②實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾剿髅傅拇呋实姆椒?探索過(guò)氧化氫酶與Fe3+催化效率的高低

③實(shí)驗(yàn)類型：探究性實(shí)驗(yàn)

（2）學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理來(lái)選擇實(shí)驗(yàn)材料和確定實(shí)驗(yàn)方法

①觀測(cè)指標(biāo)：氣泡產(chǎn)生的速度

②方法步驟：略

③確定變量：過(guò)氧化氫酶和FeCl3

④設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)：在相同條件下用過(guò)氧化氫酶分別處理相同體積、相同濃度的過(guò)氧化氫溶液

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)結(jié)論endprint

對(duì)于未知實(shí)驗(yàn)要預(yù)測(cè)各種可能的結(jié)果，如本實(shí)驗(yàn)可能有以下三種結(jié)果，在相同時(shí)間內(nèi)（短）產(chǎn)生的氣泡數(shù)：甲>乙，甲=乙，甲<乙。而實(shí)驗(yàn)結(jié)論就是要對(duì)提出的問(wèn)題作出肯定的回答。

①實(shí)驗(yàn)結(jié)果：在相同時(shí)間內(nèi)使用過(guò)氧化氫酶的試管比使用FeCl3的試管產(chǎn)生的氣泡多

②結(jié)論：酶的催化效率比無(wú)機(jī)催化劑要高

此實(shí)驗(yàn)完美地體現(xiàn)了對(duì)照實(shí)驗(yàn)原則，對(duì)照實(shí)驗(yàn)中的單一變量原則和等量性原則，有很強(qiáng)的借鑒性。

三、挖掘教材實(shí)驗(yàn)題素材 ? 針對(duì)性變式訓(xùn)練 ? 提高創(chuàng)新思維能力

綜合近幾年的高考題可知，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)題一般來(lái)自教材中某一個(gè)或幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，也可來(lái)自教材對(duì)理論問(wèn)題或社會(huì)實(shí)踐問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)化探索，還可來(lái)自對(duì)生物學(xué)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)過(guò)程的再發(fā)現(xiàn)和再證實(shí)。為了進(jìn)一步提高學(xué)生的理論水平和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，教師可引導(dǎo)學(xué)生挖掘教材中的“實(shí)驗(yàn)題素材”，進(jìn)行有針對(duì)性變式訓(xùn)練，提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力與應(yīng)試能力。

例3 ?鼠婦是一種小型的陸生節(jié)肢動(dòng)物，現(xiàn)計(jì)劃對(duì)鼠婦的某些生活習(xí)性進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)你根據(jù)需要選擇利用所提供的材料、用具設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，以了解鼠婦是否喜歡生活在常溫下的濕土中。

材料用具：鼠婦15只，圓形紙盒若干個(gè)（半徑為40cm）、干燥土壤若干千克、清水、冰箱。

實(shí)驗(yàn)方案：（可繪出示意圖予以說(shuō)明）________

實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論：__________________

解析：在學(xué)習(xí)非生物因素對(duì)生物的影響時(shí)，教材中提到了昆蟲(chóng)具有趨光性、趨化性以及如何驗(yàn)證這些動(dòng)物的趨性等。解答本題利用本題提供的材料、用具，根據(jù)動(dòng)物的趨性，通過(guò)設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)來(lái)證明。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私馐髬D是否喜歡生活在常溫下的濕土中

實(shí)驗(yàn)原理：動(dòng)物的趨性

方法步驟：

①將部分干燥土壤加水?dāng)噭?/p>

②將部分干燥土壤、濕土放入冰箱中冷藏一段時(shí)間

③將等量的常溫下的干土、濕土以及用冰箱冷藏的干土、濕土均勻放入圓形紙盒中

④將15只鼠婦放入紙盒中央（如圖）

實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)和結(jié)論：

①常溫濕土中分布的較多，說(shuō)明鼠婦喜歡生活在常溫濕土中

②常溫干土中分布的較多，說(shuō)明鼠婦喜歡生活在常溫干土中

③低溫濕土中分布的較多，說(shuō)明鼠婦喜歡生活在低溫濕土中

④低溫干土中分布的較多，說(shuō)明鼠婦喜歡生活在低溫干土中

教材中有很多這樣的材料（見(jiàn)表2），可改編成探究性實(shí)驗(yàn)題，供學(xué)生練習(xí)之用。endprint