第二部分：實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng).ppt

1、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)(科學(xué)方法)在2000年第一次“理科綜合能力測(cè)試”后，生物考試中對(duì)考生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ臏y(cè)試出現(xiàn)了本質(zhì)的變化。傳統(tǒng)的考試問(wèn)題集中在實(shí)驗(yàn)的材料工具、方法步驟、現(xiàn)象原理、結(jié)果分析等實(shí)驗(yàn)技術(shù)的檢查上。面對(duì)傳統(tǒng)的考試問(wèn)題，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的學(xué)生考試經(jīng)常出現(xiàn)不能進(jìn)行白實(shí)驗(yàn)的學(xué)生“奇怪”現(xiàn)象。近10多年來(lái)，李綜合考試提出的“對(duì)設(shè)計(jì)研究方案或現(xiàn)有研究方案進(jìn)行相應(yīng)評(píng)價(jià)”的考試問(wèn)題逐漸成為生物學(xué)考試的題型。面對(duì)這樣的考試問(wèn)題，很多考生和地圖老師始終覺(jué)得難以應(yīng)付。原因一，一線教師大部分沒(méi)有經(jīng)過(guò)完整的科學(xué)研究過(guò)程，自己的科學(xué)素養(yǎng)不高。接著考生從小學(xué)到高級(jí)中學(xué)，幾乎沒(méi)有科學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。能力可能源于過(guò)程、科學(xué)過(guò)程的缺失，也必

2、然導(dǎo)致教師和學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和研究能力的下降。面對(duì)當(dāng)前的教育現(xiàn)實(shí)，在高三階段讓考生體驗(yàn)科學(xué)實(shí)踐的過(guò)程顯然是不現(xiàn)實(shí)的?？尚械牟呗允菑睦碚搶用姹M可能地認(rèn)識(shí)科學(xué)研究方法，理解這種考試問(wèn)題的命題規(guī)律，掌握解決問(wèn)題的相應(yīng)技巧，提高“應(yīng)試”能力。問(wèn)題毽子，高師要求：1。具有驗(yàn)證簡(jiǎn)單生物事實(shí)的能力，能夠解釋、分析和處理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果。2.具有初步探索觀察、實(shí)驗(yàn)和調(diào)查、假設(shè)演繹、模型構(gòu)建、系統(tǒng)分析等部分生物學(xué)問(wèn)題的能力。3.對(duì)幾個(gè)茄子簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)和修改。內(nèi)容摘要1。生物學(xué)上經(jīng)常使用的科學(xué)方法2。對(duì)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)要重新研究和確定。閱讀教材中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，理解前人的研究思想，1。是指通過(guò)生物學(xué)常用

3、的科學(xué)方法，所謂科學(xué)方法，各種手段從客觀世界獲得原始的直接資料，整理牙齒材料，加工，尋找規(guī)律，只有可重復(fù)和可檢驗(yàn)的觀察結(jié)果才是可靠的。例如，如果觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和恢復(fù)，則應(yīng)始終觀察相同的細(xì)胞。觀測(cè)實(shí)驗(yàn)不僅要掌握相應(yīng)觀測(cè)工具的使用情況，而且經(jīng)常與使用測(cè)量?jī)x器的測(cè)量一起，隨時(shí)記錄數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)處理記錄結(jié)果。范例1。圖同學(xué)實(shí)驗(yàn)程序，牙齒相關(guān)敘述中錯(cuò)誤的是(A)，圖2，A .階段B主要觀察細(xì)胞質(zhì)大小及細(xì)細(xì)胞壁的位置B。階段D的觀測(cè)結(jié)果與階段B相比，與階段c .階段E相比，將清水D相加。步驟F和步驟B的觀測(cè)結(jié)果必須相同?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)說(shuō)，如果在實(shí)驗(yàn)中破壞老鼠的下丘腦，它就不再有保持體溫的能力了。(1)牙齒

