(四)重难点点拨
1.显微观察实验
高中生物学教材中的相关实验有:“观察叶绿体及细胞质流动的观察”、“观察植物细胞的有丝分裂”、“观察植物细胞的质壁分离与复原”。
顺利开展这类实验,首先应当知道显微镜的基本构造,应结合几何光学的知识,理解显微镜成像原理,在此基础上熟练掌握显微镜的基本操作,特别是高倍镜的使用。其次应弄清相关实验的实验原理,明白所要观察的结构的特点及具体的观察目标。
2.生物体中有关生命物质的提取、分离、鉴别(定)实验
高中生物学教材中的相关实验有:“生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定”、“叶绿体中色素的提取和分离”、“DNA的粗提取与鉴定”。
中学阶段,最常用的提取、分离的方法是利用各种物质溶解度的差异进行盐析或层析;最常用的鉴别(定)方法是利用各种物质特定显色反应(此法应严格控制样品的量,及排除其他有色物质的干扰);最常用的定量方法是滴定法和比色法。
3.模拟实验
在科学研究活动中,对于许多假说的验证,可能会受到时间或空间条件的限制,在这种情况下,就需要在实验室内,人工地创造一定的条件或因素,模拟实际情况下的条件或因素(有时则需要把所考查的因素突出或集中),从而使研究者能够用较短的时间、方便的空间、较小的代价,获得可靠的实验结果。为了保证模拟实验具有仿真性,必须严格地控制实验条件;为保证实验的科学性,除事先根据实验条件设计的各种参数外,实验过程应坚决杜绝其他人为的干扰因素。随着数学科学的发展和计算机科学技术的进步,数学建模及以数学建模为基础的计算机模拟实验发挥了越来越重要的作用,如高中生物学教材中的“种群增长模型”就是数学建模的典例。
高中生物学教材中的相关实验有:“制作DNA双螺旋结构模型”、“性状分离比例几率的模拟”、“设计并制作小生态瓶,观察生态系统的稳定性”。
此外,“DNA分子杂交”、“动物种群密度的取样调查”、“生态系的模拟”如“生物圈Ⅱ”试验、“用数学模型模拟自然选择作用、竞争和捕食”等。这些也可以作为教材实验素材的拓展。
4.基于细胞培养的实验
高中生物学教材中的相关实验是:“学习微生物培养的基本技术(培养基制备、接种、培养等技术)”、“自生固氮菌的分离(选做)”、“学习植物组织培养技术(选做)”。
该类实验需配制培养基,并对培养基进行消毒灭菌,分离出的组织或细胞(细菌)都要在人工配制的培养基上进行培养。实验过程涉及培养基的配制、灭菌、接种等基本操作,实践性强,技术要求熟练,对实验者的操作技能提出了较高要求,是决定实验成败的关键。
5.实习与研究性课题
“实验法”、“观察法”和“调查法”是进行科学研究的主要方法,结合高中研究性学习内容,可以对学生进行全方位的训练,从而提高学生学习的兴趣,培养学生的能力。社会调查等实践活动,在培养学生的能力特别是交际能力、语言表达能力、建立良好地协作关系等方面是十分有益的。
高中生物学教材中的实习与研究性课题有:“种群密度的取样调查”、“调查媒体对生物科学技术发展的报道”、“调查环境污染对生物的影响”、“收集有关生态农业的信息,根据当地农业生产情况,设计一个农业生态系统”、“收集有关生物工程产业发展的信息,并做交流报告”、“调查生物工程制品在社会生活中的应用,并写出交流报告”、“用当地某种植物做有性杂交试验(选做)”、“动物激素饲喂小动物的实验(选做)”。
实习活动的周期一般较长,存在一些不确定的因素,因此,在开展实习活动之前,应作好充分物质、技术准备,制订详细的实习方案,特别是要明确开展实习活动的日期、地点、某一具体操作的时刻及其量度,如“动物激素饲喂小动物的实验(选做)”中投药的时间和剂量,“用当地某种植物做有性杂交试验(选做)”的季节及采集花粉和授粉的时间,“种群密度的取样调查”的季节及调查区域范围等。
6.探究性实验
通过实验探索可以得出相应结论,从而使学生获得新知,让学生重视知识的发生、发现过程,从而培养学生的创新精神和实践能力。这一类的实验我们称为探究性实验,包括“比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率”、“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”、“温度对酶活性的影响设计实验”、“植物向性运动的实验设计和观察”、“观察生长素或生长素类似物对植物生长发育的影响”、“观察SO2对植物的影响”等。该类实验主要训练学生基本的实验设计能力,实验分析能力等,其基本内容包括:
(1)实验设计的—般程序
①明确实验目的和具体要求;②确定实验的原理和研究对象;③明确实验条件(如仪器、温度等);④确定实验设计思路;⑤设计实验步骤;⑥实验结果的预测和分析。
(2)实验设计的基本原则
①科学性;②严谨性;③实验条件的一致性;④可重复性。
(3)解答实验设计题的基本技巧(见下面流程图)

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