1  實(shí)驗(yàn)分析要科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)

 

教材編者注重自主探究能力的培養(yǎng)，有時(shí)不把實(shí)驗(yàn)分析詳細(xì)表述出來，編者偏重于整體編寫思路，對每一個(gè)小局部難以做到精雕細(xì)琢，這都會(huì)留下了一些思考與分析的空間。所以，教材上的實(shí)驗(yàn)分析往往有完善或改進(jìn)之處，如果照本宣科地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（資料）分析，不一定嚴(yán)謹(jǐn)，可能給學(xué)生留下疑惑，達(dá)不到理想的教學(xué)效果。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析的教學(xué)，教師應(yīng)該遵循科學(xué)性原則先進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)、全面的實(shí)驗(yàn)分析，找出實(shí)驗(yàn)分析的關(guān)鍵點(diǎn)、盲點(diǎn)及拓展方向，然后依據(jù)正確的教學(xué)策略與教育教學(xué)理念進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，從細(xì)節(jié)著手巧設(shè)疑問、激活思維，引導(dǎo)質(zhì)疑、猜測、分析、類比、判斷。

 

2  設(shè)置有效問題引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)分析

 

培養(yǎng)思維能力是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析的重要教學(xué)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的關(guān)鍵是探究問題的有效性。教“細(xì)胞核”一節(jié)課做“資料1-黑白美西螈核移植實(shí)驗(yàn)”的分析時(shí)，如果把“資料1”完整呈現(xiàn)后照本宣科地討論“問題1”，學(xué)生能不加深思地做出判斷而答出正確答案，思維的深度不夠、過程性不強(qiáng)。如果在呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方法之后、呈現(xiàn)結(jié)果之前追加一問：在實(shí)驗(yàn)結(jié)果還未明顯顯現(xiàn)之前，你預(yù)測一下會(huì)有哪些可能的結(jié)果？可得出什么相應(yīng)的結(jié)論？結(jié)果學(xué)生答出了“黑色”、“白色”、“灰色”和“斑馬色”及對應(yīng)的結(jié)論，其中的“斑馬色”可能老師都沒有想到。教材的“問題1”有點(diǎn)誘導(dǎo)式提問的嫌疑，不是有效探究問題，追加的這一問，真正引發(fā)了學(xué)生思維，因?yàn)橥卣沽藢W(xué)生的思維空間、提高了思維強(qiáng)度[1]。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析的教學(xué)時(shí)，要注意設(shè)置有效問題引起對重要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或結(jié)果的質(zhì)疑與關(guān)注、引領(lǐng)學(xué)生明確思維的目標(biāo)指向，從而激活思維，拓展思維空間和突破思維的難點(diǎn)、盲點(diǎn)。

 

3  依據(jù)教學(xué)理念與學(xué)生素質(zhì)選擇教法

 

完成哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的吸水與失水實(shí)驗(yàn)的分析后，設(shè)問：如果將成熟的植物細(xì)胞置于不同濃度的外界溶液中，成熟的植物細(xì)胞會(huì)發(fā)生怎樣的變化？引導(dǎo)將紅細(xì)胞吸、失水原理遷移到植物細(xì)胞，以成熟植物細(xì)胞的細(xì)胞壁與原生質(zhì)層的結(jié)構(gòu)與生理特點(diǎn)為據(jù)進(jìn)行分析，探討預(yù)測成熟植物細(xì)胞處于不同濃度溶液中時(shí)的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化，啟導(dǎo)“發(fā)現(xiàn)”質(zhì)壁分離及其復(fù)原現(xiàn)象。這樣的教學(xué)程序?qū)崿F(xiàn)了實(shí)驗(yàn)情境與結(jié)果的遷移，跟先實(shí)驗(yàn)后分析的教學(xué)程序比較，在訓(xùn)練學(xué)生的探究與分析能力方面更有效[2]。先呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果后分析解釋也是一種教法，偏重點(diǎn)不同和學(xué)習(xí)難度降低，因材施教而已。

 

4  先做鋪墊降低難度

 

