讲座有效提高生物实验探究性和操作性的策略课件

有效提高生物实验探究性和操作性的策略

提纲一、问题的提出1、教学现状2、新课标要求及实验的意义二、生物学的本质及实验的特点1、生物学的本质2、生物实验的特点三、增强实验的探究性1、从科学发现史感悟实验的探究性2、实验设计问题化3、从实验变式上拓展问题四、增强实验的操作性1、改变装置2、改变材料3、改变操作顺序五、新方法集锦及反思教师对生物实验活动的教学普遍存在畏难情绪，认为生物学实验没有什么探究性，时间长，如种子的萌发实验、植物的光合作用实验难以在课堂上操作，对实验的教学效果不甚满意，好多采用的是讲实验、背实验、题海战术……1.教学现状一、问题的提出思维敌不过知识面，应试压力下使得部分学校对实验教学缺乏重视，对探究性实验的开设情况也没有很严格的要求和检查标准，造成了部分有一定难度和耗时较长的探究性实验的开设情况不容乐观。

1.教学现状课程基本理念2001（一）面向全体学生（二）立足学生发展2011（一）为每一个学生提供公平的学习科学的机会→面向全体学生（二）关注学生在科学学习过程中的自主发展→立足学生发展2.新课标要求及实验的意义理念优先1、实验课程是一种教学事件，但实验教学过程则是一种课程开发。鼓励创造性的实验，殊途同归。2、教师用教材而不是教教材。可以将教材作为参考，在教材设计的实验本身上拓展出更多的实验思维空间。3、尊重学生独特的感受和理解，帮助学生用个人知识、直接经验、生活世界创造性的设计实验。新课标对教师实验的要求4、教师是实验活动的组织者、引导者和参与者。教师要善于同学生一起激发兴趣、认真探究、共同复习旧知识、总结新知识。师生是学习的共同体。5、充分发掘校本资源和社会资源创造学生探究问题的空间，激发学生的求知欲望。6、着眼于学生的实验技能和科学思维的培养，营造一个动手与动脑、有序与弹性、规则与创新的磁性空间，使学生知识、能力与创新水乳交融。1、有序规范、器材完备、善于控制、讲究方法、操作规范、善始善终、讲究整洁。2、民主、自主、合作、参与3、自我建构、自我生成、自我交流、自我创新4、知识和能力、过程和方法、情感态度价值观三维融合。新课标对学生在实验中的要求体现观察能力、实验操作能力、分析实验现象能力、实验设计能力、综合应用能力学习兴趣是学习活动的重要动力。学生一旦有了学习兴趣

,

注意力就会高度集中

,

思维就会异常活跃

,

学习活动就会随之变得愉快

,

学生就能高效率地掌握知识、技能。实验教学最能激发学生的学习兴趣激趣实验讲“茎的输导作用”时，可先演示一个实验，取A、B

两支试管，分别加入等量的稀释的红墨水。再分别放入正立的和倒立的两株芹菜，其中倒置的芹菜一段剪掉尾部的叶片，露出茎的部分，其根部向上放入试管中。二、生物学的本质及实验的特点有一只母蟹，天生丽质，温柔而又多情，她一直梦想着能找到一只健康聪慧潇洒大方的公蟹做爱人，但却始终不能如愿，因为她有一个条件实在是太难满足了：必须是一只竖着走路的公蟹。

终于有一天，她邂逅了一只竖着走路的公蟹，他们一见钟情，马上就定下了终身。婚礼那天，所有的蟹都来祝贺他们。但是，他们婚后的生活却并不幸福，因为母蟹失望的发现原来竖着走路的白马王子却变成了横着走路的蠢汉，母蟹哭着质问公蟹：“你当初为什么期骗我的感情？”公蟹连忙解释道：“亲爱的，我哪能天天都喝醉呢？”你有何感想？俄国著名的生理学家巴甫洛夫特别强调人的观察能力，他在实验室的墙上刻着几个醒目的大字：“观察，观察，再观察．学会科学的观察，将使你获得很多意想不到的收获．”

