重视实验教学 提高学生素质.doc

2004年广东省优秀论文评比一等奖膃膇蕿蚀聿膆蚁袅羅芅莁蚈袀芄蒃袄腿芃蚆蚆膅芃螈羂肁节蒇螅羇芁薀羀袃芀蚂螃膂艿莂羈肈莈蒄螁羄莇薆羇袀莇蝿螀芈莆蒈蚂膄莅薁袈肀莄蚃蚁羆莃莃袆袂蒂蒅虿膁蒁薇袄肇蒁蚀蚇羃蒀荿袃罿葿薂螆芇蒈蚄羁膃蒇螆螄聿蒆蒆罿羅肃薈螂袁膂蚀羈膀膁莀螀肆膀薂羆肂腿蚅衿羈腿螇蚂芇膈蒇袇膃膇蕿蚀聿膆蚁袅羅芅莁蚈袀芄蒃袄腿芃蚆蚆膅芃螈羂肁节蒇螅羇芁薀羀袃芀蚂螃膂艿莂羈肈莈蒄螁羄莇薆羇袀莇蝿螀芈莆蒈蚂膄莅薁袈肀莄蚃蚁羆莃莃袆袂蒂蒅虿膁蒁薇袄肇蒁蚀蚇羃蒀荿袃罿葿薂螆芇蒈蚄羁膃蒇螆螄聿蒆蒆罿羅肃薈螂袁膂蚀羈膀膁莀螀肆膀薂羆肂腿蚅衿羈腿螇蚂芇膈蒇袇膃膇蕿蚀聿膆蚁袅羅芅莁蚈袀芄蒃袄腿芃蚆蚆膅芃螈羂肁节蒇螅羇芁薀羀袃芀蚂螃膂艿莂羈肈莈蒄螁羄莇薆羇袀莇蝿螀芈莆蒈蚂膄莅薁袈肀莄蚃蚁羆莃莃袆袂蒂蒅虿膁蒁薇袄肇蒁蚀蚇羃蒀荿袃罿葿薂螆芇蒈蚄羁膃蒇螆螄聿蒆蒆罿羅肃薈螂袁膂蚀羈膀膁莀螀肆膀薂羆肂腿蚅衿羈腿螇蚂芇膈蒇袇膃膇蕿蚀聿膆蚁袅羅芅莁蚈袀芄蒃袄腿芃蚆蚆膅芃螈羂肁节蒇螅羇芁薀羀袃芀蚂螃膂艿莂羈肈莈蒄螁羄莇薆羇袀莇蝿螀芈莆蒈蚂膄莅薁袈肀莄蚃蚁羆 重视实验教学 提高学生素质张子胜 （广东省东莞中学 邮编 523005）摘要：实验是全面提高学生素质的重点，也是高考的重头戏，如何让学生在素质和高考成绩上双丰收，这是教育工作者必须要探讨的问题。本文就实验教学过程中通过基本技能训练、常用材料选择、实验原理切入、结果分析处理、信息解读迁移、实验设计等方面训练促进学生素质的全面提高进行了讨论。关健词：实验教学 实验原理 信息解读 实验设计 生物学是一门实验性的科学，它的魅力就在于实验，亲自动手实验是学生获取生物知识和提高学生学科能力的有效途径；在培养学生的创新精神和实践能力方面，也起到非实验教学无法替代的作用。但长期的应试教育，使课本中有限的几个实验也成了学生死记硬背获取高分的素材，中学生物实验教学形同虚设，“教师讲实验，学生背实验”成为中学生物学教学的“特色”。 为了提高学生的能力新教材中已大有改观。新教材不仅实验的数量增加了，类型也大大丰富了，教材中把学生的实验由原来的5个增加到16个，实习由原来的1个增加到5个，实验类型由原来的一种增加到验证性、探究性、定性定量分析、观察实验和模型探究实验五种类型，极大地丰富了实验的内容和实验方法，学生通过亲自观察，亲自动手实验和亲身实习体会，思维能力，观察能力，得到锻炼和发展，有利于培养学生的综合能力，提高学生的综合素质。而高考试题中实验题目的增加和实验设计题型的出现，无疑将对新一轮的教育教学改革，对新课程计划中研究性学习活动的顺利开展，起到“此时无声胜有声”的推动作用。 考试是手段而不是目的，在没有找到更好的评价方法和手段之前，高考这根指挥棒在一定的时间内，还将对我们的中学教育教学产生重要的影响。因此，高考考什么,如何考的问题是很有必要进行探讨的。在高三复习阶段如何复习实验，最大限度地提高学生实验能力以及通过实验复习提高学生的分析、判断、推理的能力是值得我们每一个教师关注的问题。本文就高三实验的复习谈一点自己的看法，以达抛砖引玉的目的。一：操作技能、基本常识训练法 “能够正确使用显微镜等常用工具和仪器，掌握进行生物学实验的基本操作技能”是大纲的一贯要求，是学生进一步获得生物学基本事实、基本原理和规律等方面基础知识的前提，也是以后做好各种生物学实验的基础。