生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)分析，往往要運(yùn)用數(shù)理及化學(xué)原理，但其他課程學(xué)習(xí)某些相關(guān)原理比較靠后，因此，在引導(dǎo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析之前，要把相關(guān)原理交代清楚先做好鋪墊。例如分析過氧化氫在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)，就要把活化分子和活化能等化學(xué)概念與原理交代清楚：化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，是常態(tài)分子吸收一定的能量后變成的活化分子，單位空間內(nèi)活化分子的比率增加，活化分子之間的有效碰撞增多，反應(yīng)速度加快。有些物質(zhì)分子要吸收較多的能量才能變成活化分子，反應(yīng)不易進(jìn)行或速度慢。單位數(shù)量的物質(zhì)由常態(tài)分子轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨�分子需要的能量叫做活化能（J/mol），有些物質(zhì)在催化劑的作用下改變了化學(xué)反應(yīng)的途徑，降低了活化能，使常態(tài)分子容易變成活化分子。

 

表1．過氧化氫在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)

 

甲組

乙組

丙組

丁組

過氧化氫

等量且適量

條    件

常溫

90℃

加入FeCl3溶液

加入肝臟研磨液

結(jié)    果

未產(chǎn)生氣泡

緩慢產(chǎn)生氣泡

快速產(chǎn)生氣泡

超快速產(chǎn)生氣泡

 

乙組與甲組比較，H2O2在加熱的條件下可以分解，是H2O2在加熱的條件下獲得了了能量，獲得一定能量后的H2O2分子變成了活化分子，能夠進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。丙組加入FeCl3溶液，丁組加入的肝臟研磨液（過氧化氫酶）不能使H2O2分子獲得能量卻能使H2O2分子容易分解，是因?yàn)镕eCl3和過氧化氫酶改變了反應(yīng)途徑，降低了活化能，使H2O2由常態(tài)分子轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蜻M(jìn)行反應(yīng)的活化分子需要的能量變少。丁組的反應(yīng)速度顯著比丙組快，說明過氧化氫酶降低活化能的效果比FeCl3更顯著，在過氧化氫酶作用下，單位空間內(nèi)活化分子的數(shù)量更多，過氧化氫酶的催化效率更高。

 

如果不先做活化分子與活化能方面的鋪墊，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，只能是教師唱獨(dú)角戲。所謂的實(shí)驗(yàn)分析，難以使學(xué)生獲得深刻的體驗(yàn)體會(huì)，很可能就成了以實(shí)驗(yàn)情境承載知識結(jié)論的傳授課。不過，對于基礎(chǔ)較差的學(xué)生也沒有必要把問題搞得太復(fù)雜。

 

5  改變實(shí)驗(yàn)條件后引導(dǎo)重新預(yù)測分析

 

按教材要求完成正常的實(shí)驗(yàn)操作并獲得結(jié)果后，提出假設(shè)改變實(shí)驗(yàn)的部分條件，讓學(xué)生預(yù)測分析條件改變后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能夠強(qiáng)化學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理與操作的認(rèn)識。例如完成提取葉綠體中的色素實(shí)驗(yàn)后，提出以下問題供學(xué)生思考：（1）如果某同學(xué)在提取色素的過程中忘了在研缽中添加CaCO3，他提取的色素溶液的顏色是怎樣的？（2）如果某同學(xué)用水稻的葉黃素缺失突變體做色素提取實(shí)驗(yàn)，將其葉片進(jìn)行了紅光照射光吸收測定和色素層析條帶分析（從上至下），與正常葉片相比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果將是怎樣的？（光吸收差異不顯著，色素帶缺第2條）

 

6  巧質(zhì)（置）疑引導(dǎo)捕捉疑點(diǎn)，激發(fā)創(chuàng)新思維

 

