生物科學(xué)是一門實驗科學(xué),生物科學(xué)的每一個原理、每一個現(xiàn)象、每一個知識點都可以通過實驗來驗證、探索,同時觀察和實驗是生物科學(xué)研究的重要方法,是學(xué)生獲取感性知識的重要源泉,是實施素質(zhì)教育的良好切入點。新課程背景下的高考試題重視對考生學(xué)科素養(yǎng)的考查,關(guān)注生物學(xué)科的核心概念,以考查學(xué)生的思維能力為核心,以圖表承載考點為特色,加強對學(xué)生實驗探究能力的考查。因此,生物實驗一直是生物學(xué)高考必出的內(nèi)容。從近幾年高考實驗題型的變化來看,借助實驗方法創(chuàng)設(shè)新情境,側(cè)重考查學(xué)生對實驗結(jié)果進行分析的能力成為命題趨向,其中設(shè)計實驗的題型更是熱點。這類題主要考查學(xué)生是否理解實驗原理和實驗結(jié)果,是否具有靈活運用實驗知識的能力,是否具有在不同情境下遷移知識的能力。
新教材、新大綱明顯增加了實驗的分量,在此背景下的高考生物實驗復(fù)習(xí)又應(yīng)注意哪些問題呢?下面就結(jié)合近幾年江蘇生物高考試題中的實驗要求談?wù)劯呖忌飳嶒灥拿}特點、題型與復(fù)習(xí)策略。
問:新教材、新大綱下實驗內(nèi)容和考查要求有哪些變化?
答:新教材、新大綱的一個明顯變化,就是實驗內(nèi)容較原來的教材、大綱有大幅度增加,實驗個數(shù)由原來的4課時增加到33課時。從內(nèi)容看,新教材的實驗內(nèi)容幾乎遍布教材各章節(jié),尤其是選修一基本以實驗為主。從實驗形式看,改變了以往的單一形式,有觀察實驗,如《用顯微鏡觀察多種多樣的細(xì)胞》、《觀察植物的質(zhì)壁分離與復(fù)原實驗》、《觀察細(xì)胞的有絲分裂》、《觀察細(xì)胞的減數(shù)分裂》等;驗證性實驗,如《生物組織中可溶性還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定》等;探究性實驗,如《探索影響酶活性的條件》、《探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化》、《探究植物生長調(diào)節(jié)劑對扦插枝條生根的作用》、《探究酶在洗滌方面的作用》等;定量、定性實驗,如《DNA的粗提取與鑒定》等;模擬實驗,如《通過模擬實驗探究膜的透性》、《模擬尿糖的檢測》等;調(diào)查類實驗,如《調(diào)查常見的人類遺傳病》、《調(diào)查當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境中的主要問題》等;基本技能實驗,如《果酒果醋的制作》、《腐乳的制作》、《酵母細(xì)胞的固定化技術(shù)》、《微生物的實驗培養(yǎng)》等,形成了一個比較完整的實驗體系,這對于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和正確的科學(xué)價值觀、方法論,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動手能力、思維能力以及探究創(chuàng)新能力,都具有重要意義。在此背景下,生物高考說明中對實驗考查的目標(biāo)和要求是“使用恰當(dāng)?shù)姆椒炞C簡單的生物學(xué)事實,并能對實驗結(jié)果進行解釋和分析”。具體的能力考查要求包括兩個部分:一方面是學(xué)生能夠設(shè)計簡單的生物學(xué)實驗,另一方面則是學(xué)生能夠?qū)嶒灲Y(jié)果進行解釋和分析。