对近年高考题型进行研究，主要考查对生物学课本中常见实验的基本常识（如实验对象的形态、结构）和基本技能（如显微镜使用、装片制作、绘画等）的掌握情况。如（2001年广东高考题）用普通光学显微镜观察切片，当用低倍镜看清楚后，转换成高倍镜却看不到或看不清原来观察到的物体。可能的原因是 A 物体不在视野中央 B 切片放反，盖玻片在下面 C 低倍物镜和高倍物镜的焦点不在同一平面 D 未换目镜此题就是考察基本技能，在使用显微镜时，要仔细观察物像的某一部分，首先应将物像置于视野中央，然后才能由低倍镜转换到高倍镜，才能看清放大的物像。1997年上海卷的第二卷48题考查了吲哚乙酸、秋水仙素、醋酸洋红、盐酸等几种试剂的使用方法。2001年上海卷一第6题则考查了亚甲基蓝试剂的使用。此外，在其他类型实验题目中也包含了许多常用仪器和试剂的使用知识。从这些题目所考察的内容来看，基本操作、基本技能以及基本常识是考试的一个基本考点，所以在学生实验过程中要加强这方面的训练，做到操作规范，基本知识明确。在复习过程中要在实验的基础上有针对性地提出学生应掌握的知识，对相关的知识要给予讲解（如装片、切片、涂片、压片），增强学生基本知识面的拓展。二：实验材料选择法实验材料选择的是否恰当，对于实验的效果具有至关重要的作用。如要鉴定物质用的都是特定的试剂，故要记住每种物质鉴定所用的特用试剂；要观察特定的颜色反应的实验要选择较浅的或无色的材料，若选择的材料颜色较深就会遮盖反应所得的颜色。如观察质壁分离为什么最好选用紫色鳞片叶（便于观察缩小的原生质层）；组织中还原性糖的的鉴定最好白色的部分（色素少利于观察显色反应）。所以在实验材料的选择上要首先弄清楚选择材料的目的，以及将要看到的现象，这样才能根据不同的要求选取合适的材料。 如（1999年广东高考）在做植物实验的暗室培养内，为了尽可能地降低植物光合作用的强度，最好安装 A 红光灯 B 绿光灯 C 白炽灯 D 蓝光灯 解析：植物细胞叶绿体中色素主要吸收可见光中的红光和蓝紫光进行光合作用，而对绿光吸收量最少。根据这样的原理，降低光合作用只能选择植物吸收最少的光。故选B如（2002年上海高考）常温常压下，要使过氧化氢溶液迅速放出大量的氧气，应投入 A 新鲜猪肝 B 煮熟猪肝 C 冰冻猪肝 D 生锈铁钉解析：利用具有较高活性的酶能加快反应速度，从而加速氧气的释放。煮熟、冷冻都会降低酶的活性。故选A三：实验原理切入法实验原理是一个实验的灵魂，只有对实验原理清楚明了，才可能在此基础上对实验的掌握做到游刃有余。掌握教材实验的方法步骤、能够解释实验现象结果、能通过分析和推理得出实验结论是前几年高考考查实验的一个特点，近几年直接考查教材实验的题目已很少，取而代之的对实验的拓展和深化。这就更要求我们抓住实验原理这一灵魂。如：（2002广东高考）植物在单侧光照射下弯向光源生长。这个现象被解释为“光线能够使生长素在背光一侧比向光一侧分布多”。为什么生长素在背光一侧比向光一侧分布多?是因为向光侧的生长素在光的影响下被分解了，还是向光侧的生长素向背光侧转移了。为此，有人做了下述实验：（一）实验步骤：将生长状况相同的胚芽鞘尖端切下来，放在琼脂切块上，分别放在黑暗中和单侧光下（见下图）。（二）实验结果：如下图所示。 图中c、d、e和f用一生长素不能透过的薄玻璃片将胚芽鞘分割；琼脂下方的数字表示琼脂块收集到的生长素（IAA）的量请回答：（1）图a和b说明什么? （2）图c和d说明什么?