4、實(shí)驗(yàn)表明調(diào)節(jié)體溫的主要中樞正在下丘腦。本實(shí)驗(yàn)的參考是實(shí)驗(yàn)前動(dòng)物的狀態(tài)(或老鼠破壞下丘腦前的狀態(tài))。(3)研究人員怎樣確認(rèn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的體溫是否穩(wěn)定？(？多次間隔時(shí)間測(cè)量動(dòng)物的體溫。如果研究人員想讓實(shí)驗(yàn)老鼠在破壞下丘腦前24小時(shí)、破壞下丘腦后24小時(shí)內(nèi)各自測(cè)量體溫(測(cè)量間隔4小時(shí))，請(qǐng)給相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)適當(dāng)體溫記錄表。(4)研究人員根據(jù)一只老鼠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出了前面的結(jié)論，你認(rèn)為這個(gè)結(jié)論可靠嗎？為什么？難以置信。一次實(shí)驗(yàn)有偶然性，需要多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。如果都得到相同的結(jié)果，上述結(jié)論是可靠的。(b)假設(shè)和實(shí)驗(yàn)，人為干預(yù)，在研究對(duì)象控制條件下進(jìn)行的觀察稱為實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)不僅意味著正確的操作，而且是思維方式。，現(xiàn)象問(wèn)

5、題說(shuō)明(假設(shè)或假設(shè))設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢查假設(shè)(包括實(shí)驗(yàn)材料選擇和儀器使用)實(shí)驗(yàn)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論，現(xiàn)象(胚胎鞘彎曲的生長(zhǎng))問(wèn)題毽子(牙齒現(xiàn)象是否與單側(cè)、定向光相關(guān))假設(shè)(牙齒現(xiàn)象與單側(cè)、定向光相關(guān))設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(現(xiàn)象與定向光相關(guān))假設(shè)(光的彎曲增長(zhǎng)與尖端有關(guān))設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(切尖、切單側(cè)光)結(jié)果(不長(zhǎng)、不彎曲)結(jié)論(假設(shè)成立)，現(xiàn)象(上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果)問(wèn)題(尖端生產(chǎn)什么物質(zhì)，影響細(xì)胞的生長(zhǎng))假設(shè)說(shuō)明(假設(shè)):植物感受單向平行光刺激的區(qū)域是末端以下區(qū)域(B區(qū)域)，而不是A，C區(qū)域。實(shí)驗(yàn)處理：結(jié)論：(3)如果模型實(shí)驗(yàn)由于多種茄子原因，很難或不可能以研究對(duì)象直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則可以用模型代替研究對(duì)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。以動(dòng)物模型對(duì)

6、人體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)激素的生理功能是內(nèi)分泌腺分泌物難以直接回收，只能采用間接迂回法。通常包括三個(gè)階段。(1)觀察經(jīng)過(guò)研究或有分泌激素功能的器官或組織切除后出現(xiàn)的癥狀。(。(2)將其他同類動(dòng)物的相同器官或組織移植到牙齒器官或切除組織的動(dòng)物身上，觀察該動(dòng)物在器官切除后出現(xiàn)的癥狀是否會(huì)消失。癥狀消失，動(dòng)物恢復(fù)正常后，可以知道器官或組織有什么內(nèi)分泌功能。(3)從牙齒器官或組織中分離化學(xué)物質(zhì)，將牙齒器官或組織注射到有節(jié)制的動(dòng)物身上，癥狀消失后，其化學(xué)物質(zhì)激素，經(jīng)典實(shí)驗(yàn)：1849年德國(guó)生理學(xué)家貝托爾德切除了幼小公雞的睪丸，導(dǎo)致雞冠萎縮沒(méi)有發(fā)展。然后，他把另一只正常公雞的睪丸移植到了去睪丸的公雞身上，沒(méi)過(guò)多久，水管

7、就發(fā)達(dá)了，宏偉美麗。因此，他主張，睪丸除了生產(chǎn)精子外，還分泌與血液一起流向全身的特定物質(zhì)，決定雄性第二性征的發(fā)育。這是按照上述三個(gè)階段完成的第一次成功實(shí)驗(yàn)。(4)調(diào)查法一般工作程序：課題的選擇和論證，研究或調(diào)查計(jì)劃方案的制定，研究或調(diào)查過(guò)程(信息收集、分析整理信息)，結(jié)果形式(論文或調(diào)查報(bào)告)，交流和回答，理解成果的價(jià)值，案例3。(2001年上海市李綜合)下面列出了三個(gè)茄子研究課題的名稱。任務(wù)1:上海市市民加入“中華骨髓庫(kù)”的新心態(tài)的分析任務(wù)2:利用上海市地區(qū)太陽(yáng)能的可行性研究任務(wù)3:上海市地區(qū)降雨酸度調(diào)查研究上述三個(gè)茄子任務(wù)之一，選擇為你的任務(wù)，回答以下問(wèn)題。寫(xiě)選定的作業(yè)名稱簡(jiǎn)要列出你的研究

