研究性学习方法指导-实验法的应用.

研究性学习方法指导——实验法的应用1.孟德尔的豌豆杂交实验2.中国的杂交水稻之父——袁隆平案例：人体某些元素对健康的影响研究一个课题小组研究“人体某些元素及其对健康的影响”。他们从网上和图书中查阅了大量资料，了解到生命的主体元素由“碳、氧、氢、氮、磷”五大元素组成，找到了人体中所含的“微量元素”，以及医学家发现的维生素B、C、A、E、K、D、B2、B12的历史及它们的作用，并绘制了一张各类元素对人体影响的一览表，可以说花费了大量精力。一、实验法的概念和类型1.概念：实验法是指人们根据一定的研究目的，利用仪器和其他物质手段，在人为地控制或干预研究对象、使某种事件或现象在有利于观察的条件下发生或重演，从而获得科学事实、研究自然规律的研究方法。“人为地控制”是指事件或现象的发生是在人们预先控制的条件下发生而非自然发生的。实验法的类型：根据实验条件或环境的不同，可以分为自然实验法和实验室实验法。根据实验目的的不同，可以分为对比实验法、析因实验法、模拟实验法等。根据实验结果的性质进行分类，可以分为定性实验和定量实验。案例：香烟中的有害成分(主要指尼古丁)对大白鼠的健康影响研究吸烟有害身体健康，可社会上吸烟的人又特别多。因此，课题组成员经过认真分析、讨论，制定了课题研究计划(摘录其基本研究方法部分)：1．查阅资料。了解香烟的基本构成成分。2．进行“头脑风暴”。小组成员讨论确定研究需要解决的问题及主要的研究方法。3．进行实验。买来6只大白鼠，随机分为3组，每组2只，分别装入甲笼、乙笼、丙笼。再将一定浓度的尼古丁注入甲笼中的2只大白鼠和乙笼中的1只大白鼠体内。4．比较观察。每一个星期观察记录3组大白鼠生理状况的变化。2个月后，把所有的大白鼠解剖，并分析其生理状况的差异。1.假设：就是根据一定的观察事实和科学知识，对研究的问题提出假定性的看法和说明。假设要有一定的科学依据，有一定的事实或理论根据，假设不是凭空的瞎想。二、相关概念：假设、常量和变量2.常量：在某一数学或自然科学问题讨论过程中(或在某些条件下)保持不变的量就是常量。如研究两种不同教学方法对高一年级学生成绩的影响中，高一年级学生就是常量。二、相关概念：假设、常量和变量3.变量：一般指研究者操纵、控制或观察的条件或特征。变量也称“变数”。如研究两种不同教学方法对高一年级学生成绩的影响中，学生的分数就是一个变量。二、相关概念：假设、常量和变量（1）自变量：又称刺激变量。是引起或产生变化的原因，是研究者操作的假定的原因变量。当两个变量存在某种联系，其中一个变量对另一变量具有影响作用，我们称那个具有影响作用的变量为自变量。变量（2）因变量：因变量又称反应变量，也称依变量。是受自变量影响的变量，是自变量作用于被试后产生的效应，是研究者要测定的假定的结果变量。当两个变量存在某种联系，其中一个变量对另一个变量具有影响作用，我们称那个被影响的变量为因变量。变量（3）无关变量：是指与特定研究目标无关的非研究变量，即除了研究者操纵的自变量和需要测定的因变量之外的所有变量。是研究者不想研究，但会影响研究进程的需要加以控制的变量。例如，研究两种不同的教学方法对学生学业成绩的影响，在这里教学方法是自变量，学业成绩是因变量，除此之外的其它各种因素，如教学时间、教学环境、学生的智力、原有的知识基础、家教辅导等都是无关变量。变量案例：香烟中的有害成分(主要指尼古丁)对大白鼠的健康影响研究吸烟有害身体健康，可社会上吸烟的人又特别多。因此，课题组成员经过认真分析、讨论，制定了课题研究计划(摘录其基本研究方法部分)：1．查阅资料。了解香烟的基本构成成分。2．进行“头脑风暴”。小组成员讨论确定研究需要解决的问题及主要的研究方法。3．进行实验。买来6只大白鼠，随机分为3组，每组2只，分别装入甲笼、乙笼、丙笼。再将一定浓度的尼古丁注入甲笼中的2只大白鼠和乙笼中的1只大白鼠体内。4．比较观察。每一个星期观察记录3组大白鼠生理状况的变化。2个月后，把所有的大白鼠解剖，并分析其生理状况的差异。三、实验法的一般步骤明确问题提出假设制定实验计划实施实验研究记录实验结果撰写实验报告讨论与分析明确问题:探究食品防腐剂对人体健康的影响提出假设:某些食品防腐剂对人体可能会产生不良影响制定实验计划查阅资料，了解食品防腐剂的类型；探究食品防腐剂对人体健康的影响苯甲酸与苯甲酸钠的使用标准名称使用范围最大用量/g.kg-1备注苯甲酸碳酸饮料0.2以苯甲酸计，塑料桶装浓缩果蔬汁不得超过2g/kg。苯甲酸和苯甲酸钠同时使用时，以苯甲酸计，不得超过最大使用量。低盐酱菜、酱类、蜜饯0.5葡萄酒、果酒、软糖0.8苯甲酸钠酱油、食醋、果酱（不包括罐头）、果汁（味）型饮料1.0资料：苯甲酸为白色片状晶体熔点122.4℃，沸点249℃苯甲酸的溶解度温度/℃255095溶解度/g0.170.956.8粗苯甲酸中混有少量的氯化钠和泥沙如何分离、提纯粗苯甲酸？氯化钠苯甲酸重结晶的实验原理利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同，使被提纯物质从过饱和溶液中析出，从而达到提纯的目的。NaCl实验步骤装置注意事项1、加热溶解2、趁热过滤3、冷却结晶加热至完全溶解后☆仔细观察实验现象，并记录。佩戴线手套再加入少量蒸馏水1g粗苯甲酸50mL蒸馏水实验步骤实验现象结论或解释1、加热溶解2、趁热过滤3、冷却结晶常温：苯甲酸几乎不溶加热：苯甲酸全部溶解苯甲酸的溶解度随温度升高而增大过滤过程中，有晶体析出溶液与环境温差较大，使苯甲酸晶体提前析出针状晶体2、温度越低，苯甲酸的溶解度越小，为了得到更多的苯甲酸，是不是结晶时的温度越低越好？思考与交流：1、该实验为什么在粗苯甲酸全溶后，还要加少量蒸馏水？四、实验报告的构成研究背景研究的目的和意义实验仪器和设备实验过程实验结果讨论分析五、运用实验法的基本要求全面是否具备衡量实验的主客观条件。一定要有科学的理论作指导。实验之前，和指导老师协商做好实验所需的实验室、电教室等专用教室和仪器设备的准备。在实验过程中，注意对整个实验过程中各种无关变量的控制，尽量避免和减小误差。以实事求是的态度，准确记录各种数据和资料。课后作业：完成“探究食品防腐剂对人体健康的影响”的实验报告，咨询生物老师和相关专家，制作一张展板，在学校内进行宣传