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生物實驗復習方式

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生物實驗復習方式

 

生物科學是一門實驗學科,許多規律、結論的得出都是借助于實驗。自2007年實行新課程高考以來,實驗題的考查方式呈現多樣化,既有對教材實驗的考查,又有對教材科學史實驗的考查,還有也是最重要的是新情境下的科學探究實驗的考查。在這種情況下,僅靠高三黑板上的講實驗及實驗設計三步法的系統復習對于學生的實驗與探究能力的培養毫無疑問是低效的。那么應如何使高三生物實驗復習做到有效、高效呢?   一、歸類復習,把握規律   考綱中規定,“生物知識內容表”中所列出的20個實驗屬于必修和選修3的考試范圍??季V要求考生能夠獨立完成這些實驗,包括理解實驗目的、原理、方法和操作步驟,掌握相關的操作技能,并能將這些實驗涉及的方法和技能進行綜合運用。為此,高三的實驗復習應該分為兩個階段:第一階段是隨著第一輪復習同步復習相關的實驗,第二階段是進行相關實驗方法和技術的歸類復習。根據所用實驗技術、方法可將上述的20個實驗分為顯微觀察、物質提取鑒別、模擬、調查、探究五大類。對于這幾類實驗,相關的歸類總結如下。   1.顯微觀察類   此類實驗(名稱、內容見表1)常綜合運用顯微觀察技術、染色技術、裝片制作技術等。    2.物質提取、鑒別類   此類實驗常利用某種試劑對生物體或細胞中的成分進行鑒別,不同的鑒別對象要用不同的試劑。歸類見表2?!?  3.模擬類   考綱中此類實驗包括三個:①模擬探究細胞表面積與體積的關系;②通過模擬實驗探究膜的透性;③模擬尿糖的檢測。這些實驗的原理各異,但都是利用模擬材料來模擬生物對象,根據實驗現象得出不同的實驗結論。例如實驗①是用3cm×3cm×6cm含酚酞的瓊脂塊來模擬細胞,實驗②是用玻璃紙(半透膜)來模擬生物膜,實驗③是用模擬“尿樣”來模擬真正的尿樣。通過上述模擬實驗得出以下結論:實驗①—瓊脂塊的表面積與體積之比隨著瓊脂塊的增大而減小,NaOH擴散的體積與整個瓊脂塊的體積之比隨著瓊脂塊的增大而減??;實驗②—生物膜與半透膜類似,都允許水分子透過,但是生物膜具選擇性;實驗③—尿中有糖,經檢測可見試紙變色,且變色程度的深與淺意味著糖含量的多與少。   4.調查類   調查類實驗要用到調查法,調查法中常使用統計技術和測量技術??季V中所涉及的調查類實驗包括:①種群密度的取樣調查;②調查常見的人類遺傳??;③土壤中動物類群豐富度的研究。這些實驗常從研究對象、統計方法、計算公式等方面加以區別。例如實驗①中可用標志重捕法對活動能力強、活動范圍大的動物進行取樣調查,所用到的計算公式是:個體總數(N)初次捕獲個體數=再次捕獲個體數重捕的標志個體數;可用樣方法對植物或活動能力弱、活動范圍小的動物等進行取樣調查,所用到的計算公式是發病率=患病人數被調查人數×100%。實驗②中常用匯總法對人類的某種遺傳病進行調查,所用到的計算公式是記名計算法、目測估計法對土壤中的小動物進行調查研究,根據調查樣本中小動物的種類和數量來推測某一區域內土壤動物的豐富度。   5.探究類   考綱中涉及的探究類實驗包括:①探究影響酶活性的因素;②探究酵母菌的呼吸方式;③探究植物生長調節劑對扦插枝條生根的作用;④探究培養液中酵母菌數量的動態變化;⑤探究水族箱(魚缸)中群落的演替。另外高考還經常考查教材外的探究類實驗。對于探究類實驗需要依據科學探究的一般程序對某些生物學現象作出合理化的假設并通過設計實驗進行驗證。具體程序及其設計詳見本文第四部分。   二、真題演練,尋找規律   通過前面的歸類,師生們對各類實驗的規律已有所把握,下面闡述如何通過真題的演練,尋找復習規律。真題,即高考題。精心地選擇高考題,在解題過程中對復習規律靈活掌握,學會舉一反三,是提高實驗有效性的做法之一。例1(2009•福建理綜)下列對有關實驗的敘述,正確的是( )A.在觀察洋蔥細胞有絲分裂實驗中,將已經解離、漂洗、染色的根尖置于載玻片上,輕輕蓋上蓋玻片后即可鏡檢。B.對酵母菌計數時,用吸管吸取培養液滴滿血球計數板的計數室及其四周邊緣,輕輕蓋上蓋玻片后即可鏡檢。C.在葉綠體色素提取實驗中,研磨綠葉時應加一些有機溶劑,如無水乙醇等。D.檢測試管中的梨汁是否有葡萄糖,可加入適量斐林試劑后搖勻并觀察顏色變化。首先進行試題分析。該試題考查了考綱中四個實驗的實驗步驟:A選項考查的是“觀察洋蔥細胞的有絲分裂”實驗的制片步驟,該實驗制作裝片的正確步驟是根尖需經過解離、漂洗、染色、壓片以后,才可以用于觀察,而A選項未經壓片操作無法觀察到分裂相;B選項考查的是“探究培養液中酵母菌數量的動態變化”實驗,由于酵母菌繁殖速度很快,為做到準確計數,對酵母菌計數時,通常用抽樣檢測的方法,具體做法為先將蓋玻片放在計數室上,用吸管吸取培養液,滴于蓋玻片邊緣,讓培養液自行滲入,多余培養液用濾紙吸去,稍待片刻,待酵母菌細胞全部沉降到計數室底部,將計數板放到載物臺上鏡檢,由此可見B不正確;C選項考查的是“葉綠體中色素的提取和分離”實驗,在該實驗中,因為色素不溶于水,而易溶于有機溶劑,因此在研磨綠葉時應加一些有機溶劑,如無水乙醇等;D選項考查的是“檢測生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質”實驗,檢測試管中的梨汁是否有葡萄糖,可加入適量斐林試劑后搖勻,而后需用50~65℃水浴加熱2min,再觀察顏色變化,否則Cu2O不會呈現磚紅色。