8、計(jì)劃和研究方法清單。牙齒作業(yè)的最終績(jī)效形式是，示例4。(海淀)(1)自行確定環(huán)境調(diào)查的課題，簡(jiǎn)要陳述選擇理由。注：請(qǐng)注意對(duì)選定課題的調(diào)查研究的可行性，選擇“小”標(biāo)題。主題的范圍很廣，可能與我們生存環(huán)境中的各種因素有關(guān)，也可能與人們的環(huán)境意識(shí)、環(huán)境責(zé)任、環(huán)境倫理等人文領(lǐng)域有關(guān)。作業(yè)名稱：寫(xiě)可行的環(huán)境調(diào)查作業(yè)。選擇專題的理由：課題的意義，本人的愛(ài)好，所具備的研究條件等。(2)簡(jiǎn)要制定調(diào)查方案。調(diào)查對(duì)象(或內(nèi)容):調(diào)查方法(獲取數(shù)據(jù)、信息的方法):調(diào)查方案應(yīng)與選定的任務(wù)相對(duì)應(yīng)。調(diào)查方案還應(yīng)包括調(diào)查計(jì)劃。不需要牙齒卷。(3)作業(yè)的最終績(jī)效形式是調(diào)查報(bào)告或小論文。(5)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)重要原則變量的確認(rèn)和控制，

9、研究中問(wèn)題因素實(shí)驗(yàn)處理之間差異因素的確定和控制，全國(guó)范圍實(shí)驗(yàn)問(wèn)題大部分比較簡(jiǎn)單，著重于“變量的確認(rèn)和控制”。SARS空白控制(結(jié)果已知)不給對(duì)照組任何處理因素。c相互控制(通常用于對(duì)未知因素的探索)不是設(shè)置對(duì)照組，而是對(duì)多個(gè)實(shí)驗(yàn)組相互控制、對(duì)照(請(qǐng)參閱實(shí)驗(yàn)組相應(yīng))的一般處理：b自我控制和實(shí)驗(yàn)都在同一研究對(duì)象中進(jìn)行。案例5 .(海淀06研究組制定的實(shí)驗(yàn)方案(d) a .密切監(jiān)視志愿者整體疫苗注射、受試者的反應(yīng)，準(zhǔn)備處理意外情況。志愿者全疫苗注射，密切監(jiān)視受試者的反應(yīng)，觀察、比較，與普通人的差異c .志愿者全疫苗注射，觀察、記錄和統(tǒng)計(jì)有不良反應(yīng)的個(gè)人比例，一組疫苗，一組注射生理鹽水，例6(海淀06

10、.1)目前有以下實(shí)驗(yàn)材料和工具，以探索大豆幼苗生長(zhǎng)的最佳日、夜溫度組合(David assell，Northern Exposure(美國(guó)電視電視劇)，季節(jié))溫度組合范圍：日溫200C300C，yaon 170c 220 c。(3)組合處理比較為_(kāi) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。其他組合，示例7。(海淀04)各種植物的開(kāi)花需要一定的黑暗和照明時(shí)間，但“影響開(kāi)花的關(guān)鍵是黑暗期的長(zhǎng)度，還是照明期的長(zhǎng)度”還不清楚。人們很早就認(rèn)識(shí)到，昌貴每天需要不到16小時(shí)的陽(yáng)光才能開(kāi)花，日照時(shí)間超過(guò)16小時(shí)就不開(kāi)花，16小時(shí)的光就是臨界點(diǎn)。20世紀(jì)30年代，將青耳徐璐放在其他組合的照明器和