聂利实验《蜜蜂并不是靠翅膀振动发声》科学观察顺序先整体后局部，先外到内，有表及里，自下而上，要先用肉眼，再用放大镜或显微镜观察。

2.生物实验的特点

实验场所灵活多样实验材料多为活的生物实验周期一般较长

实验受季节影响较大实验大都是综合性的

分析下面的实验并回答问题：①把相同大小的两块鲜肉分别放在完全相同的甲、乙两个广口瓶中(如图)，其中甲广口瓶不封口，乙用布封口。②数日后，甲、乙两瓶中肉质腐烂，并在甲瓶的腐肉上发现了蛆(苍蝇的幼体)，用布封口的乙瓶内则没有。（1）甲、乙两瓶中肉质腐烂的原因是

。（2）该实验中的变量是

。（3）你对甲瓶腐肉上出现了蛆的解释是

。（4）你从该实验得出的结论是

。实验探究题鲜肉水分充足，有机物丰富，空气中细菌、真菌大量繁殖，引起肉腐败变质/苍蝇/苍蝇在甲瓶内的肉上产卵，虫卵孵化为蛆/腐肉不会自然产生蛆或苍蝇产卵，虫卵孵化为蛆．科学家不断实验探究

——“自然发生说”三、增强实验的探究性1.从科学发现史感悟自然发生说是19世纪前广泛流行的理论，这种学说认为，生命是从无生命物质自然发生的。如，我国古代认为的“腐草化为萤”（即萤火虫是从腐草堆中产生的），腐肉生蛆等。在西方，亚里士多德（公元前384—公元前322）就是一个自然发生论者，有的人还通过“实验”证明，将谷粒、破旧衬衫塞入瓶中，静置于暗处，21天后就会产生老鼠，并且让他惊讶的是，这种“自然”发生的老鼠竟和常见的老鼠完全相同。雷迪的实验→尼达姆的实验→斯巴兰扎尼的实验→巴斯德的实验微生物自然发生？雷迪的实验两个完全相同的肉块放在两个完全相同的罐子中不封口用布封口实验变量：苍蝇是否与肉接触开口的罐子中肉变质并有蛆，封口的罐子中的肉上没有蛆雷迪的实验结论

苍蝇是由亲代苍蝇在腐肉上产的卵发育而来的；无论是苍蝇还是蛆都不会从腐肉中自然发生。雷迪的实验有哪些先进的地方?1、考察单一变量2、将设计对照的思想引入实验尼达姆的实验发现肉汤中滋生了大量微生物煮沸的羊肉汤软木塞塞紧瓶口几天用显微镜观察斯巴兰扎尼的实验塞上软木塞，煮沸2min实验开始实验后一段时间塞上软木塞，煮沸1hAB污染污染？斯巴兰扎尼的实验实验开始实验后一段时间密封，煮沸2min密封，煮沸1h污染未污染CD斯巴兰扎尼的实验它的缺陷在哪里？

他的实验设计没有考虑到和自然情况一致，密闭的烧瓶中缺乏空气。因此许多科学家并不承认他的实验结论，认为是由于缺乏空气而导致微生物没有自然发生。想一想：你认为应该如何改进？巴斯德的实验对自制的酵母菌液和果汁进行消毒瓶口是高山上的无菌空气未污染未污染长时间后长时间后消毒瓶口是鹅颈状的玻璃瓶巴斯德的实验结论巴斯德的实验彻底否定了“自然发生说”

某同学为了认识食物腐败的主要原因，探究食物保鲜的方法，设计了如下实验装置，如右图，请据此回答：（1）在安置好装置之后，利用酒精灯和其他仪器将试管内的肉汤煮沸，其主要目的是_______。（2）除实验装置中给出的细菌生活的基本条件外，还需要____________。弯曲玻璃管的作用是________。（3）肉汤将会腐败的试管是：__________。杀死试管内的微生物/适宜的温度/把空气中的细菌等微生物阻挡在试管之外/A．2000多年前，亚里士多德提出：植物体生长的土壤是构成植物体的原材料。光合作用的发现史