（3）图e和f说明什么? （4）通过上述实验可得出什么结论?解析：该题目的核心就是是否受到单侧光的照射，单侧光影响生长素在胚芽鞘尖端的横向运输以及玻璃片的分割阻止了横向运输。如果照光一侧生长素被分解了那琼脂块上的生长素含量就会减少，没有减少说明光下生长工素并未分解，只有抓住了这个原理，问题就迎刃而解了。所以在实验的复习过程中要对实验原理烂熟于胸，才能对实验过程中出现的现象做出合理的解释，得出正确的结论。四：结果分析处理法获得了准确的实验结果还不是实验的结束，还应该用一种明白易懂的方式向人们传播实验结果和所得出的结论。对待一个成功的实验，对实验的记录要实事求是，不是照抄实验书中所列的应观察到的结果，而应记录所观察的所有细节。如生物组织中可还性糖的鉴定应记录真实颜色是什么，橘红还是砖红；沉淀是多还是少，是胶状还是颗粒状；什么时候形成沉淀，立即生成还是缓慢生成，热时生成还是冷时生成，等等。这些不仅是实验要仔细观察的，也是对学生非常重要的科学研究训练。有了仔细的观察仅仅是做好一个实验的开头，还要对实验现象进行分析，这样才是对实验的升华。尤其是对不成功的实验要查找原因，分析失败的缘由，这也是近年高考是常出现的一种题型。在分析失败原因时，应主要从以下几方面入手：是否漏做某个实验步骤（如有丝分裂解离后是否不经漂洗就直接染色，就会使染色效果极差；是否把根尖压碎，等等）；操作方法是否错误（如制装片时盖玻片盖的方法不正确，使装片气泡较多，影响观察，）操作不严格（如色素分离提取实验中滤液细线不细不齐等都会影响实现结果）如（1996上海高考）“叶绿体色素的提取和分离”实验: (1)在“叶绿体色素的提取和分离实验”中,将叶绿体色素进行分离的方法名称是 。(2)某学生在实验过程中将划有滤液细线的滤纸条(已重复几次划线)插入层析液,几分钟后取出观察,发现在滤纸条上无色素分带现象,而其他用同一滤液作实验的同学的滤纸条上却色素分带明显。其实验失败的原因最可能是 。 (3)观察叶绿体色素的荧光现象,可将盛有叶绿体色素溶液的试管,让光线照射。如果置叶绿体色溶液于 光下,则呈绿色;如置于 光下,则溶液呈现红色。 解析：（1）略；（2）色素分离的原理就是滤液中的色素随层析液在滤纸条上扩散，所以滤液、层析液、滤纸、操作方法是否正确都可能影响实验结果。但是其它同学实验正常，说明实验材料没有问题，所以只是操作方法有误，这样就可找出不能分离的原因是将滤纸条上的滤液细线浸入了层析液从而影响了分离。（3）要观察色素提取液的荧光现象，要看到绿色，因为色素对绿光吸收很少，所以只有透射光下才能看到（其它颜色的光大部分吸收）；可见的七色光中红光反射能力最强，所以要看到红色，只能在反射光下才可看到。五：信息解读迁移法在实验中对实验结果常常采用图表的形式来表述实验结果，这也是近年高考中一个综合性功较强的题目类型，它涉及的知识面广，灵活性强，不仅能促进学生对生物学概念、事实、原理的深入理解，而且有利于学生思维的建立和综合能力的提高。为此在复习过程中，要从下几方面入手，能从实验中提取信息，也要会从图表中识别信息。（一）学会作图 根据题意或数据绘制做出图表。要抓住关健点，分析出图表的走势。如（2002上海高考题） 图甲是狗尿浓缩实验的结果。