实验的指导能力.ppt
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1、生物学实验指导能力,杨婷:90811015 谢润:90811013,内容提要,生物学实验阶段性的分析,生物学实验的指导,生物学实验(biology experiment),根据实验目的,实验者运用实验仪器、设备及装置等物质手段,在人为特定的实验条件下,通过实验观察和测量获得各种生物科学事实的一种科学研究方法。,生物学实验的功能,具有丰富人的感性认识的功能,是生物科学理论赖以产生的基础,是生物学理论运用于生产实践的桥梁和中介,是检验生物科学知识真理性的依据之一,相对于生物科学知识的间接现实性来说,生物学实验能将生物科学知识转化为直接现实的东西,具有直接现实性。 比如,课本能告诉我们动植物细胞的结
2、构,但是当我们进行实验时我们就能直观的看见细胞的结构组成。,生物学实验的类型,按学科性质来分,形态学实验:动物的细胞与组织,生理学实验:植物细胞的吸水和失水,生态学实验:调查井冈山植物群落的分布,分类学实验:昆虫的分类,遗传学实验:性状分离比的模拟实验,生物技术实验:PCR扩增目的基因,解剖学实验:青蛙的循环系统,按实验所处的环境,实验室实验:,自然实验:,在通常的自然环境中对实验对象加以考察的一种实践活动。优点是把观察自然的自然性和实验的主动性有机地结合起来,而不足之处则表现在缺少对某些因素的严格控制,因而实验结果的精确性相对较差。如,观察某种微量元素对作物产量的影响或某种昆虫的性外激素对某
3、种昆虫的诱杀作用时,因为因素控制不够,实验结果可能不准确。,中学常见的生物学实验的类型,在实验室里,通过实验仪器和设备,在人为控制或改变实验对象的条件下,考察与研究实验对象的一种有目的、有计划的操作或实践活动。生物教学中的实验大多数属于这一类。如,植物光合作用产生淀粉的实验。,按实验的教学目的,验证性实验:,探究性实验:,对研究对象有了一定的了解,并形成了一定的认识或提出了某种假说后,为验证这种认识或假说是否正确而进行的实验。如验证人体呼出的气体中二氧化碳的含量增多的实验。,指探究实验对象的未知属性的实验。探究性实验多是从实验中“再发现”的实验。,你能举出自己在中学实验中遇到过的在一个实验过程
4、中由于提出了新颖的想法而引发的探究性实验吗?,一位生物学教师在引导学生开展“探究影响鼠妇分布的环境因素”活动时,已经圆满地得出“鼠妇喜欢阴暗、潮湿的环境”的结论。突然,一位学生的“提问”引发了一个问题:鼠妇到底更喜欢阴暗环境呢,还是更喜欢潮湿环境?这位生物学教师这样处理了这一突发事件。 教师:同学们根据这个实验结果,能得出什么结论?请大家讨论。 学生:(学生讨论后回答) 同学1鼠妇喜欢黑暗和潮湿,不喜欢光亮和干燥。 同学2光和水这两种因素能影响鼠妇的分布。 教师:同学们这个探究活动做得很成功。看来鼠妇喜欢黑暗和潮湿的环境,不喜欢光亮和干燥的环境。影响鼠妇分布的环境因素除了光、水这两个因素外,还
5、有其他因素,比如温度,大家有能力来探究吗? 学生:有!(学生很自信地回答) 教师:那就请同学们在课后继续来探究吧! 同学们对刚才的实验还有什么疑问吗?请提出。 学生:很多小组同学说“没有”,有的摇头。这时,E组的一位同学在其他同学的鼓励下,举起右手,红着脸说:“老师,我们组想问你一个问题,既然鼠妇喜欢黑暗和潮湿,不喜欢光亮和干燥,那么黑暗和潮湿,鼠妇更喜欢哪个?光亮和干燥,鼠妇更不喜欢哪个呢?如果我们设计一对光亮、潮湿和黑暗、干燥的环境,鼠妇更喜欢哪个环境呢?” 教师:(教师一怔,立即作出反应)这位同学很有创新精神,所提出的问题很有探究价值。哪位同学能告诉他如何探究这个问题呢,请各小组讨论一下
