初中生物实验讲座课件.pptx
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1、初中生物实验讲座,探究性实验浅谈,科学探究的方法,科学探究的方法,科学抽象,问题与假说,基本环节,主要方法,技能手段,结论,进一步探究,科学探究的一般过程,提出问题,作出假设,制定计划,实施计划,得出结论,表达交流,作出假设:需要根据已有的知识和经验来进行。在科学实验中,不能盲目地作出假设,任何假设都应该有一定的依据。,重复实验:实验测得的数据往往存在误差,实验结果应取各重复组的平均值,排除偶然因素的影响。,对照实验:在研究一种条件对研究对象的影响时,所进行的除了这种条件不同以外,其他条件都相同的实验。(单一变量原则),案 例,探究光对黄粉虫生活的影响绿叶在光下制造有机物探究二氧化碳是光合作用
2、必需的原料吗?测定某种食物中的能量馒头在口腔中的变化,1,2,3,4,探究实验目录,5,【背景知识】黄粉虫,又叫面包虫,喜群居,生性好动,其蛋白质含量丰富。这种小动物似乎总生活在阴暗的角落里。那么,光照是否会影响黄粉虫的分布呢?,探究光对黄粉虫生活的影响,1,探究光对黄粉虫生活的影响,1,【提出问题】光会影响黄粉虫的分布吗?【作出假设】光会影响黄粉虫的分布。作出假设的依据:在比较阴暗的地方(如粮仓的粮食堆里)看到了黄粉虫,且黄昏后活动较盛。,探究光对黄粉虫生活的影响,1,【制定计划】实验思路:设计明暗不同但是相通的两种环境,各放入等量的黄粉虫若干只,过一段时间后,看哪边的黄粉虫多。如果暗环境中
3、黄粉虫多,则说明假设可能是正确的。材料用具:托盘、10只黄粉虫、沙土、纸板、玻璃板、镊子 实验装置:在托盘内铺上一层沙土,以横轴中线为界,一侧盖上纸板,一侧盖上玻璃板。这样两侧就形成了阴暗和明亮的两种环境。方法步骤:1、选取大小均匀,活动力强的黄粉虫10只(提前培养于阴暗环境中一段时间。)2、在横轴中线的两侧中央各放入5只黄粉虫,静置2分钟。3、每分钟统计一次明亮处和阴暗处的黄粉虫数目,统计10次。,【实施计划】设计好表格,仔细观察,认真记录实验数据。,【得出结论】_。【表达和交流】各小组交流探究结果,如果结论不一致,则在小组内进行讨论,分析其原因。,注意事项:1、在制备装置时,装置不宜过高,
4、因为在进行光照时,如果装置过高,一侧就会产生阴影,会对实验结果产生影响。2、实验过程中保持安静,避免噪声影响实验动物的反应。,【讨论】1、这个实验所探究的非生物因素是什么?还有哪些因素对黄粉虫会有影响?2、如何保证黄粉虫出现的变化只能是由于光照因素引起的?3、为什么要用10只黄粉虫做实验?用一只做实验能行吗?4、为什么要计算全班各组的平均值?,【背景知识】俗话说“万物生长靠太阳”,自然界中的绿色植物可以直接利用光能通过光合作用制造有机物,其他生物大多都是直接或间接的以绿色植物为食物来维持生命活动的。【提出问题】植物是否能在光下制造有机物?【作出假设】植物可以在光下制造淀粉。,绿叶在光下制造有机
5、物,2,【制定计划】设计思路:1、有光、无光的对照。2、把叶片中原有的淀粉转运或消耗。3、用碘液来检验叶片中是否有新的淀粉产生。材料用具:盆栽的天竺葵;黑纸片,曲别针,小烧杯,大烧杯,培养皿,酒精灯,三脚架,石棉网,镊子,火柴 酒精,碘液,清水。,【制定计划】方法步骤将生长旺盛的盆栽天竺葵放到黑暗处一昼夜进行饥饿处理。选取一个叶片,用黑纸片把叶片的一部分从上下两面遮盖起来,然后移到阳光下照射或用100W日光灯照射(离叶片15cm左右为宜)。约6小时后,摘下该叶片,去掉遮光黑纸片。(对照、单一变量)把叶片放入盛有酒精的小烧杯中,隔水加热(约10min),使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中,叶片变成黄