所以C正確。通過該題分析可總結出以下復習規律:   1.理綜考試的實驗選擇題經常是多個實驗分別考查,因此在考綱實驗的復習過程中,既要有對每個實驗的細致復習(如實驗原理、實驗材料、實驗用具如試劑等、實驗步驟、實驗結果、實驗結論等的復習),又要有像前面那樣的對比復習,把握相關實驗的區別與聯系,這樣才能保證考生迅速提取所學信息,準確回答問題。#p#分頁標題#e#   2.一個選項考查一個實驗,因此復習時應對該實驗進行變式訓練,做到在高考真題下面增加變式訓練題,考查該題實驗的其他方面;在真題講解時做到“一題多練”“一題多解”,即師生共同研討針對該實驗還可如何考查———進行編題解題訓練。通過此種方式的演練,促進學生熟練掌握每個實驗,規范、準確地回答每個實驗的問題,真正達到實驗復習的高效。   3.實驗的考查內容很細,因此應創造條件讓學生親自動手做實驗。由于科學強調“做”中學,因此目前的高考實驗題越來越傾向于考查學生親自動手做的情況,所以教師應創造條件讓學生親自動手做實驗,在實驗中體會、反思,這樣既使學生熟練地掌握了實驗方法,又有助于學生對實驗內容的深入理解。即使學校沒有實驗條件,也應在播放實驗視頻的情況下創設仿真的實驗問題情境,促使學生去思去想,從而彌補學生不能親自動手做實驗的缺陷。   三、挖掘教材,體驗方法   《生物課程標準》和《生物考試大綱》都強調在重視基礎知識、基本能力的前提下,要使學生學會生物科學探究的一般方法,重視科學素養的考查,在科學研究方法等方面對考生的表現進行測量。因此挖掘教材的科學史實驗,使學生體驗科學研究的方法,且體會各種科學探究方法在科學發現中的作用,并學會將其應用到探究類實驗中,這是每個考生需要掌握的內容。同時將教材中介紹的方法遷移到其他實驗問題的解決上可以起到事半功倍的效果。以數學模型為例。教材中介紹,數學模型是用來描述一個系統或它的性質的數學形式。且以理想環境中的細菌種群的數量增長為例,介紹了建立數學模型的一般步驟。下面總結數學模型的不同表達方式。以一個細菌為例,其產生的后代在不同時間的數量如表3所示?! ∵@屬于數學模型的表達方式之一—數據分析表格式。根據表3,可以寫出n代細菌數量的計算方程式N=2n,此為數學模型的第二種表達方式—數學方程式,此種方式精確,但不直觀。根據表3,還可以曲線形式表示,如圖1,此為數學模型的第三種表達方式—坐標曲線式,此種方式直觀,但精確度欠佳。上述三種表達方式即是生物教材以及高考試題(理論與實驗題)中常涉及到的數學模型的類型。我們可據此遷移建立不同類型的數學模型。   四、運用方法,系統設計   運用教材中介紹的科學研究的方法可以進行各種探究實驗的系統設計。探究實驗的設計通常依據科學探究的一般程序進行,具體程序見圖2。那么如何在探究實驗中進行某程序的設計呢?首先,在設計實驗時要注意遵循對照原則、等量原則、單一變量原則、科學性原則和平行重復原則等設計原則。而后要了解在整個實驗探究過程中要涉及的上述基本環節(程序)?! ∫?ldquo;擬定課題”為例。例題(2008•寧夏理綜)在用生長素促進某植物枝條生根的實踐過程中,發現枝條生根情況不一,分析其原因,認為可能與生長素的濃度有關。請據此擬定一個相關研究的課題,寫出課題名稱。解決此題時首先要明確一個典型的探究實驗課題應包括哪些要素。對此一般從實驗變量的角度考慮,即自變量、因變量、無關變量等,而后根據題目所給的信息理清因果關系,用足、用準條件。   在教學中發現對于此題學生起初的答案往往是“探究植物生長調節劑對扦插枝條生根的作用”,這是教材中的一個實驗,學生記住了并移植過來。但仔細分析會發現題干中并沒有植物生長調節劑,而是生長素,且該實踐只是針對某植物,不具有普適性,因此教師可以指導學生將“植物生長調節劑”調整為“生長素”,探究其“濃度”,將“扦插枝條生根”改為“扦插該植物枝條生根”,即完整準確的課題為:探究生長素濃度對該植物枝條生根的影響。這里面,關于探究實驗課題的要素如下:生長素濃度是自變量,影響觀察指標的因素;該植物枝條生根是因變量,生根數量是觀察指標。   綜上所述,一個完整的實驗課題的模式為:實驗課題=探究(或驗證)+自變量+因變量其他程序可參照“擬定課題”進行逐項分析,鑒于篇幅略。以上從四個方面闡述了新課程背景下生物實驗復習的有效措施。隨著新課程的推進,只要我們在教學中加強教學研究,做好歸類復習,善于總結規律并加以靈活運用,定會取得實驗高考的優異成績。

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