從實驗試題的來源看,其主要來源于教材學(xué)生實驗、隱性實驗、拓展實驗、大學(xué)科研論文,其比重在保持在40分左右。從試題形式上看傳統(tǒng)與創(chuàng)新并存,基礎(chǔ)與能力并舉,嚴(yán)謹(jǐn)與開放互通,課內(nèi)與課外互融。
1.教材實驗是實驗題命題取材的基點
對于來源于教材實驗的試題,學(xué)生要能獨立完成“考試內(nèi)容”所列的生物實驗,包括理解實驗?zāi)康摹⒃?、方法和操作步驟,掌握相關(guān)的操作技能,并能將這些實驗涉及的方法和技能進行綜合的運用。這類試題重點考查學(xué)生對實驗原理、用具、方法的理解,檢測學(xué)生是否會處理實驗條件和使用儀器,是否能夠客觀分析和解釋實驗現(xiàn)象、數(shù)據(jù),并得出相應(yīng)結(jié)論。
例1.(2012年江蘇卷)下列關(guān)于“觀察洋蔥根尖分生組織細(xì)胞有絲分裂”的敘述,錯誤的是()
A.解離和壓片都有利于根尖分生區(qū)細(xì)胞分散
B.先用低倍鏡找到分生區(qū)細(xì)胞,再換用高倍鏡觀察
C.顯微鏡下絕大多數(shù)細(xì)胞中能觀察到染色體
D.探究有絲分裂日周期性可為實驗取材時機提供依據(jù)
解析:解離是用藥液使組織細(xì)胞彼此分離,壓片是使細(xì)胞分散開,A項正確。低倍鏡視野寬,便于找到分生區(qū),而高倍鏡更容易看清染色體,B項正確。由于細(xì)胞分裂間期時間長,觀察到的細(xì)胞大多為間期,這時觀察到的是細(xì)長絲狀的染色質(zhì),C項錯誤。觀察細(xì)胞的有絲分裂,主要是觀察分裂期,由于分裂期時間短,只有了解有絲分裂日周期性才便于實驗取材,D項正確。
解析:(1)由于本實驗要探究植酸酶對鱸魚生長的影響,魚苗生長較快,利于在實驗過程中較為明顯地觀察其效果,而成體生長緩慢,實驗效果不明顯;由于實驗需要在網(wǎng)箱中進行較長時間(題中介紹要8周),所以得在開展實驗前讓鱸魚適應(yīng)實驗養(yǎng)殖環(huán)境,否則有可能因為鱸魚不適合新的環(huán)境,而嚴(yán)重影響實驗的科學(xué)性和結(jié)果的可靠性。(2)植酸酶為蛋白質(zhì),高溫會使其失去活性,因此烘干處理時需要注意溫度不要過高。(3)除植酸酶外,影響鱸魚增重的外界環(huán)境因子還有水體溫度、鹽度和溶解氧等,根據(jù)實驗設(shè)計的單一變量原則,實驗過程中需要控制這些無關(guān)變量。(4)因?qū)嶒灲M的平均增重高于對照組的平均增重,可初步得出添加植酸酶的飼料可促進魚體生長的結(jié)論。(5)因動物蛋白質(zhì)含量多,肉食性動物的消化酶中的蛋白酶活性應(yīng)比脂肪酶或淀粉酶活性高。根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知,鱸魚的蛋白酶的活性高于其他兩種消化酶的活性,因此鱸魚應(yīng)為肉食性動物。
答案:(1)成體生長緩慢,實驗效果不明顯讓鱸魚適應(yīng)實驗養(yǎng)殖環(huán)境(2)溫度不能過高高溫會使植酸酶變性而失去活性(3)水溫、鹽度和溶解氧等(4)添加植酸酶的飼料促進鱸魚幼體的生長;植酸酶能提高腸道中蛋白酶的活性,而對腸道中脂肪酶和淀粉酶的活性影響較?。?)肉食性,其腸道中蛋白酶活性顯著高于脂肪酶和淀粉酶
問:一般地,高考實驗題的題型有哪些?能否結(jié)合實際例子分析解題時應(yīng)該注意哪些方面?
