陳英水

一、對經(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)過科學(xué)家精心思考、巧妙設(shè)計、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)計思想的基礎(chǔ)上，對實(shí)驗(yàn)選材、實(shí)驗(yàn)條件的控制、實(shí)驗(yàn)過程的評價和修正、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)思維過程的目的。

例1 達(dá)爾文對植物生長向光性的研究

觀察：■草胚芽鞘生長具有向光性

提出問題：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，在單側(cè)光照射下也不彎曲;罩住尖端的胚芽鞘，直立生長不彎曲。

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

通過以上分析，學(xué)生明確了科學(xué)研究的一般過程為觀察—提出問題—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）

11.比較過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.土壤中小動物類群豐富度的研究。

23.土壤微生物的分解作用。

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

25.設(shè)計實(shí)驗(yàn)，證明性外激素的作用。

26.觀察SO2對植物的影響。

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)計一個農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。

28.植物向性運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)設(shè)計和觀察。

（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)查媒體對生物科學(xué)技術(shù)的報道。

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

40.調(diào)查環(huán)境污染對生物的影響。

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

42.搜集我國利用生物技術(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生活中的應(yīng)用，并寫出調(diào)查報告。

以上類型的實(shí)驗(yàn)全面地反映了考綱對能力的要求，如設(shè)計實(shí)驗(yàn)的能力，收集和處理信息的能力，獲取新知識的能力等。認(rèn)真分析和完成這些實(shí)驗(yàn)，對于學(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)成績的基本保證。下面舉一例加以說明。

例2 比較過氧化氫酶和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

一般來說，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)有知識來確定，而實(shí)驗(yàn)類型可由實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理和整個實(shí)驗(yàn)來確定。

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)會根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理來選擇實(shí)驗(yàn)材料和確定實(shí)驗(yàn)方法

①觀測指標(biāo)：氣泡產(chǎn)生的速度

②方法步驟：略

③確定變量：過氧化氫酶和FeCl3

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

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

對于未知實(shí)驗(yàn)要預(yù)測各種可能的結(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)論就是要對提出的問題作出肯定的回答。

①實(shí)驗(yàn)結(jié)果：在相同時間內(nèi)使用過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：酶的催化效率比無機(jī)催化劑要高

此實(shí)驗(yàn)完美地體現(xiàn)了對照實(shí)驗(yàn)原則，對照實(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)題一般來自教材中某一個或幾個實(shí)驗(yàn)，也可來自教材對理論問題或社會實(shí)踐問題的實(shí)驗(yàn)化探索，還可來自對生物學(xué)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)過程的再發(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)肢動物，現(xiàn)計劃對鼠婦的某些生活習(xí)性進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。請你根據(jù)需要選擇利用所提供的材料、用具設(shè)計一個簡單的實(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（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明）________

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

解析：在學(xué)習(xí)非生物因素對生物的影響時，教材中提到了昆蟲具有趨光性、趨化性以及如何驗(yàn)證這些動物的趨性等。解答本題利用本題提供的材料、用具，根據(jù)動物的趨性，通過設(shè)計對照實(shí)驗(yàn)來證明。

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)測和結(jié)論：

①常溫濕土中分布的較多，說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（見表2），可改編成探究性實(shí)驗(yàn)題，供學(xué)生練習(xí)之用。endprint