教材試圖將細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系這一模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果遷移到細(xì)胞以解釋細(xì)胞不能無限長大，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論之一是細(xì)胞體積越大，其相對表面積越小，細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸效率就越低。但是，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果的方法是測量NaOH在一定時(shí)間內(nèi)的擴(kuò)散深度，也可得出“細(xì)胞太大，物質(zhì)從細(xì)胞外圍部分遠(yuǎn)距離運(yùn)送到細(xì)胞中心部分有困難”的結(jié)論，這一結(jié)論又會(huì)生出疑問：細(xì)胞是由小長大的、持續(xù)生活的，細(xì)胞長到較大體積的過程中，細(xì)胞中心的物質(zhì)有足夠時(shí)間擴(kuò)散到外圍部分，外圍部分的物質(zhì)也能擴(kuò)散到細(xì)胞中心，細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)還可以使這種胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸加速。因此，實(shí)驗(yàn)的情境跟活細(xì)胞及其物質(zhì)運(yùn)輸有較大區(qū)別，模擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)的細(xì)胞生命活動(dòng)之間的平行關(guān)系不明顯，教材所述實(shí)驗(yàn)結(jié)論不夠深刻卻又不易被學(xué)生理解，且缺乏說服力，難以充分說明細(xì)胞不能無限長大的主要原因[3][4]。所以，在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)好的班級，計(jì)算完NaOH擴(kuò)散到瓊脂塊的體積與整個(gè)瓊脂塊的體積的比值后，設(shè)置“如果延長瓊脂塊在NaOH溶液中的浸泡時(shí)間，NaOH在較大瓊脂塊中的擴(kuò)散深度增加，NaOH擴(kuò)散到瓊脂塊的體積與整個(gè)瓊脂塊的體積的比值將會(huì)發(fā)生什么變化”一問引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑，把實(shí)驗(yàn)分析引向更嚴(yán)謹(jǐn)、更深刻而又易理解的角度，即聯(lián)系物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)母鞣N方式，立足于細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)能力是有限度的，用數(shù)學(xué)模型解析大小不同的細(xì)胞的細(xì)胞膜相對于細(xì)胞需要的負(fù)擔(dān)大小，得出更科學(xué)的結(jié)論，即：（1）局部細(xì)胞膜的負(fù)擔(dān)跟細(xì)胞的半徑成正比，（2）細(xì)胞太大，細(xì)胞內(nèi)部的物質(zhì)擴(kuò)散、傳遞的速度變慢，細(xì)胞內(nèi)生命活動(dòng)的調(diào)控與緩沖不靈敏。

 

7  注重推理啟導(dǎo)“發(fā)現(xiàn)”

 

引導(dǎo)學(xué)生討論與分析教材提供的有關(guān)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的資料時(shí)，應(yīng)先充分發(fā)掘資料中的思維素材并以適宜方式呈現(xiàn)，然后設(shè)置恰當(dāng)?shù)膯栴}，引起學(xué)生對關(guān)鍵之處的關(guān)注進(jìn)而啟發(fā)學(xué)生思考，使學(xué)生真真有所“發(fā)現(xiàn)”。教孟德爾的自由組合定律時(shí)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論與分析不妨用表格呈現(xiàn)結(jié)果并設(shè)置以下問題引導(dǎo)思考而誘導(dǎo)“發(fā)現(xiàn)”。

 

表2．孟德爾兩對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)

①

親本

黃色園粒（YYRR）×（yyrr）綠色皺粒

②

F1基因型

黃色園粒（YyRr）

③

F2表現(xiàn)型

黃色園粒

黃色皺粒

綠色園粒

綠色皺粒

④

F2部分基因組成

Y＿R＿

Y＿rr

yyR＿

yyrr

⑤

F1配子傳給F2的部分基因

YR

Yr

yR

yr

⑥

對F1配子比例與受精方式、幾率的推測

 

⑦

對推測的驗(yàn)證及實(shí)驗(yàn)結(jié)論

 

 

純種黃色園粒與綠色皺粒豌豆雜交，F(xiàn)2中每對相對性狀的分離比是多少？說明每一對相對性狀的遺傳符合什么規(guī)律？F2中的單個(gè)性狀有親本不具有的新性狀嗎（無）？

 

F2中不同于親本表現(xiàn)型的新類型新在哪里（親本性狀的重新組合）？ F2的四種表現(xiàn)型說明F1通過配子向F2傳遞了什么基因？

 

F1黃色園粒（YyRr）在遵循分離定律的前提下，能形成哪幾種基因組合的配子？

 

F1形成配子，除了控制同一種性狀的基因的相互分離外，還有什么特點(diǎn)（非等位基因重新組合。還不能得出“自由”組合的結(jié)論）？

 