答:高考實驗題的題型大致有實驗操作技能題、實驗原理理解應(yīng)用題、實驗結(jié)果分析處理題、實驗設(shè)計題、實驗改進題、經(jīng)典實驗信息解讀遷移題等6種常見題型。下面結(jié)合具體實例分別加以說明。
1.實驗操作技能題
生物實驗?zāi)芰κ窃谡莆丈锘A(chǔ)知識、實驗操作技能、實驗設(shè)計技能和具有一定水平的觀察、思維、自學(xué)等能力的基礎(chǔ)上形成的一種手腦并用的特殊能力。實驗操作技能是生物實驗?zāi)芰Φ闹匾M成部分,并且貫穿于生物實驗的全過程,是保證實驗安全順利進行以及獲取正確結(jié)論、測定準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的基本條件。因此,在生物實驗教學(xué)中,必須給予足夠的重視。
例5.某同學(xué)在觀察變形蟲臨時裝片時,發(fā)現(xiàn)視野中有一較大的變形蟲,但在圖像上有一小片污物,影響對變形蟲的觀察。
?。?)在不調(diào)換目鏡和物鏡的情況下,應(yīng)如何判斷污物在何處?寫出操作步驟。
?。?)如果確認(rèn)污物在裝片內(nèi)部,如何排除污物或使污物與變形蟲分開?
解析:(1)先輕輕移動裝片,觀察污物是否隨著移動,如果隨著移動,則污物在裝片內(nèi)部或表面;如果移動裝片,污物不動,則污物是在鏡頭上,可先轉(zhuǎn)動目鏡,看看污物是否轉(zhuǎn)動,若污物轉(zhuǎn)動,說明污物在目鏡上,否則可能在物鏡上。(2)用吸水紙在裝片一側(cè)吸引內(nèi)部液體,使污物與變形蟲分開。
2.實驗原理理解應(yīng)用題
研究歷年來生物高考中的實驗題和得分率表明:對實驗原理的理解能力、實驗條件的控制和對實驗結(jié)果的歸納、總結(jié)能力是主要的設(shè)問角度且又是考生的弱點所在。實驗原理是進行實驗設(shè)計和操作的依據(jù),是理論知識在實踐中的指導(dǎo)應(yīng)用和驗證,考查對實驗原理的理解和應(yīng)用是考查學(xué)生理論知識水平和實際理解應(yīng)用水平的一種重要形式。解答此類題目時,要善于運用實驗原理,有針對性地從題目中提供的各種特征入手,找到解題的切入點。
3.實驗結(jié)果分析處理題
一般情況下,凡進行實驗都有結(jié)果出現(xiàn),這些結(jié)果呈現(xiàn)的形式有數(shù)據(jù)、顏色、氣味、形態(tài)等。在解答此類試題時,要善于根據(jù)題目中提供的實驗結(jié)果進行科學(xué)的分析,看這種結(jié)果是由什么因素制約主導(dǎo)的,然后用學(xué)過的知識去判斷、推理、解釋出現(xiàn)這種結(jié)果的原因,并抓住其實質(zhì)性的變化,從中提煉出解題要點。我們在平時實驗中,既要重視真實記錄實驗結(jié)果,還要注意記錄實驗過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象,將實驗條件、實驗過程和實驗結(jié)果聯(lián)系在一起;既要重視實驗結(jié)果,更應(yīng)重視對結(jié)果的分析;既要重視對成功實驗的剖析,也要重視查找實驗失敗的原因(包含對影響實驗結(jié)果正確性的原因作決定性的判斷)。
例7.(2012年江蘇卷)為了研究乙醇對人體神經(jīng)行為能力的影響,科研人員選取若干自愿者,等量飲用同一種酒,參照世衛(wèi)組織神經(jīng)行為能力測試標(biāo)準(zhǔn),測試短時間反應(yīng)時(對簡章信號作出反應(yīng)的最短時間)、視覺保留(對視覺信號記憶的準(zhǔn)確數(shù))和血液中乙醇濃度。以受試者自身未飲酒時為對照,計算能力指數(shù)相對值,結(jié)果如圖所示。請回答下列問題:
(1)測試期間受試者血液中乙醇濃度的變化說明人體能通過調(diào)節(jié)維持。
(2)隨著血液中乙醇濃度的迅速升高,神經(jīng)行為能力指數(shù)相對值明顯降低,可以推測乙醇會興奮在相應(yīng)反射弧上的傳輸時間,從而降低機體的反應(yīng)速度和判斷能力。
?。?)對視覺信號作出判斷與反應(yīng)需經(jīng)過的神經(jīng)中樞位于。