6、。 学生:(讨论、交流) (突然F组一位学生举手回答)老师,我们有现成的实验材料,何不做一做实验,来探究一下呢?(没等我答应,这位同学又接着说)我们设计光亮潮湿和黑暗干燥的环境,再放上鼠妇,看鼠妇在哪个环境里分布得多,不就行了? 教师:同学们同意这个实验计划吗?(学生齐声回答:同意)那就请同学们来进行实验探究吧! 学生:各小组进行实验探究,五六分钟后,实验结束并进行全班交流(学生的脸上露出惊奇和微笑)。 教师:鼠妇更趋向于哪一个环境? 学生:较多鼠妇爬到了“黑暗干燥”的环境中。 教师:通过以上的学习,大家不仅学会了如何探究影响鼠妇分布的环境因素,更重要的是我们还学会了科学探究的一般方法,同时还
7、学会了合作。 (摘自汪忠:初中生物新课程案例与评析,高等教育出版社2004年版),探究性实验的基本步骤:,得出结论,交流结果,做出假设,制定计划,实施计划,提出问题,意义: 有助于学生主动地获取生物科学知识,体验科学过程与方法,形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观,培养创新精神。,按实验中量与质的关系,定性实验:,定量实验:,定性试验与定量实验的区别就在于一个是解决“有没有” 、“是不是”的问题,另一个是着重在“有”和“是”的基础上解决“有多少” 、 “是多少” 的问题。所以定量实验通常包含定性实验,它比定性实验具有更大的优越性。生物科学研究从定性到定量,是以与数学方法相结合为基础的,这是
8、现代自然科学进步的显著特征之一。,有人认为现代生物学实验都应该是定量的实验,定性实验不科学。你赞成这样的观点吗?,指定性判断实验对象的各种属性、定性确定生物体结构与功能等的实验。其目的是解决“有没有”、“是不是”的问题。如影响酶活性的条件等。,指为了深入了解生命的本质特征,揭露各因素之间的数量关系、确定某些因素的数值等而进行的实验。探究酸雨对小麦种子萌发的影响的实验等。,模拟实验:是指在科学研究中,由于受客观条件的限制,不允许或不能对研究对象进行直接实验,为了取得对研究对象的认识,可通过模拟的方法,选定研究对象的替代物(即模型),模拟研究对象(即原型)的实际情况,对替代物进行实验。模拟实验能够
9、使研究对象微型化,也能使研究对象扩大化。例如,1953年美国科学家米勒(S.L. Miller)模仿原始地球大气层的气体,在封闭的玻璃仪器中探讨生命起源的实验就是一个模拟实验。在生物教学中,制作生态瓶研究生态系统稳定性的条件、模拟“酸雨”探究其对小麦种子萌发的影响等都是模拟实验。,这一实验都属于哪些类型?,探究影响鼠妇分布的环境因素 阅读下列教学案例: 【活动目的】探究哪些环境因素影响鼠妇的分布。 【材料器具】培养皿、吸水纸、纸板等。 【方法步骤】 (1) 学生分成若干组,每组在课前观察鼠妇的生活环境,捕捉鼠妇若干个(注意:不能破坏学校或社区的草坪或花坛等)。针对鼠妇的生活环境提出问题。 (2
10、) 通过交流自己是在什么地方捕捉到鼠妇的,对影响鼠妇分布的主要环境因素作出假设。 (3) 利用教师提供的器具和实验室可利用的其他器具,设计一个实验方案用以验证自己的假设。 (4) 根据自己的实验设计,进行实验。观察并记录鼠妇在一定时间内的活动变化。 (5) 各组交流实验数据。分析小组和全班的数据,讨论实验数据是否支持假设。 (6) 讨论“环境中的阳光、温度、水分等因素对于鼠妇的分布有什么影响”问题后,交流与撰写探究报告。 活动完成后将鼠妇放回大自然中。 【评价】本探究案例是全日制义务教育生物课程标准(实验稿)中提出的探究性案例之一。它是许多国家生物教科书中都开展的一个探究性教学活动。,生物学实
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- 实验 指导 能力
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