——从柳苗生长之谜说起问题：植物的增重是否来自土壤？植物的增重来自土壤植物的增重并非来自土壤实验设想：A实验前后土壤减少的重量=实验前后柳树增加的重量说明__________________。B实验前后土壤减少的重量实验前后柳树增加的重量说明_______________________。问题：植物的增重是否来自土壤？结论：植物增重所需的物质并非是土壤直接转化的，水才是使植物增重的物质。实验前实验后重量变化（+/—）柳苗重Kg干土重Kg2.39076.889.943+74.5-0.057问题1.水是使植物增重的唯一物质吗？2.在海尔蒙特实验中还忽略了什么因素对植物的影响？3.空气会对植物的生长产生影响吗？1771年普利斯特利的实验示意图结论：绿色植物能够净化因蜡烛燃烧或动物呼吸而变得浑浊的空气。（1）（1）（2）（3）问题当人们重复普利斯特利的实验时，有的获得成功，有的总是失败，甚至发现绿色植物也会更严重地污染空气。这是为什么呢？植物在什么条件下才能更新空气呢？1779年英格豪斯的实验为了让试验的结果更加可靠，英格豪斯并不忙于下最后的结论。他又用了将近3个月的时间，选择不同的植物反复进行了总计500多次实验，终于找到了好空气与坏空气互变的关键原因是“光”。英格豪斯所得出的结论是：在光照下，植物会把坏空气变成好空气，没有光的时候则相反。P58问题光照下的绿色植物究竟是怎样更新空气的呢？1782年，瑞士的科学家谢尼伯曾经做过这样一个实验：他采集了许多植物的绿叶，浸在水里，放在阳光底下。叶子很快就不断地发出一个个小气泡，谢尼伯用一只试管收集了这些气体。这些气体是什么呢？当谢尼伯把一片点着了的木条扔进试管时，木条猛烈地燃烧，射出耀眼的光芒。这说明试管内是氧气，因为氧气能帮助燃烧。接着，谢尼伯又往水里通入二氧化碳。他发现，通进去的二氧化碳越多，绿叶排出的氧气也越多。谢伯尼得出了这样的结论：“在阳光的作用下植物靠着二氧化碳营养而排出氧气。”证明：绿色植物在光下释放__________，同时还吸收了__________。(即产生了_________消耗了_________)氧气二氧化碳氧气二氧化碳1804年瑞士学者索热尔对光合作用首次进行定量测定，发现在光合作用的过程中，植物的增重量大于二氧化碳吸收量减去氧的释放量。因此他指出绿色植物在光下同时还要消耗水，这也与海尔蒙特的结论相吻合。P58问题

绿色植物吸收了二氧化碳和水之后，除了产生氧气，还产生了什么物质呢？1、将绿色叶片先放在暗处处理几个小时的目的是什么？2、为什么让叶片一半暴光另一半遮光？3、叶片一半暴光另一半遮光遇碘颜色为什么不同？1864年萨克斯实验（1）（2）（3）P57绿色植物在哪里完成这一生理过程的呢？问题1880年恩吉尔曼的实验证实：植物的放氧结构是叶绿体希尔的实验

实验的过程:取植物的绿色叶片研磨过滤后,放到两个培养皿中,分别放在阳光下和黑暗中,阳光下的有气泡产生。对照变量是什么？是否有光结论:光合作用需要光照问题光合作用释放的氧气是来自于水中的氧元素还是二氧化碳中的氧元素？1941年【美】鲁宾和卡门的同位素标记实验证实：光合作用产生的氧气来自于水中的氧元素。

1945年【美】卡尔文用同位素示踪法得知光合作用中间产物和环节，确定光合作用的暗反应过程。一老师让同学们探究蜘蛛的听觉器官长在哪里，小明提出猜想：蜘蛛的听觉器官长在腿上。老师觉得小明的猜想很好，让他自己设计实验证明。第二天小明交上实验报告：1实验目的：验证蜘蛛的听觉器官是否长在腿上2实验器材：蜘蛛、小刀3实验过程：