(4)動物實驗顯示,乙醇能增加腦組織中某種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)與相應(yīng)受體的結(jié)合。由此推測乙醇可能影響了興奮在處的傳輸。
(5)凡有神經(jīng)系統(tǒng)疾患、視聽覺及手部運動障礙都不能作為測試對象,原因是受試者的必須結(jié)構(gòu)完整和功能正常;甲狀腺功能亢進的患者也不宜作為受試者,原因是,從而干擾測試結(jié)果。
解析:本題以酒精對人的行為能力的影響為題材進行實驗研究,研究結(jié)果以曲線圖的形式呈現(xiàn)。試題情景熟悉、真實,聯(lián)系考生的生活實際,考查的知識來自于教材又高于教材,容易引起考生共鳴。從試題設(shè)問看,考查的面廣,層次分明:第(1)問考查從曲線圖中直接獲取信息得出結(jié)論的能力,比較簡單;第(2)、(4)問讓考生分析乙醇使人體神經(jīng)行為能力指數(shù)降低的機理,難度稍微上升了一些;第(3)、(5)問可以說是本題的最高要求,也是最具亮點的地方,要求考生答出正常人“對視覺信號作出判斷與反應(yīng)”這個復(fù)雜反射活動所經(jīng)過的神經(jīng)中樞,以及分析一些常見疾患不能作為測試對象的原因,屬于知識的應(yīng)用層次,體現(xiàn)高考試題的能力立意。
答案:(1)穩(wěn)態(tài)(2)延長(3)大腦皮層和脊髓(4)突觸(5)反射弧甲狀腺激素分泌過多會提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性
4.實驗設(shè)計題
從近幾年高考中實驗題型的變化來看,借助實驗方法創(chuàng)設(shè)新情境,側(cè)重考查學(xué)生對實驗進行分析的能力成為命題趨向,其中設(shè)計型實驗題更是熱點。所謂實驗設(shè)計,就是要求學(xué)生設(shè)計實驗原理,選擇實驗器材,安排實驗步驟,設(shè)計數(shù)據(jù)處理的方法及分析實驗現(xiàn)象。設(shè)計一個實驗,一般要從以下幾個方面入手:(1)了解題目要求,明確實驗要驗證的“生物學(xué)事實”是什么,要驗證此“生物學(xué)事實”的哪一個方面。(2)分析實驗原理:分析實驗所依據(jù)的科學(xué)原理是什么,涉及到的生物學(xué)及相關(guān)學(xué)科中的哪些方法和原理。(3)確定實驗器材的選擇:要根據(jù)實驗所提出的問題和要求,聯(lián)系命題者所提供的器材,準(zhǔn)確判斷和選取實驗所需的用具及材料,不要少用或多用。(4)設(shè)置實驗步驟:分析每一環(huán)節(jié)之間的關(guān)聯(lián)性,或幾個相關(guān)實驗的延續(xù)性,安排實驗的最佳程序。(5)預(yù)期結(jié)果和分析:分析應(yīng)有的實驗結(jié)果,對實驗結(jié)果進行表達和處理。另外要注意的是,進行實驗設(shè)計時,應(yīng)遵循一些基本原則,如單因子變量原則,即控制其他因素不變,而只改變其中某一變量,觀察其對實驗結(jié)果的影響;平行重復(fù)原則,即控制某種因素的變化幅度,在同樣條件下重復(fù)實驗,觀察其對實驗結(jié)果影響的程度;設(shè)置對照原則,即實驗中要設(shè)立對照組,使實驗結(jié)果具有說服力。
6.經(jīng)典實驗信息解讀遷移題
在生物學(xué)的發(fā)展史上有許多經(jīng)典的實驗,這些實驗不僅包含著生物科學(xué)知識,而且蘊含著豐富的能力與方法因素。用經(jīng)典實驗創(chuàng)設(shè)問題情境在生物學(xué)高考試題中屢見不鮮,涉及經(jīng)典實驗的題型主要是推理判斷型。這是一類考查學(xué)生思維能力的試題,需要考生對已有知識進行拓展,在常規(guī)的思維上需要一個跨越,以創(chuàng)新思維方法去分析問題,在分析、推理和綜合之后作出判斷。這類試題解題的一般程序是:在審題時先找出題目中的已知條件和未知條件,再重新組織題目的文字?jǐn)⑹鍪怪兊煤喢?,從而利于?zhǔn)確解題;將簡化后的表述與已知的同類問題進行比較,找出它們之間的共性和本質(zhì)區(qū)別,從而尋找解決問題的思路和途徑;最后找出與問題相關(guān)的事實、概念或原理,并作出正確判斷和選擇或描述。
問:2013年高考實驗題的命題趨向是什么?
