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高中生物新教材教学大纲的课程目标明确指出,要使学生“学会科学观察和实验的方法,初步学会提出问题,做出假设,设计并进行实验,分析和处理实验数据,作出合理的结论”和“养成实事求是的科学态度,养成勇于探索、不断创新的精神与合作精神。”与原教材相比,在学生实验项目中增加了研究性课题,其中包括探究型实验。
实验一般可分为技能型、验证型和探究型,其中探究型实验最能培养学生的创新意识,通过探究型实验使理论教学与实验教学有机地结合在一起,体现了科学方法之间的联系,使学生“脑”“手”并用,不但可以掌握生物学实验的基本实验技能,而且初步学会设计实验,探求新知识的方法,改变机械地“照方抓药”的实验方法,使高中生物实验跃上了新台阶。
如何提高学生实验设计解题能力呢?本人结合自身教学经验谈谈一下几点策略。
目前生物实验题一般分为四种类型。
1.实验完善题:主要包括:实验原理、实验假设、实验材料、实验结果、实验步骤等内容完善。
2.实验改错题:一般是实验步骤、实验结果、实验材料等的错误改正。
3.实验分析题:根据实验结果分析得出实验结论。
4.实验设计题:
(1)补充实验设计;
(2)完整实验设计。
实验分类:(1)验证性实验即已知实验结果,实验结果唯一,实验按正确实验结果的方向设计;(2)探究性实验即实验结果未知,预测结果多种,一般采用对照实验探究。
解答实验设计题时首先应该掌握实验设计的类型、目的和变量以及主要原则。
设计一个较完整的实验方案一般包括:
(1)了解题目要求; (2)明确实验目的;
(3)分析实验原理; (4)熟悉实验器材;
(5)确定实验思路; (6)设计实验步骤;
(7)预测实验结果; (8)得出实验结论。
ⅰ、明确实验设计的类型,实验设计一般有两种类型:验证性和探究性。验证性实验具有明确的结果,通过实验加以验证,结论往往只有一个;而探究性实验的现象和结果是未知的或不确定的,结论往往有多个
ⅱ、 明确实验变量,找出实验中的自变量、因变量和无关变量。
变量,或称因子,是指实验过程中所被操作的特定因素或条件。按性质不同,通常可分为三类:实验变量、反应变量和无关变量。
实验变量,也称为自变量,指实验中由实验者所操纵的因素或条件。反应变量,亦称因变量,指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。通常,实验变量是原因,反应变量是结果,二者具有因果关系。实验的目的在于获得和解释这种前因后果。例如,在“温度对酶活性”的实验中,所给定的低温(冰块)、适温(37℃)、高温(沸水浴)就是实验变量。而由于低温、适温、高温条件变化,唾液淀粉酶水解淀粉的活性也随之变化,这就是反应变量,该实验即在于获得和解释温度变化(实验变量)与酶的活性(反应变量)的因果关系。
无关变量,也称控制变量,指实验中除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。显然,无关变量会对反应变量有干扰作用,例如,上述实验中除实验变量(低温、适温、高温)以外,PH、试管洁净程度、唾液新鲜程度、可溶性淀粉浓度和纯度、试剂溶液的剂量、浓度和纯度,实验操作程度,温度处理的时间长短等等,都属于无关变量,要求对低温、适温、高温3组实验是等同、均衡、稳定的;如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件,对3个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定,则会在实验结果中产生干扰,造成误差。实验的关键之一在于控制无关变量,以减少误差。
ⅲ、明确实验过程中的主要原则,常见实验设计中需要注意三大原则。
1.单一变量原则:注意控制无关变量,实验变量等变量。
2.对照原则:设计好实验组和对照组
3.等量原则:各组数量,浓度等要相等。
掌握了上述实验设计的类型、目的和变量以及主要原则以后,在实际训练题中,要分析实验目的,原理,材料(每个材料有什么用途,应该先用什么,后用什么,实验组用什么材料,对照组用什么材料),分析已有的实验步骤,还有哪些步骤未完成,在大脑中初步构思以后,在草稿纸上列出基本提纲,最后用科学性的语言,简练的语言来规范表达。具体模式的如下过程:
1.将相关的实验材料、用具等平均分组并编号;(在这里实验材料包含实验中用到的各种动植物,取材时要注意数量和生理及发育状态相同;用具有烧杯、培养皿,饲养动物的容器等等。这些材料用具在试题中都会给出,注意要结合实验的目的、原理合理利用。)
2.根据实验变量设置对照,实验组如何处理,对照组如何处理(注意:单一因素不同;其他因素相同且最适);
3.观察并记录实验数据和现象,找出衡量因变量的指标、参数(结合题意找出具体的观察和记录对象)。
实验设计过程中应该注意的问题
1.在掌握实验目的(即需要验证的生物学事实)、原理的基础上确定实验方法。
2.严格遵循实验设计的基本原则,准确设置对照或变量。
3.注意实验程序的科学性、合理性。
4.对实验现象进行准确的观察、测量、记录。
5.合理地设计操作过程:基本的实验方法选定以后,紧接着就要编定具体的操作细节,这些操作细节的设计要合理规范、切实可行,否则也会造成很大的失分。
6.实验材料在数量上要尽可能多的选取,记录数据时取其平均值以减少实验误差。
7.在记录实验数据时,要学会设计数据表格或以坐标图的形式现示实验数据。
8.注意吸取物理、化学中相关实验原理,如:(物理)多次测量取平均值,(化学)实验前检查装置气密性等。
9.实验结论的表述
(1)現象→分析→结论(由特殊上升到一般的提炼归纳过程)
(2)两种表述句式:
A.验证性实验:因为(现象)说明(分析原因)证明(结论)
B.探究性实验:如果(现象)那么说明(结论)
10.简明地组织语言文字, 如:
①步骤设计一般不宜连续描述,往往需要分段叙说,并加以编号。
②试管(或烧杯,水槽等)要加以编号,如A、B或甲、乙等等,这样可使叙说简洁一些。
③叙说中尽量要用规范的实验术语,不能用含糊的口语,如:“盖玻片”不能说是“薄的玻璃片”;“等量的”不宜说成“一样多的”;“振荡”不宜说成“晃动”“摇动”等等。
④准确地预测实验结果,实验设计的最后往往还需要预测实验结果,在结果预测上要全面,准确。而在这一环节上,学生往往会出现各种各样的错误。
以上是本人在多年教学的一些感受与心得体会,在实际解题中要具体问题具体分析,按照上述模式解题,可以让学生在答题时尽量减少无谓失误,答题时更规范,获取较好的效果。
实验一般可分为技能型、验证型和探究型,其中探究型实验最能培养学生的创新意识,通过探究型实验使理论教学与实验教学有机地结合在一起,体现了科学方法之间的联系,使学生“脑”“手”并用,不但可以掌握生物学实验的基本实验技能,而且初步学会设计实验,探求新知识的方法,改变机械地“照方抓药”的实验方法,使高中生物实验跃上了新台阶。
如何提高学生实验设计解题能力呢?本人结合自身教学经验谈谈一下几点策略。
目前生物实验题一般分为四种类型。
1.实验完善题:主要包括:实验原理、实验假设、实验材料、实验结果、实验步骤等内容完善。
2.实验改错题:一般是实验步骤、实验结果、实验材料等的错误改正。
3.实验分析题:根据实验结果分析得出实验结论。
4.实验设计题:
(1)补充实验设计;
(2)完整实验设计。
实验分类:(1)验证性实验即已知实验结果,实验结果唯一,实验按正确实验结果的方向设计;(2)探究性实验即实验结果未知,预测结果多种,一般采用对照实验探究。
解答实验设计题时首先应该掌握实验设计的类型、目的和变量以及主要原则。
设计一个较完整的实验方案一般包括:
(1)了解题目要求; (2)明确实验目的;
(3)分析实验原理; (4)熟悉实验器材;
(5)确定实验思路; (6)设计实验步骤;
(7)预测实验结果; (8)得出实验结论。
ⅰ、明确实验设计的类型,实验设计一般有两种类型:验证性和探究性。验证性实验具有明确的结果,通过实验加以验证,结论往往只有一个;而探究性实验的现象和结果是未知的或不确定的,结论往往有多个
ⅱ、 明确实验变量,找出实验中的自变量、因变量和无关变量。
变量,或称因子,是指实验过程中所被操作的特定因素或条件。按性质不同,通常可分为三类:实验变量、反应变量和无关变量。