（1）将蜘蛛放在桌子上，用手敲桌子，蜘蛛被吓跑了

（2）用小刀切下一条蜘蛛腿之后，将蜘蛛放在桌子上，用手敲桌子，蜘蛛被吓跑了

（3）再用小刀切下一条蜘蛛腿，将蜘蛛放在桌子上，用手敲桌子，蜘蛛仍然被吓跑

……

（6）将蜘蛛的所有腿全部切掉，将蜘蛛放在桌子上，用手敲桌子，蜘蛛没跑4结论：蜘蛛的听觉器官的确长在腿上。为何这样？实验设计是指在正式进行科学实验之前，实验者根据一定的目的和要求，运用有关科学知识原理，对实验过程中的材料、方法、步骤等全部方案的制定。也就是要为一个研究课题提供一个可行性方案，并通过这一方案的实验获得一个生物学结论或者对某一种生物学现象做出科学的解释。实验的设计2.设计问题化科学实验的基本要求：第一清晰性要求实验构思的逻辑线索（技术思路或技术路线）必须清晰，才能促使实验过程的条理化。——科学理论的指导！第二全面性要求实验设计要统筹主次，避免片面性与主观性的干扰，使实验尽可能全面反映实验对象的整体状况。第三可行性要求认真考察是否具备实验的主客观条件，这些条件是否可以满足实验的需求。如研究人员的理论水平、实验技能以及技术条件如仪器、设备，或已经具备，或经过努力可以具备。对于危险性较大的实验，如细菌实验还需要有充分的安全防护措施等第四精确性要求科研人员在指定实验方案时，必须根据实验目的提出总的精确度标准以及各步骤的精确要求，以利于在实验过程中严格按照标准实施实验方案，保证实验的可靠性和科学性。第五可重复性要求科学实验在同样的条件下，能够获得基本相同的多次实验的结果。可重复性是实验结果客观性的体现。具有可重复性的实验，才具有客观性、科学性和可靠性，才具有可能被科学家共同体所认同和接受。⑴要目的明确，忌随心所欲⑵要明显直观，忌模糊不清⑶要安全可靠，忌弄虚作假。⑷要有启发性，宜简不宜繁教师的设计层面“观察植物细胞”一课中，在学生做好了洋葱表皮临时装片并显微镜下观察到洋葱表皮时，容易出现两种情况：一是很多学生只停留在“我看到细胞了”的兴奋状态下，不作深入的观察；二是学生在刚观察到细胞后，又匆忙换了另一种观察材料如黄瓜、西红柿等。在这些情况下，教师就要在设计时多增加问题，引导学生带着问题深入观察——“观察到的细胞是什么形状的？细胞有什么结构？细胞各结构的颜色深浅相同吗？”，以达成“认识植物细胞的基本结构”的教学目标。设计问题化把盆栽的天竺葵放到黑暗处一昼夜why?1为什么用黑纸片把叶片的一部分从上下两面遮盖起来，移到阳光下照射2？为什么用酒精浸泡叶片而不用水？为什么要隔水加热？下列各实验装置中，能迅速、安全地脱去绿叶中叶绿素的是33.在变式上拓展问题实验结束后,要引导学生思考:为什么要做这个实验?实验中每种仪器和药品有什么作用?是否可以改用其他材料和仪器?通过多个实验探究同一个科学规律，不仅让学生感到通过探究所获得的结论是可靠的，更让同学们感到课本上的实验不是唯一的，可以用不同的器材、不同的实验方法进行实验，这样有利于发展学生的个性，活跃学生的思维，可以激发和满足不同层次学生的探索与创新欲望，使之达到不同层次创新能力培养的目标。显微镜，学生都知道它是起放大作用的。它的各部分结构都有各自的作用。那么我们对它进行一些延伸如为什么要这样做？能不能对它进行改造？能不能再做其它的用途呢？

例如．我出的市初三期末试卷中的实验探究题(1)小明在制作血涂片时，需要得到薄而均匀的血膜，他应按图中▲的推法。(2)他在用显微镜观察血涂片时，首先看到了图中①所示的物像A。然后进行操作观察到图中②所示的物像A，小明观察时没有必要进行的操作是▲。A.转动转换器B.转动细准焦螺旋

C.转动粗准焦螺旋D.调节反光镜(3)同学们在用显微镜观察血涂片时，往往较难找到白细胞和血小板,其原因是▲。(4)医学上“亲子鉴定”需要从血液中提取DNA，那DNA来自血液成分中的▲。在用显微镜观察人体口腔上皮细胞时，有一个步骤是“轻轻向后转动细准焦螺旋”，此操作的目的是（）A.使物镜上升，为了物像清晰B.使物镜下降，为了物像清晰C.使物镜上升，为了视野亮度适合D.使物镜下降，为了视野亮度适合再如：四、增强实验的操作性改进实验操作。而实验操作的改进需要多次实践，具体情况具体分析，可针对操作的装置、材料、步骤进行优化，也可针对操作方法进行优化。教师的操作层面⑴规范操作、合理使用器材，提高实验教学的有效性⑵掌握技巧、改进实验，提高实验教学的有效性⑶利用现代多媒体技术，提高实验教学的有效性。对“光合作用产生氧气”实验的改进教材中实验的不足之处