答:高考生物學(xué)科命題的指導(dǎo)思想是:有助于高校選拔人才和中學(xué)實施素質(zhì)教育;考查學(xué)生生物學(xué)的基本知識和能力,同時考查生物學(xué)的特點和發(fā)展趨勢。在這一命題指導(dǎo)思想下,命題繼續(xù)保持由知識立意轉(zhuǎn)向能力立意、“既遵循大綱,又不拘泥于大綱”的風(fēng)格。從1999年以來,我們可以清楚地看到考查實驗的要求在不斷提高。這里所講的“提高”,并不是難度的提高,而是實驗涉及面的擴大,是對思維廣闊性、敏捷性要求的提高,是對動手進行實驗操作、掌握實驗基本技能的要求提高,也是對實驗技能在實際應(yīng)用中的要求的提高。例如,從最初的課本實驗強調(diào)實驗的安全性開始,轉(zhuǎn)變?yōu)閷Τ商讓嶒炑b置的操作,再進一步發(fā)展到對可能的幾套實驗方案中選擇最佳方案,后又發(fā)展到用常規(guī)實驗儀器進行創(chuàng)新使用,而最近兩三年已拓展到對學(xué)生課外活動的研究和指導(dǎo)、評價,這與當(dāng)前提倡的研究性課程、研究性課題的進行是完全一致的。
今后高考生物學(xué)實驗題的命題趨向,從能力方面有以下三個特點:
?。?)繼續(xù)注重考查實驗的基本知識和技能,包括實驗的過程、原理、現(xiàn)象和結(jié)果,以及運用恰當(dāng)?shù)纳飳W(xué)術(shù)語闡述生物學(xué)的現(xiàn)象、原理和方法。
(2)創(chuàng)設(shè)新情境,聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際,利用圖、表、曲線和數(shù)據(jù)等表達形式,考查學(xué)生掌握生物學(xué)實驗的情況。
?。?)培養(yǎng)創(chuàng)新能力,考查學(xué)生科學(xué)思維的過程,涉及實驗的思路和實驗設(shè)計等內(nèi)容的開放性實驗題將會加強。
如果從涉及的實驗類型情況看,今后高考生物學(xué)實驗題的命題趨向,有以下三個特點:
?。?)以驗證性實驗為主
按照實驗效能上的差別,可把實驗分為驗證性實驗和探索性實驗。鑒于中學(xué)生實際研究能力較低的狀況,命題中一般以驗證性實驗為主,其中最為常見的是讓學(xué)生驗證某種化學(xué)物質(zhì)(如鎂元素、鈣離子、生長素)或某種環(huán)境因素(溫度、光照、CO2濃度等)對某一生理過程的影響,以及讓學(xué)生驗證某一生理過程產(chǎn)生或消耗了何種物質(zhì)(如CO2、O2、淀粉等)。有時也要求學(xué)生設(shè)計一些略帶探索性的實驗,如某項生理數(shù)值的測定,某種處理方案的尋求,某些科學(xué)假說的判定等。
?。?)以簡易性實驗為主
按實驗的復(fù)雜程度可把實驗分為簡易性實驗和復(fù)雜性實驗。由于中學(xué)實驗的目的主要是對學(xué)生進行初步的科學(xué)訓(xùn)練,而不是讓學(xué)生進行真正意義上的科學(xué)研究,加上中學(xué)實驗設(shè)備又普遍較為簡易的客觀因素,所以命題中一般只會讓學(xué)生設(shè)計一些簡易性實驗——使用常見的材料用具,采用簡單的操作方法的實驗。但也不能排除在少數(shù)情況下,命題者想考查一下考生對新知識的活學(xué)活用的能力和體現(xiàn)一點試卷的現(xiàn)代色彩,有意在題干中介紹一些較先進的實驗方法,如緩沖溶液技術(shù)、離心技術(shù)、放射示蹤技術(shù)、分子雜交技術(shù)等。