实验变量,也称为自变量,指实验中由实验者所操纵的因素或条件。反应变量,亦称因变量,指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。通常,实验变量是原因,反应变量是结果,二者具有因果关系。实验的目的在于获得和解释这种前因后果。例如,在“温度对酶活性”的实验中,所给定的低温(冰块)、适温(37℃)、高温(沸水浴)就是实验变量。而由于低温、适温、高温条件变化,唾液淀粉酶水解淀粉的活性也随之变化,这就是反应变量,该实验即在于获得和解释温度变化(实验变量)与酶的活性(反应变量)的因果关系。
无关变量,也称控制变量,指实验中除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。显然,无关变量会对反应变量有干扰作用,例如,上述实验中除实验变量(低温、适温、高温)以外,PH、试管洁净程度、唾液新鲜程度、可溶性淀粉浓度和纯度、试剂溶液的剂量、浓度和纯度,实验操作程度,温度处理的时间长短等等,都属于无关变量,要求对低温、适温、高温3组实验是等同、均衡、稳定的;如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件,对3个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定,则会在实验结果中产生干扰,造成误差。实验的关键之一在于控制无关变量,以减少误差。
ⅲ、明确实验过程中的主要原则,常见实验设计中需要注意三大原则。
1.单一变量原则:注意控制无关变量,实验变量等变量。
2.对照原则:设计好实验组和对照组
3.等量原则:各组数量,浓度等要相等。
掌握了上述实验设计的类型、目的和变量以及主要原则以后,在实际训练题中,要分析实验目的,原理,材料(每个材料有什么用途,应该先用什么,后用什么,实验组用什么材料,对照组用什么材料),分析已有的实验步骤,还有哪些步骤未完成,在大脑中初步构思以后,在草稿纸上列出基本提纲,最后用科学性的语言,简练的语言来规范表达。具体模式的如下过程:
1.将相关的实验材料、用具等平均分组并编号;(在这里实验材料包含实验中用到的各种动植物,取材时要注意数量和生理及发育状态相同;用具有烧杯、培养皿,饲养动物的容器等等。这些材料用具在试题中都会给出,注意要结合实验的目的、原理合理利用。)
2.根据实验变量设置对照,实验组如何处理,对照组如何处理(注意:单一因素不同;其他因素相同且最适);
3.观察并记录实验数据和现象,找出衡量因变量的指标、参数(结合题意找出具体的观察和记录对象)。
实验设计过程中应该注意的问题
1.在掌握实验目的(即需要验证的生物学事实)、原理的基础上确定实验方法。
2.严格遵循实验设计的基本原则,准确设置对照或变量。
3.注意实验程序的科学性、合理性。
4.对实验现象进行准确的观察、测量、记录。
5.合理地设计操作过程:基本的实验方法选定以后,紧接着就要编定具体的操作细节,这些操作细节的设计要合理规范、切实可行,否则也会造成很大的失分。
6.实验材料在数量上要尽可能多的选取,记录数据时取其平均值以减少实验误差。
7.在记录实验数据时,要学会设计数据表格或以坐标图的形式现示实验数据。
8.注意吸取物理、化学中相关实验原理,如:(物理)多次测量取平均值,(化学)实验前检查装置气密性等。
9.实验结论的表述
(1)現象→分析→结论(由特殊上升到一般的提炼归纳过程)
(2)两种表述句式:
A.验证性实验:因为(现象)说明(分析原因)证明(结论)
B.探究性实验:如果(现象)那么说明(结论)
10.简明地组织语言文字, 如:
①步骤设计一般不宜连续描述,往往需要分段叙说,并加以编号。
②试管(或烧杯,水槽等)要加以编号,如A、B或甲、乙等等,这样可使叙说简洁一些。
③叙说中尽量要用规范的实验术语,不能用含糊的口语,如:“盖玻片”不能说是“薄的玻璃片”;“等量的”不宜说成“一样多的”;“振荡”不宜说成“晃动”“摇动”等等。
④准确地预测实验结果,实验设计的最后往往还需要预测实验结果,在结果预测上要全面,准确。而在这一环节上,学生往往会出现各种各样的错误。
以上是本人在多年教学的一些感受与心得体会,在实际解题中要具体问题具体分析,按照上述模式解题,可以让学生在答题时尽量减少无谓失误,答题时更规范,获取较好的效果。