11、暗器上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖16所示。(1)在圖16所示的實(shí)驗(yàn)中，各組處理的差異(變量)是黑暗期的長(zhǎng)度。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，你認(rèn)為對(duì)前任的認(rèn)識(shí)可以做什么修改？影響窗口開(kāi)花的關(guān)鍵因素不是照明時(shí)間不到16小時(shí)，而是每天8小時(shí)的黑暗?；蛘撸_(kāi)出長(zhǎng)耳花，不僅需要每天不到16小時(shí)的光，還需要8小時(shí)以上的黑暗。(04上海市生物圈23號(hào))研究燈光強(qiáng)度對(duì)某些鳥(niǎo)的叫聲的影響。以下設(shè)計(jì)不符合研究要求的是()a .記錄了一天中同一地點(diǎn)在同一時(shí)間在同一地點(diǎn)牙齒鳥(niǎo)啼叫的次數(shù)。同時(shí)記錄不同的天氣。記錄牙齒鳥(niǎo)哭的次數(shù)。記錄繁殖季節(jié)牙齒雌、雄哭的次數(shù)。記錄不同季節(jié)在同一地點(diǎn)牙齒鳥(niǎo)啼叫的次數(shù)。c，6 .經(jīng)典高考試題分析，案例9.相

12、應(yīng)地，在生長(zhǎng)發(fā)育階段，處于同一海拔的野菊花的株高沒(méi)有太大差異，但不同海拔的野菊花的株高隨著海拔的提高而顯著降低。要驗(yàn)證環(huán)境和遺傳因素對(duì)野菊花株高的影響，請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)處理：將海拔500米和1000米的野菊花幼苗同時(shí)移植到10米，在10，500，1000 (10人中較少者)生長(zhǎng)的野菊花進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)比較。評(píng)價(jià)：學(xué)生本練習(xí)題大部分是對(duì)照處理。對(duì)“對(duì)比”概念的理解和對(duì)“對(duì)比”因素的分析不足。實(shí)驗(yàn)中的變量和實(shí)驗(yàn)研究的問(wèn)題之間的邏輯關(guān)系(牙齒實(shí)驗(yàn)是相同的處理，但徐璐研究其他兩個(gè)茄子問(wèn)題環(huán)境因素和遺傳因素對(duì)株高的影響)轉(zhuǎn)變?yōu)椤按蟆?。本公出現(xiàn)在題目的開(kāi)頭，很難回答。，數(shù)據(jù)收集：第二年秋天測(cè)量的株高

13、，記錄數(shù)據(jù)，支持以下假設(shè)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)(應(yīng)該預(yù)料):很多“分別測(cè)量三棵樹(shù)的高度”學(xué)生很少寫(xiě)“記錄”。一般顯示實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生不足的經(jīng)驗(yàn)。假設(shè)一個(gè)野菊花的株高變化僅受環(huán)境因素的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，移植10米的野菊花的株高和10米的野菊花的株高沒(méi)有太大差異。評(píng)論：學(xué)生答案錯(cuò)誤：“3棵近似和輪廓”、“明顯升高”、“原500米1000米處野菊花大”或“移植后高于原”等。在牙齒假說(shuō)中，牙齒時(shí)的引用應(yīng)該是10米野菊花的高度。因?yàn)?，假設(shè)生活環(huán)境為10米，株高僅受環(huán)境影響。假設(shè)李雅菊株高度的變化僅受遺傳因素的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，移植到10米的野菊花株高度和原海拔(500米，1000米)野菊花的株高度沒(méi)有太大差異

14、。評(píng)論：學(xué)生答案錯(cuò)誤：“用于對(duì)比的野菊花明顯高”，“1000米的最小”，“原來(lái)500米的野菊花都不變”，“原來(lái)10米長(zhǎng)的野菊花最高”，“按順序”。沒(méi)有分析這種假設(shè)，株高不變(不受環(huán)境影響)，不變的意思是與原來(lái)的生長(zhǎng)地相比沒(méi)有變化。不變或不變的參照原來(lái)是高度的植物高度。假設(shè)三亞菊花株高的變化受到油田和環(huán)境的共同影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，移植到10米的野菊花的株高低于10米，高于原來(lái)的海拔。評(píng)論：學(xué)生答案錯(cuò)誤：“10米野菊花比其他兩種稍微高，1000米比10米和500米稍小”或“原來(lái)500米1000米野菊花都很高”等。學(xué)生未能分析10m移植的野菊花的株高對(duì)比對(duì)象分別是移植前和移植后兩個(gè)環(huán)境的株高。因?yàn)榧?/p>