6、白色。将酒精灯轻轻挪出来,然后熄灭;取出黄白色的叶片并用清水漂洗,然后平铺在培养皿中,向叶片滴加碘液,放置约5min。用清水冲洗掉碘液,观察叶片颜色。,【实施计划】小组分工合作,进行实验探究。【得出结论】从实验中可以看出,叶片见光部分遇碘液变蓝,而被黑纸片遮光的部分遇碘不变蓝,证明见光的叶片部分含有淀粉,淀粉是光合作用的产物,这个实验同时证明,光是光合作用的必要条件。【表达和交流】各小组交流探究结果,如果结论不一致,则在小组内进行讨论,分析其原因。,注意事项:本实验需要使用酒精灯。虽然已经向学生说明并嘱咐过酒精灯的用法,但是为了预防万一,实验室要准备几条较大的湿毛巾,一旦实验中出现酒精燃烧现象
7、,即可用湿毛巾盖上燃烧的酒精。在小烧杯中放入酒精的量,应恰好浸没叶片。太少实验效果不好,甚至出现酒精耗尽、叶片也不变色的现象;太多会浪费酒精。在隔水加热酒精去除叶片的绿色时,一定要提醒学生注意,叶片一旦变色,就要停止加热,并按照先后顺序解除实验装置。要用镊子将小烧杯从大烧杯中取出;用镊子拿掉石棉瓦,以防烫手。,【讨论】1、为什么要把天竺葵提前放到黑暗处一昼夜?2、为什么要用黑纸片将叶片的一部分遮盖起来?遮盖一面可以吗?3、脱去叶绿素时为什么要隔水加热?酒精的作用是什么?叶片颜色如何变化?,【提出问题】二氧化碳是光合作用必需的原料吗?【作出假设】二氧化碳是光合作用必需的原料。,探究二氧化碳是光合
8、作用必需的原料吗?,3,【制定计划】材料用具:盆栽的天竺葵,25%氢氧化钠溶液,酒精,碘液,小烧杯,大烧杯,培养皿,酒精灯,三脚架,石棉网,镊子,火柴,清水,小锥形瓶,玻璃罩,玻璃槽。方法步骤将生长旺盛的盆栽天竺葵放到黑暗处一昼夜进行饥饿处理。用两个小锥形瓶装水,分别插上两枝天竺葵。再准备两个玻璃罩,两个水槽,一个水槽装25%氢氧化钠溶液(1),另一个装同样多的清水(2)。把第一步的两枝天竺葵放进玻璃罩的水槽中。把整个玻璃罩装置,放在光照下几小时。分别在(1)(2)装置中取叶子进行酒精脱色、清水漂洗、碘液显色。,【实施计划】小组分工合作,进行实验探究。【得出结论】在用氢氧化钠溶液吸收掉二氧化碳
9、的(1)装置中植物叶片碘液显色不变蓝,没有产生有机物淀粉,而在有二氧化碳的(2)装置中植物叶片碘液显色变蓝,产生了有机物淀粉。证明在有二氧化碳的装置中植物进行了光合作用。【表达和交流】各小组交流探究结果,如果结论不一致,则在小组内进行讨论,分析其原因。,注意事项:1、不要让氢氧化钠液体进入放有天竺葵的小锥形瓶中。2、实验过程中会用到氢氧化钠液体,要特别提醒学生不要让皮肤接触到它。如果皮肤不慎沾有氢氧化钠溶液,应尽快用清水清洗4-5min。,会考实验题的创新设计,正在由验证性实验向探究性实验的方向突破和发展,已然成为今后一段时间内实验命题的方向和热点。那么,如何才能指导学生答好生物实验设计题,取
10、得优秀的分数呢?这就必须了解一份完整的实验方案的设计,掌握实验设计的基本思路和技巧,在生物实验能力测试中就能够做到有据可依,有法可循,总体考虑,综合分析,达到事半功倍,获得高分。,1 什么是实验设计所谓实验设计,就是要求学生明确设计实验的原理,选择实验器材,安排实验步骤,设计数据处理的方法及分析实验的现象等。但在生物综合能力测试中由于受时间和卷面的限制,实验设计能力考查无法面面俱到,或者是考查实验步骤的设计、续写或修改,或者是实验现象的观察和分析,或者是实验数据的加工和实验结果的分析,或者是考查实验结果的预期与讨论,或者是实验装置的检验或改进等等。,2 实验设计的基本内容设计一个较完整的实验方
11、案一般应包括:明确实验目的确定实验变量分析实验原理提出实验假设落实实验用品设计实验步骤预测实验结果得出实验结论,2.1实验设计的基本解题思路2.1.1明确实验目的,分清实验类型明确实验目的就是要弄清“做什么”的问题,即探究或者是验证什么生物学现象或原理。明确实验目的才能明确运用哪一原理进行实验设计,才能明白实验设计中哪一因素是实验变量。例如“设计实验验证呼吸时二氧化碳体积分数的变化”。此实验原理或实验思路与七年级上册教材“植物呼吸作用产生二氧化碳”的实验原理相同,因此采用教材中相似的实验设计思想:先准备两个盛有澄清石灰水的烧杯或锥形瓶,然后将含有二氧化碳的气体投入盛有澄清石灰水的烧杯或锥形瓶中