1．植物被漏斗压住，叶片得不到充分舒展，妨碍接受光照。

2．漏斗柄一般较长，必须锯短，否则装满水的试管倒插时容易进空气。

3

．选用的玻璃杯要尽可能深。4．操作麻烦，容易造成失误。

1.改变装置用蜡封住漏斗口，收集的气体就在漏斗里，省略了试管，放出气体时用牙签钻一个洞，效果就很好。光合作用氧气的收集装置改进光合作用氧气的收集装置改进①实验目的：验证光合作用需要光和叶绿素，光合作用的产物是淀粉。②实验装置（见下图）③仪器、药品用量（见表２）教科书实验《光合作用》之探究植物光合作用的条件和产物实验的改进微型实验教科书实验微型实验仪器酒精灯、三脚架，烧杯（500ml）、烧杯（100ml）、表面皿、胶头滴管青霉素瓶（9.5ml）、载玻片、镊子青霉素瓶自制的小酒精灯、注射器药品用量需要酒精50ml，用沸水开始加热完成实验要15分钟只需要酒精1ml完成实验只需要2分钟1.改变装置“绿叶在光下制造有机物”这一实验在水浴加热的环节中，由于小烧杯漂浮在水中，加热时容易侧倾而与大烧杯壁发生碰撞，有时会把里面的无水乙醇洒出，造成实验的安全隐患。另一方面，小烧杯的杯口较大，无水乙醇易挥发，容易造成浪费。增加辅助装置，在本实验中，经过多次的实践后，我们在大烧杯里放入一条纱布，水浴加热时可以起固定小烧杯的作用，避免小烧杯的侧倾，效果非常不错；另外，在装有无水乙醇的小烧杯口盖上一个小培养皿，可减少无水乙醇的挥发，达到节约乙醇的目的。水浴加热的目的是加快叶绿素溶解的速度，实际操作中用酒精灯将大烧杯的水加热时间较长，既耗费燃料，又浪费实验课的时间。为节约宝贵的课堂时间，有些老师选择在加热的过程中讲授知识，这样做不利于学生对现象的观察，又打断了实验的连续性，有些时候还会在讲课过程中出现实验安全问题，得不偿失。其实，改进的方法非常简单，只需要用70℃左右的热水（酒精的沸点为78℃左右，热水温度过高易加快酒精蒸发，造成浪费）代替冷水，便可大大加快实验的速度，减少酒精的浪费，节约课堂时间。种子萌发的条件装置改进九上“酶的特性和作用条件”实验①实验材料：A．证明酶的催化反应优点：嘉兴市秀洲区洪合中学唐惠祥老师对该实验的改进：②实验步骤：2.改变材料B．证明酶的专一性C．证明酶的高效性注意：过氧化氢溶液控制在试管1/5左右，开始比较缓慢，大约1分钟以后会有大量气泡逸出，注意安全。D．证明酶的作用条件（温度和pH）问题的提出：事先的准备：在两只小试管注入2毫升的唾液，在0℃冰水和沸水中水浴，可以课前准备。

教材上介绍的实验材料天竺葵在南方不太常见，而且天竺葵叶片较大，较难完整放入小容器中，溶解叶绿素所需要的乙醇也更多，水浴加热的时间较长，容易造成乙醇和燃料的浪费。黄花酢浆草和蔓花生由于叶片更小更薄，特别是黄花酢浆草，大大节约了无水乙醇的使用量，缩减了处理叶片和加热的时间，既提高了实验的效率，又节省了乙醇和燃料，是天竺葵的优良替代材料。黄花酢浆草和蔓花生是多年生草本，一般园土即可生长，蔓花生为豆目蝶形花科蔓花生属，多见于华南地区，而黄花酢浆草为牻牛儿苗目酢浆草科酢浆草属，全国各地都有分布，是比较理想的实验材料。二氧化碳是光合作用的原料用泡腾片制取二氧化碳“制作洋葱鳞片叶表皮细胞的临时装片”这一实验，洋葱内表皮本身无色透明，在白亮的视野中效果不好，如果使用紫色的外表皮，又不易撕取，实际上，在实验前，将洋葱从顶部十字形切开，再分成一片片放在通风处，四、五天后内表皮变成紫色，这样既好撕取，又不用染色，而且效果极好。