让狗大量饮水（图中箭头a所示）后，连续排出大量的尿；当将25%NaCl溶液10mL注射入颈动脉（箭头b）后，尿量暂时减少；当静脉注射脑垂体后叶提取物（箭头c）后，尿量也减少。根据此实验，可以推断：（1）25%NaCl溶液注入动脉，使 升高，刺激 ，引起 激素分泌，导致尿量减少。本实验也证明 中含有这种激素。（2）如果预先将狗的脑垂体后叶切除，再进行上述同样的实验，请将预期结果的排尿曲线描绘在图乙中的坐标上。解析：通过对甲图分析得：注入25%NaCL引起尿量减少是因为它刺激了垂体后叶，进而使垂体后叶产生激素降低排尿量，所以只有具有垂体后叶或垂体后叶提取物（激素）才能让排尿量减少。所以在（2）中，加入b不能降引激素的产生，故不降低；当加入c后，就降低。在绘图时要注意和甲图的对应，在C点降低的量也应和甲图相同，升高的量的值也应相同。如下图所示（二）学会析图：在认真准确理清题意的基础上对题中所给图像中纵坐标、横坐标所代表的意义、曲线的的增减性、曲线中关健点（起点、终点、拐点、交点）的生物学含义所代表的信息和数据进行仔细对照、分析从而进行解答。如（2003广东高考题）光合作用受光照强度、CO2浓度、温度等影响，图中4条曲线（a、b、c、d）为不同光照强度和不同CO2浓度下，马铃薯净光合速率随温度变化的曲线。a光照非常弱，CO2很少（远小于0.03%）；b适当遮荫（相当于全光照的1/25）CO2浓度为0.03%，c全光照（晴天不遮荫），CO2浓度为0.03%；d全光照，CO2浓度为1.22%。请据图回答：（1）随着光照强度和CO2浓度的提高，植物光合作用（以净光合速率为指标）最适温度的变化趋势是 。（2）当曲线b净光合速率降为零时，真光合速率是否为零？为什么？ 。（3）在大田作物管理中，采取下列哪些措施可以提高净光合速率？ A通风B增施有机肥C延长生育期D施碳酸氢铵解析：（1）通过阅读题干，观察坐标曲线，分析可知：四曲线的纵坐标的值表示的就是光合作用的强弱，值越大，光合作用越强；横坐标的值就是温度；abcd四曲线分别表示的是CO2浓度逐渐增加，光照增加逐渐；abcd四曲线光合作用的依次增加，而最高点对点的横坐标也依次增加，说明随着光照强度和CO2浓度的提高，植物光合作用最适温度也在增加。故可得出变化趋势是：逐渐提高。（2）植物体在活体状态下，一定具有呼吸作用，所以真光合作用不会为零。（三）学会拆图：对复杂的生物学图像题，从整体着手感到繁琐，可结合题意将图像拆成若干个简单而直观的图像，先分析每一条曲线的变化规律，进而再综合分析不同曲线变化的因果关系。如（1999年广东高考）下图是河流生态系统受到生活污水(含大量有机物)轻度污染后的净化过程示意图。 请据图回答: (1) 在该河流的AB段上,溶解氧大量减少的主要原因是什么? (2) (2)藻类大量繁殖的主要原因是什么? (3)水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么? (4)若酿造厂或味精厂将大量含有机物的废水排入该河流,对河流生态系统可能造成的最严重的后果是什么?请运用生态平衡原理分析造成这种后果的原因。 解析：解决此题的关健是既要抓住各曲线的特点，又要理清各曲线相间的关系。