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高中生物学选修1模块实验教学探究

[日期:2017-02-16] 来源:《生物学教学》2017年第1期  作者:池淮清 [字体: ]

    1通过实验揭示原理

    人教版高中生物学教材选修1《生物技术实践》设置有传统发酵技术的实验,例如,酿葡萄酒、制作腐乳和泡菜等。这些传统发酵技术在我国寻常百姓家中常运用,学生也常耳闻目睹,再选修这些传统发酵技术的实验,会感到十分亲切,能激发他们的学习兴趣。但教材选编这些传统发酵技术实验的目的,并不是仅仅让学生根据实验流程,操作一遍实验,而是让学生通过亲身体验实验过程,理解实验原理,掌握实验要领。例如,传统发酵技术的应用中课题1“果酒和果醋的制作,学生对果酒和果醋的制作方法和流程十分熟悉了,因此,在实验教学过程中,教师要求学生不仅要严格地根据教材提供的实验方案进行实验,而且还要带着一些问题边思考边实验:①为什么先冲洗葡萄再除去枝梗?实验过程应从哪些方面防止发酵液被污染?制葡萄酒时,为什么要将温度控制在18°C25°C?制葡萄醋时,为什么要将温度控制在30°C35°C?制葡萄醋时,为什么要适时通过充气口充气?在制葡萄酒和葡萄醋的过程中,发酵液分别有哪些变化?其中最明显的变化发生在发酵后多少天?引起变化的原因是什么?如何证实葡萄汁转化成葡萄酒是由于酵母菌的发酵作用?能想出什么简单易行的方法,证明葡萄醋中有醋酸生成呢?要求学生带着问题进行实验探究,就能促进他们在实验过程,仔细观察、开动脑筋,认真思考,并能深刻理解果酒和果醋制作的原理,掌握有关果酒和果醋制作的方法。学生通过这样实实在在体验实验的过程,就能感受到实验成功的喜悦。

    2通过实验修正结论

    教材只是提供了一些参考资料和线索,教师在指导学生实验时,会发现某些课题的实验原理、方法和步骤、实验结果中,往往还蕴藏着一些可以继续探究的问题。例如,制作泡菜并检测亚硝酸盐的含量实验中,学生按照教材介绍的泡菜制作方法腌制出来的泡菜,品质不好,含盐量太多,太咸,难于下咽。于是,学生就向教师提出建议:能否改变清水与盐的质量比例腌制泡菜呢?为了快速有效地腌制出味道鲜美的泡菜,教师把全班50位学生分成25组,每组准备一个坛罐,并编号,清水与盐的质量比例分别按照6:17:1、8:1……28:129:130:125组梯度浓度比例装入25个坛罐中进行泡菜腌制。在泡菜的腌制过程中,教师要求学生注意控制无关变量,如腌制的时间、温度、蒜瓣、生姜及其他香辛料等。10d后,全班学生同时打开25个坛罐分别取出泡菜品尝。大家共同品评哪组的泡菜最清香鲜美爽口?最后学生通过无记名投票,评选出清水与盐的质量比例按照20:121:122:123:124:125:1腌制的泡菜品质是最好的。通过这样的实验不仅激发了学生实验的兴趣,而且还促进学生积极主动地学习,批判性思考,培养学生敢于质疑的精神,并引导学生思考为什么教材中建议的清水与盐的质量比那么高。

    3通过实验抓住本质

    学生在进行每个课题的研究时,首先需要分析教材所提供的资料,理清研究思路,然后设计实验方案,动手探究,并认真观察和思考,这样才能抓住实验本质。例如,专题3“植物的组织培养技术设置两个课题:课题1“菊花的组织培养、课题2“月季的花药培养,这两个课题都属于植物组织培养技术,实验内容应该都一样,为什么要设置这两个课题呢?教师此时明确告诉学生这是两个不同的课题,请同学们进行实验探究,并加以区分。于是,学生根据实验原理,设计实验方案,分别对菊花和月季进行组织培养。学生通过实验发现,这两个组织培养实验过程中有一个显著不同:进行菊花的组织培养,温度要控制在18C22°C并且每日用日光灯照射12h而进行月季的组织培养,培养温度控制在25C左右,不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。随后,学生回顾实验过程发现,菊花的组织培养,一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝,而侧枝表皮是绿色,含有丰富的叶绿体,能进行光合作用,因此,进行菊花的组织培养,每日要用日光灯照射12h使之能通过光合作用产生有机物,以满足侧枝生长发育需要。而月季的组织培养,选择的材料是花药,不含有叶绿体,不能进行光合作用,只有等到幼小植株形成后才有叶绿体,因此,进行月季的组织培养,不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。两个课题本质区别就在于此。学生只有通过实验探究,仔细观察,认真思考,才能获得真知。

    4通过实验掌握方法

    实验方法是否得当,是实验成败的关键。例如,教材专题2“微生物的培养与应用”课题1“微生物的实验室培养”里有关“倒平板操作”中第4歩‘等待平板冷却凝固大约需5〜10mm)将平板倒过来放置使皿盖在下、皿底在上”。为什么在平板冷却凝固后要将平板倒置呢学生百思不得其解。为此,教师要求学生进行对照实验,A平板冷却凝固后不倒置B平板冷却凝固后进行倒置。然后观察两组平板变化情况。结果发现,A组平板冷却凝固后,皿盖上凝结了许多水珠,有些水珠还落入培养基中,造成污染;B组平板冷却凝固后,皿盖上也凝结了许多水珠,但是凝固后的培养基表面的温度也比较高,将平板倒置,既可以使培养基表面的水分更好地挥发,又可以防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染。学生通过对照实验,领悟了为什么平板要倒置的原因,从而正确地掌握实验方法。

 

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