F1的四種雌配子和四種雄配子相互受精，有多少種受精方式？（演示受精方式的表格，填寫得到的F2的基因型與表現(xiàn)型）若要使得到的F2的表現(xiàn)型比例為9?3?3?1，每一種受精方式得到的、具有均等發(fā)育機(jī)會(huì)的受精卵各自占多少比例？怎樣才能得到該比例？

 

根據(jù)剛才的分析推導(dǎo)，請?zhí)岢黾僭O(shè)解釋出現(xiàn)9?3?3?1這一比例的原因……

 

設(shè)計(jì)上述教學(xué)環(huán)節(jié)就是要啟導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)YyRr形成配子的方式，發(fā)現(xiàn)YR、Yr、yR及yr四種配子比例均等和參與受精的機(jī)會(huì)均等，使學(xué)生在分析推導(dǎo)的過程中有所感悟，能自己提出解釋出現(xiàn)9?3?3?1這一比例的假設(shè)。沒有一定的思維深度和嚴(yán)密的邏輯推理，就缺乏有效的思維探究過程，對探究實(shí)驗(yàn)結(jié)果的探究分析就會(huì)變成知識的傳授。

 

8  適度進(jìn)行批判性分析

 

生長素的發(fā)現(xiàn)，先后經(jīng)過了多位科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)探究。每位科學(xué)家的探究實(shí)驗(yàn)都是階段性的，存在局限，各位科學(xué)家的探究受到之前的探究成果的啟示或以之前的探究成果為依據(jù)，因此，各位科學(xué)家的探究又是前后銜接而具有連續(xù)性的。通過批判性的實(shí)驗(yàn)分析，對各位科學(xué)家的探究過程與成果進(jìn)行評價(jià)，指出解決的問題（得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論）與局限，指出受之前的實(shí)驗(yàn)探究的啟示及對之后的實(shí)驗(yàn)探究的影響，對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)探究能力和實(shí)驗(yàn)分析能力是有益的。

 

表3．科學(xué)家發(fā)現(xiàn)生長素的研究過程及評價(jià)

實(shí)驗(yàn)研究的過程

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

評    價(jià)

1．達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)

 

（圖1）

單側(cè)光照射使胚芽鞘尖端產(chǎn)生某種刺激，該刺激傳遞到下部的伸長區(qū)時(shí)，造成背光面比向光面生長快

達(dá)爾文沒有弄清“刺激”是什么？是物理信號還是化學(xué)物質(zhì)？“刺激”是促進(jìn)背光面生長還是抑制向光面生長

2．鮑森·詹森的

 

實(shí)驗(yàn)（圖2）

胚芽鞘尖端產(chǎn)生的刺激，可以通過瓊脂片傳遞給下部

印證“刺激”的存在和可以向下傳遞，不能說明刺激的本質(zhì)和作用

3．拜爾的實(shí)驗(yàn)

 

（圖3）

胚芽鞘的彎曲生長，是尖端產(chǎn)生的刺激物在下部分布不均勻造成，尖端產(chǎn)生的刺激可能是一種化學(xué)物質(zhì)

只有提取到這種物質(zhì)并驗(yàn)證它的作用，才能真正證實(shí)拜爾的觀點(diǎn)──刺激是一種化學(xué)物質(zhì)

4．溫特的實(shí)驗(yàn)

 

（圖4）

證明刺激是一種化學(xué)物質(zhì)，推測它有類似動(dòng)物激素的作用，命名為生長素

受鮑森·詹森實(shí)驗(yàn)的啟示，用瓊脂塊收集刺激物質(zhì)生長素，觀察生長素對胚芽鞘下部的影響是促進(jìn)生長。不能說明生長素是什么化學(xué)物質(zhì)，不能說明單側(cè)光使生長素在胚芽鞘下部背光側(cè)分布多的原因：單側(cè)光使生長素向背光側(cè)運(yùn)輸呢還是使向光側(cè)的部分生長素分解？

5．尿液中提取

 

吲哚乙酸

具有類似生長素的作用

生長素可能是吲哚乙酸，為提取并分離生長素提供了線索

6．從高等植物分

 

離到吲哚乙酸

確認(rèn)吲哚乙酸就是生長素

生長素最終被發(fā)現(xiàn)。以上實(shí)驗(yàn)不能說明單側(cè)光使生長素在胚芽鞘下部背光側(cè)分布多的原因

 

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/153181.html

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