本题所给信息较复杂，可以将它拆分成以下几图来考察相对数值 A B C D藻类数量相对数值 A B C D溶解氧相对数值 A B C D细菌相对数值 A B C D 含C有机物相对数值 A B C DNH+4等无机盐离子从上面不难看出，（1）在AB段：溶解氧下降，藻类在下降，细菌在上升，含C有机物下降（一定是有机物被分解）从而比较容易找出AB段溶解氧下降的主要原因。（2）藻类增长正是无机离子最多的时候，所以无机盐离子的增多为藻类增多提供了条件（3）。从这里我们看出先将复杂问题简单化，理出基本头绪，再进行综合比较，才能得出正确的结论。（六）实验方案设计法实验方案设计题是一类通过要求学生设计实验内容，预测实验结果来训练和检测学生实验探究能力的题型。实验设计是联系问题和结论的必经的桥梁。从学生的长远发展和近几年的考试来看，实验设计越来越受到重视，自从上海96年第一次出现实验设计题型以来，近年这类的题型在高考生物卷中比重越来越大，所以做好实验方案的设计是做好实验的一个重要方面。一个完整的实验设计应包括以下6个环节：发现问题、提出问题、实验设计、实验实施、推导结论和运用结论。在高考中常常提供一定的材料，为此主要从以下几方面入手（1）准确把握实验目的。实验目的是整个实验设计的灵魂，所有实验步骤的设计都要围绕实验目的这个核心来进行。（2）细心弄清设计要求。一个结论的证实，可通过许多不同的实验来证明，但究竟应选用哪个要仔细推敲。（3）精心策划实验方法。实验方法的策划是整个实验设计的精髓，是一个好的实验设计最富创意的闪光之处，也是搞好实验设计的关键所在。如化学物质的检测方法，实验结果的显示方法，实验条件的控制方法。 （4）合理设计操作过程。基本的实验方法选定以后，紧接着就要设计具体的操作细节，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。（5）严格设置对照实验。同一种实验结果可能是由于多种不同的实验因素所引起的，如果没有严格的对照实验，即使出现了某种预想的实验结果，也很难保证该实验结果是由某因素所引起的。这样就使得所设计的实验缺乏应有的说服力。 如何设置对照实验?对照实验是指除所控因素外其他条件与被对照实验完全对等的实验。对照实验设置的正确与否，关键就在于如何尽量去保证“其他条件的完全对等”。（6）准确预测实验结果。实验设计方案完成后，根据理论知识和实验原理对实验可能出现的结果进行预测，分析实验的科学性和合理性。（7）组织简明的语言文字。步骤设计一般不宜连续描述，往往需要分段叙说；试管（或烧杯，水槽等）要给予编号，如、或甲、乙；叙说中尽量要用规范的实验术语，不能用含糊的口语如（2003年上海高考题）在普通饲料中加入添加剂可以加速家禽和家畜的生长和增重。某饲料公司新近开发出两种新颖饲料添加剂1号和2号，委托某生物学小组试验这两种饲料的效果。请你为该小组设计一试验方案，方案中应包括：（1）试验具体步骤；（2）用直角坐标图直观地表示和比较试验结果；（3）试验要求在5周内结束。实验室有一批体重15g左右的小白鼠，可按需选作为试验动物。 解析：本实验的目的是试验饲料添加剂1号和2号的效果，为了防止小白鼠本身的生理条件对实验结果的影响，所以要随机选取大致相同、且健康的动物随机分成A、B、C三组，A组饲料为普通饲料加添加剂1号，B组饲料为普通饲料加添加剂2号，C组为普通饲料不加添加剂作为对照组，A、B相互对照；根据题干要求5周内结束，所以实验现象要以周为单位时间，分组进行称重记录，来比较使用不同的添加剂之间和未用添加剂的区别；根据单一变量原