12、。再如“口腔内的化学变化”,探讨的问题是温度与酶活性之间的关系,那么在实验设计中,“温度”这一因素应是实验变量。,实验设计一般有两种类型:验证性实验设计和探究性实验设计。验证性实验具有明确的结果,通过实验加以验证;而探究性实验的现象和结果是未知的或不确定的,应针对多种可能分别加以考虑和分析,得到相关的结论。如“探究光照对菜豆发芽的影响”;“唾液淀粉酶催化效率与时间关系”就属于探究性实验设计。,2.1.2找出两类变量,确定对照类型一找出两类变量在实验过程中,变量是指可被操纵的特定因素或条件。据其在实验中的作用,可分为两类:实验变量与反应变量:实验变量,也称为自变量,指实验中由实验者操纵的因素或条
13、件。反应变量,又称因变量,指实验中由于实验变量引起的变化和结果。通常实验变量是原因,反应变量是结果,二者具有因果关系。实验的目的在于获得和解释这种前因后果。例如在“口腔内的化学变化”实验中,所给定的低温、适温和高温是实验变量,而由于低温、适温和高温条件的变化,唾液淀粉酶水解淀粉的反应结果也随之变化,这就是反应变量,该实验即获得和解释温度变化(实验变量)与酶的活性(反应变量)的因果关系。,无关变量与额外变量:无关变量也称控制变量,指实验中除实验变量外的影响实验现象和实验结果的因素或条件。额外变量也称干扰变量,指实验中由于无关变量引起的变化和结果。显然额外变量会对反应变量起干扰作用。如:上述实验中
14、除实验变量以外,试管的洁净程度、唾液新鲜程度、可溶性淀粉浓度和纯度、试剂溶液的剂量、浓度和纯度、实验操作程序、温度处理的时间长短等,都属于无关变量。如果无关变量的任何一个或几个因素或条件,对三个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定,则会对实验结果造成干扰,产生误差。在实验设计和操作中,要尽量减少无关变量,而且不同的实验组中的无关变量应完全相同,这样就会避免实验结果的差异是由于无关变量引起的可能性,便于清晰地研究实验变量与反应变量的关系。实验中的无关变量很多,必须严格控制,要平衡和消除无关变量对实验结果的影响,对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法。,二确定对照类型通过设置对照实验,既可排除无
15、关变量的干扰,又增强了对实验结果的可信度和说服力。在一个对照实验中,可包括实验组和对照组。实验组是接受自变量处理的对象组,对照组是不接受自变量处理的对象组,一般是随机决定的。如“探究光对种子萌发的影响”,接受光处理的种子是实验组,不接受光处理的种子为对照组。设置对照通常有以下4种方法:空白对照:设计一个不加任何实验处理的对照组。即不给对照组做任何处理因素。自身对照:指实验组与对照组都在同一研究对象上进行,即不另设对照组。如“外界溶液浓度影响根细胞的吸水”是典型的自身对照实验,这种对照实验的关键是比较实验前后的变化。,条件对照:给实验组某种处理,给对照组另一条件的处理。如在“验证甲状腺激素对蝌蚪
16、发育的影响”的实验中,存在以下实验组和对照组。甲组:饲喂甲状腺激素(实验组)乙组:饲喂甲状腺素抑制剂(条件对照组)丙组:对蝌蚪不做任何处理(空白对照组)相互对照:指不另设置对照组,而是利用几个实验组相互对照。如证明植物根向地生长实验中不同方向放置的玉米种子之间的对照。根据实验要求,凡是涉及确定变化因素之间的因果关系的实验中,一般都需要设计对照实验。了解常用对照的类型,有利于学生在实验设计时针对不同的情况加以设置。,2.2理解实验原理实验原理决定着实验中主要实验步骤的设计及相应实验试剂的选择。如“设计实验验证呼吸时二氧化碳体积分数的变化”的实验。这一实验的实验原理同教材中常规实验“植物呼吸作用产
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