?。?)以植物生理實驗和環(huán)保類實驗為主
從以往的實驗試題來看,植物生理類實驗是設(shè)計題中實驗的重點類型,這與植物易于進行培養(yǎng)和實驗有一定的關(guān)系。對動物生理類實驗和微生物類實驗來說,由于學(xué)生有關(guān)動物、微生物培養(yǎng)的知識較貧乏,雖然該類實驗比較難做,一般認(rèn)為命題人對此會有所顧忌,不會將其當(dāng)做重點類型來命題,但是2003年高考上海生物卷、廣東生物卷、江蘇生物卷和全國理綜卷都以此作為命題類型。環(huán)保類設(shè)計題雖然近年來所考較少,但在當(dāng)今社會將環(huán)境保護當(dāng)做熱點問題的形勢下,該類設(shè)計題無疑是一個潛在的重點題型,應(yīng)予以足夠的重視??傮w情況看,今后高考實驗設(shè)計還是以植物生理類實驗和環(huán)保類實驗為主。
問:關(guān)于備戰(zhàn)2013年高考的實驗復(fù)習(xí)有什么建議?
答:生物實驗題首先依據(jù)所涉及的實驗是否來源于學(xué)生所學(xué)的教材,可分為課本實驗題和課外實驗題。課本實驗題指的是考卷中與課本學(xué)生實驗的具體內(nèi)容密切相關(guān)的試題,要求學(xué)生回憶實驗過程、分析實驗原理、運用操作經(jīng)驗。課外實驗題指依據(jù)教材之外的實驗所設(shè)計的試題。
課本實驗題按其具體內(nèi)容的不同可分為:內(nèi)容識記題、原理分析題、操作經(jīng)驗題。
?。?)內(nèi)容識記題:要求學(xué)生根據(jù)對教材中所學(xué)實驗的具體內(nèi)容的識記來答題。應(yīng)對措施:加強實驗內(nèi)容的疏理訓(xùn)練,鞏固記憶。
?。?)原理分析題:要求學(xué)生理解課本實驗各步驟的基本原理,在知其然的基礎(chǔ)上,知其所以然。應(yīng)對措施:仔細(xì)分析實驗過程,全面弄清各步原理。
(3)操作經(jīng)驗題:主要考查學(xué)生是否具備熟練的實驗操作技能。應(yīng)對措施:平時強化實驗操作訓(xùn)練,復(fù)習(xí)強化操作經(jīng)驗題型的訓(xùn)練。
課外實驗題又可分為如下三類:信息讀取題、實驗分析題和實驗設(shè)計題。
?。?)信息讀取題:主要是要求學(xué)生在根據(jù)表示實驗過程和結(jié)果的圖表,正確地讀取相應(yīng)的信息而進行解題。也就是要求學(xué)生能正確理解、分析圖表、圖解所表達的內(nèi)容和意義,并能用圖表等多種表達形式準(zhǔn)確地描述生物學(xué)現(xiàn)象和實驗結(jié)果。應(yīng)對措施:要有意識地加強圖表題的訓(xùn)練。
?。?)實驗分析題:主要是要求學(xué)生依據(jù)一定的實驗結(jié)果,運用所學(xué)的學(xué)科知識分析其中原因或得出正確的實驗結(jié)論。也就是要求學(xué)生能理解科學(xué)實驗的一般方法,理解所考實驗的實驗內(nèi)容,包括實驗原理、方法和操作步驟,并能對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行解釋和分析。應(yīng)對措施:重視分析實驗程序,重視分析實驗結(jié)果和重視理論聯(lián)系實際。
?。?)實驗設(shè)計題:就是要求學(xué)生設(shè)計實驗原理,選擇實驗器材,安排實驗步驟,設(shè)計數(shù)據(jù)處理的方法及分析實驗現(xiàn)象。應(yīng)對措施:講清解題的思路,強化針對性訓(xùn)練。