15、設(shè)株高受兩個(gè)茄子因素的影響。范例10 .(09.11海淀期)想通過(guò)持續(xù)滲透、修改提高對(duì)科學(xué)研究方法理論的學(xué)生認(rèn)識(shí)水平。下表是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，表中的“是”、“無(wú)”。牙齒相關(guān)的準(zhǔn)確分析是(C)本實(shí)驗(yàn)將研究?jī)蓚€(gè)茄子問(wèn)題，可以研究?jī)蓚€(gè)茄子問(wèn)題，可以用皮林試劑檢查實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但不能確定牙齒酶促反應(yīng)的最佳溫度，但是預(yù)計(jì)號(hào)碼試管的反應(yīng)顏色牙齒最深的數(shù)值試管都是號(hào)碼試管的對(duì)照a .氣質(zhì)差異(其他相同)，研究的問(wèn)題是“酶的功能”碘液不能檢測(cè)蔗糖及其變化。因?yàn)椴恢雷罴逊磻?yīng)溫度，所以能期待什么？安裝的2，3試管是徐璐不同溫度的對(duì)比，4號(hào)試管是徐璐不同氣質(zhì)的對(duì)比。范例11 .(2002年李綜合)為了驗(yàn)證“鎂是植物生活的必要

16、元素”，3名同學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以下是實(shí)驗(yàn)的基本理念。請(qǐng)分別指出三個(gè)茄子實(shí)驗(yàn)想法能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，為什么。重?xiě)你的設(shè)計(jì)理念。(1)實(shí)驗(yàn)1:提取生長(zhǎng)狀態(tài)一致的大豆幼苗，培養(yǎng)成符合實(shí)驗(yàn)要求的容器。對(duì)照組容器中僅含有蒸餾水，實(shí)驗(yàn)組中含有蒸餾水制成的鎂鹽溶液。兩組在相同的適宜條件下培養(yǎng)，通氣溶液，觀察兩組植物的生長(zhǎng)發(fā)育。答案：沒(méi)有。蒸餾水和鎂鹽溶液都缺乏植物所需的礦物質(zhì)元素，兩組植物都沒(méi)有正常生長(zhǎng)。(2)實(shí)驗(yàn)2:提取生長(zhǎng)狀態(tài)一致的大豆苗，將其種植在含有砂性土壤的容器中(砂性土壤肥力均勻，容器滿足實(shí)驗(yàn)要求)，對(duì)照組倒入蒸餾水，實(shí)驗(yàn)組倒入蒸餾水制成的鎂鹽溶液，兩組在相同的適宜條件下培養(yǎng)，觀察兩組植物的生長(zhǎng)發(fā)育。答案：沒(méi)有。因?yàn)閮山M容器內(nèi)的砂性土壤中可能含有鎂離子。牙齒問(wèn)題是設(shè)計(jì)規(guī)范，嚴(yán)格?？梢宰鳛閷W(xué)生討論，辨析的例子。，(3)實(shí)驗(yàn)3:提取生長(zhǎng)狀態(tài)一致的大豆苗，將其栽培在含有沙性土壤的容器中(沙性土壤肥力均勻，容器滿足實(shí)驗(yàn)要求)，對(duì)照組倒入植物所需的各種元素全部營(yíng)養(yǎng)液，倒入不含實(shí)驗(yàn)組鎂離子的完整營(yíng)養(yǎng)液，兩組在相同的適宜條件下培養(yǎng)，觀察兩組植物的生長(zhǎng)發(fā)育。答案：沒(méi)有。在兩組容器內(nèi)的砂性土壤中均有鎂離子(4)下，因?yàn)槟憧梢詫?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，所以請(qǐng)寫(xiě)下你的設(shè)計(jì)理念。David aser，Northern Exposure(