观察与测量常需借助仪器，例如量筒、天平、显微镜、天文望远镜等。利用显微镜还可观察洋葱表皮细胞结构。制作洋葱表皮细胞临时装片时，容易产生气泡而影响观察，请你简要说明减少装片中气泡的做法：

；装片制作

3、改变操作顺序制作洋葱表皮细胞临时装片，先滴后盖的染色方法比常规的做法速度快，效果好或者把盖好的装片稍微竖起显微镜的使用先设计、后使用、再总结观察人口腔上皮细胞时，只滴一滴唾液在载玻片上，加上染液，盖上盖玻片，制成临时装片，可不用生理盐水和牙签，细胞不重叠，实验效果好。实验所用的吸水纸只要那种很一般的面巾纸就行了五、新点子集锦及结束语新点子蜗牛不出来怎么办？玻璃板换成透明的薄膜剥离玉米种子胚酵母菌发酵新点子遮光新处理

小麦种子的妙用反思实验中简易的条件多了，实验的准确性必然会大打折扣，如何解决？

谢谢！课本中有关生物内容的活动1观察蜗牛2实验——练习使用显微镜目的：认识显微镜的结构,知道各结构的操作方法,练习使用显微镜观察微小的物体并学习绘制显微图,体验工具和技术对科学观察所起的作用3实验——观察动物细胞和植物细胞目的：继续练习使用显微镜,练习制作临时装片,进一步认识细胞的基本结构和动植物细胞的区别,练习绘制生物显微图4受精卵的分裂5用显微镜观察人体四大基本组织6将四大组织的特点填入表格

7将动物分类8你最喜爱的脊椎动物是什么,归纳特征并提问同学9利用图检索动物,脊椎动物分类10利用图检索动物,无脊椎动物分类11探究蚯蚓是怎样生活的12利用图检索植物13用肉眼和放大镜观察草履虫再在显微镜下观察并画图研究性学习课题一收集生物样品尝试生物分类目的是收集生物样品,认识物种的多样性及其独特性,学习生物分类和检索这一方法,提高保护生物多样性的意识二观察动物的形态和生活习性目标是学习观察方法增强观察能力,学会描述动物的形态和生活习性,了解生物对环境的适应性七下1观看婴儿诞生的录像片，了解新生命诞生的过程

2观看性教育音像资料，有条件的学校可组织参观性教育展览，了解人在青春期的生理和心理变化特点

3填表动物的生殖方式受精方式胚胎发育方式

4观察浸涨的菜豆种子和玉米种子它们的结构，用列表方式进行比较

5探究种子萌发需要什么条件

6观察花的结构

7填图植物的生长时期

8实验——扦插目的：了解扦插是植物营养繁殖的常用方法之一，学习扦插的操作技能9制备面团面团发酵

10将蘑菇的菌盖平放在白纸上，让菌褶向下盖上倒扣的玻璃杯，隔两三天揭开玻璃杯，拿起蘑菇在白纸上看到

11眼睛的近点与远点

12定盲点

研究性学习课题

青春期的心理及保健目标是练习资料查阅和口头报告的方法，了解青春期的心理特点及相应的保健知识，学习在青春期科学安排自己的饮食、运动交往和心理调适等方法，练习在同伴间有效交流自身成长及心理等的方法八上1活动含羞草的触性根的向地性

2实验——植物的向性目的：知道什么是植物的向性，了解植物感应性对植物生存的意义，继续练习用绘图方法表示实验结果，练习较复杂的实验方案设计，学会对实验条件进行有效的控制。

3探究激素分泌不正常引起的症状及对日常生活的不利影响

4活动人对不同信号的反应

5活动膝跳反射

6探究精神因素对人体正常生理活动的影响

7测体温

研究性学习课题动物行为的形