復(fù)習(xí)中應(yīng)注意的幾點問題:
?。?)羅列教材中的顯性實驗,提高實驗技能。所謂顯性實驗是指教材中明確注明的分組實驗、演示實驗、研究性課題或?qū)嵙?xí)等。收集教材中的隱性實驗,培養(yǎng)科學(xué)的思維方法。我們平時說到實驗,一般是指上文所說的顯性實驗。實際上,課本在講述某一知識點時,往往都由實驗引入或加以實驗驗證。這些實驗,課本中雖未明確注明,卻是科學(xué)家們研究過程的再現(xiàn),我們把它稱為經(jīng)典實驗。經(jīng)典實驗在生物學(xué)發(fā)展史中,深刻地影響著生物學(xué)思想的發(fā)展,顯著推動著生物學(xué)理論的建立,如必修教材中酶的發(fā)現(xiàn)的一組實驗、光合作用的發(fā)現(xiàn)的一組實驗、生長素的發(fā)現(xiàn)的一組實驗等。對于這些實驗,同學(xué)們可以通過閱讀課本將它們一一找出,從中感悟科學(xué)家的探索過程,培養(yǎng)科學(xué)的思維方法,學(xué)會實驗的安排和設(shè)計等。隱含在課本中的實驗,除經(jīng)典實驗外,還有些諸如觀察、驗證、應(yīng)用等類型的實驗。這類實驗不僅包含在課本的正文中,在課本的小資料欄目以及復(fù)習(xí)題中也有一些,同學(xué)們可一并將它們找出分析。
歸類顯、隱性實驗,進行綜合閱讀復(fù)習(xí)。我們不應(yīng)孤立地看待這些顯、隱性實驗,而應(yīng)該從這些實驗的原理、所用材料、步驟、數(shù)據(jù)采集與處理上的異同等角度出發(fā),給這些實驗分門別類,從而組成不同的實驗板塊。比如按實驗材料可分為非生物材料實驗(模擬實驗)和生物材料實驗,生物材料實驗又可分為植物材料實驗、動物材料實驗、微生物材料實驗;按實驗方法可分為顯微觀察、臨床觀察、調(diào)查、雜交、同位素示蹤、生化檢測等;按生物學(xué)實驗技能可分為顯微技術(shù)、染色技術(shù)、裝片制作技術(shù)、徒手切片技術(shù)、無菌操作技術(shù)、測量技術(shù)等類別。同學(xué)們還可以把視野再擴大一些,以更多的角度重新組合新的實驗板塊。
?。?)開放生物實驗室,讓學(xué)生利用課余時間來做生物實驗,在實驗中克服不會設(shè)計對照實驗,或設(shè)計的實驗缺乏科學(xué)性,或?qū)嶒灢襟E不合理的缺點。同時通過實驗錄像和網(wǎng)上的模擬實驗加強學(xué)生的感性認(rèn)識,使學(xué)生對每一個實驗都要認(rèn)真弄懂實驗?zāi)康?、原理,熟悉實驗器材,掌握實驗方法和步驟,能分析、解釋實驗現(xiàn)象和結(jié)論,能處理實驗中出現(xiàn)的非預(yù)期現(xiàn)象,從而掌握實驗設(shè)計的基本方法和技巧。
?。?)將許多科學(xué)家成功探索自然的實驗及發(fā)現(xiàn)改編成實驗題,引導(dǎo)學(xué)生探索發(fā)現(xiàn)。在科學(xué)探究過程中,發(fā)現(xiàn)問題之后能否提出合適的假設(shè)是至關(guān)重要的。合適的假設(shè)往往是最終結(jié)論的前提,提出假設(shè)之后如何驗證,這是更高要求的訓(xùn)練。
?。?)讓學(xué)生按實驗內(nèi)容自主發(fā)散思維設(shè)計實驗習(xí)題,引導(dǎo)學(xué)生邊做邊學(xué),加強討論。
(5)充分利用新教材探究實驗多的特點,以此作為實驗設(shè)計及課題設(shè)計的訓(xùn)練材料。