初中生物探究实验汇总.

探究性学习浅谈一.课程理念1.面向全体学生：为每一个学生的生活、工作和终生学习及发展奠定基本的生物学素养的基础。2.提高生物学科素养人的生活工作都不可能脱离生物圈，人就是最重要的生物。生物学素养：基本的生物学知识，相应的技能和能力，对社会中的生物学问题的解决有浓厚兴趣并积极参与，用正确的价值观规范自己的态度、行为和习惯。3.倡导探究性学习通过观察、实验、实习、探究了解生物学原理和概念，体会和学习科学的思维方法，科学探究活动是学习生物学的一个主要形式。倡导探究性学习，促进学生学习方式的转变（1）什么是学习方式？●学习者在学习中表现出的比较稳定的学习策略和学习倾向，以及在研究问题时所表现出的具有个人特色的方式学习方式●学习者的主体性表现上：接受式发现式（2）为什么要转变学生的学习方式？——学生主动学习的潜能被排斥（3）如何转变学生的学习方式？课标倡导的重要的学习方式：传统学习方式：被动接受式●主动探究●合作交流●操作实践提倡主动发现式二.探究性学习研究（一）科学探究的基本理念科学探究是指科学家用以研究自然界，并基于研究获得的证据提出独立见解的多种途径和方法。科学家的探究：通过类似于科学家的探究活动方式获取科学知识，学会科学的方法和技能，领悟科学思想观念，形成科学态度和科学精神。在实验课（探究性实验）中实施探究性学习。学生的探究性学习：（二）探究性学习理论的形成•德可劳利的“儿童兴趣中心”•杜威的“从做中学”“从经验中学”•皮亚杰的“获得学习模式”•布鲁纳的“发现学习”•罗杰斯的经验学习•萨奇曼的探究训练•施瓦布的诱发探究··········•培根提出把科学主要是看作“探究程序或方法”•卢梭提出教育应以“儿童为中心”（三）科学探究的方法科学探究的方法科学抽象调查实验观察数据的转换数理统计方法测定技术与手段变量分析与条件控制操作技能测量记录关系分析归纳、概括建立模型问题与假说获得事实的方法处理资料的方法得出结论的方法提出问题作出假说基本环节主要方法技能手段结论进一步探究评价、发表与交流教师或教材提出问题教师或教材引导提出问题教师或教材创设问题环境学生独立提出探究问题提出探究问题表达与交流对解释进行评价对事实和证据进行解释收集事实证据给出表达的步骤和程序在他人指导下阐述自己解释独立阐述自己的解释并作出合乎逻辑辩护教师给出事实与解释的可能联系教师引导对事实与作出解释的联系独立考察事实与作出解释的联系教师或教材给出合理的解释教师给出运用事实形成解释的途径教师指导下对收集的事实形成解释独立总结事实证据并做出解释教师或教材提供数据和分析方法教师或教材直接给出数据，学生进行分析在他人的指导收集某些数据独立确定什么可作证据，并进行收集教师或教材给出合理的评价在他人深入地指导下阐述自己解释（四）探究性学习对教师的依赖程度大---------------------------学习者自主探究的程度----------------------------小小------------------------教师和学习材料指导的程度--------------------------大总结归纳：根部吸水和吸收矿质元素的关系吸收部位相同；无机盐只有溶于水后呈离子状态才能被吸收；无机盐被吸收后影响到土壤溶液浓度进而影响吸水。分子渗透作用蒸腾作用浓度差离子主动运输呼吸作用产生ATP载体种类和数量，氧气，温度区别影响吸收数量因素吸收无机盐联系吸水形式方式动力两个相对独立过程（五）科学探究的形式科学家的探究发现式探究推理性探究实验式探究·······探究性学习活动观察调查资料分析探究实验模拟实验1.发现式探究发散思维*在学习情境中发现需要探究的问题*教师提供开放性的问题长有葡萄球菌的培养皿弗莱明发现青霉素为什么透亮的圈内没有细菌生长？2.推理性探究*直接或间接观察现象、资料（并不一定需要实验）*质疑、思考、归纳、推理，得出结论逻辑思维导入：探究性问题一：探究根部吸水和吸收无机盐的关系提供材料1：分别测定某植物白天、晚上吸水量和吸收无机盐量：引导学生对图进行定性和定量分析根对水分的吸收和对无机盐的吸收不是同一个过程得出：60-50-40-30-20-10-0-吸水量吸收无机盐量白天晚上引导学生分析曲线，得出：根对无机盐的吸收与有氧呼吸有关。提供材料2：研究水稻根细胞液中钾离子与氧气浓度的关系如下图：氧气浓度1234567891070–60–50–40–30–20–10–0–细胞液中钾离子量提供材料3：研究番茄无机盐的吸收率与温度的关系如下图：引导学生分析温度影响无机盐吸收的曲线，得出：温度影响呼吸酶的活性，进而影响呼吸作用10203540吸收量70–60–50–40–30–20–10–0–100–90–80–提供材料4：植物对无机盐的吸收具有选择性。采用溶液培养法的数据同一植物对不同种的无机盐的吸收量是不同的。不同植物对同一种无机盐的吸收量也不同。提供材料5：动画演示和实验演示：根吸收无机盐过程：主动运输案例2七上P126甲乙两地出产同一种甜瓜，甲地的甜瓜比乙地的含糖量高。经调查，在甜瓜生长季节，甲乙两地的光照条件和栽培措施基本相同，而温度条件差别较大，详见下表及其转换成的直方图：40–30–20–10–0–甲地乙地白天夜间平均温度（℃）甲地乙地白天3333夜间12222.呼吸作用与植物体营养物质含量的关系。探究：1.环境温度对呼吸作用的影响。3.探究实验*经历发现问题、做出假设、辨别变量的思考；*根据控制变量的原则设计实验、实施实验；*经历科学抽象、建立模型，验证、修定或推翻假说创造性思维*在实验中经历观察现象、测量、数据整理转换等过程；（1）假说(做出假设)对于自然界或生物实验中观察到的现象，依据一定的经验材料或科学原理，提出的一种推测或猜想的过程。●假说的基本特征*假说与实验目的的统一性每一个目的（课题）的确定，都是一个假说形成的过程*假说的客观性以客观存在的现象为出发点*假说的推测性和预见性带有猜测，但有一定依据和推理*假说的多样性需要实验的证明案例：探究光对鼠妇生活的影响《生物学》七年级上册（人教版P15）提出问题：光会影响鼠妇的生活吗？作出假设：鼠妇适于生活在阴暗的环境中，光会影响鼠妇的生活。作出假设的依据是：在花盆、石块等阴暗的地方常常看到鼠妇，而在明亮、干燥的地方看不到鼠妇。当把花盆、石块搬开后，鼠妇很快就爬走了。——依据一定的生活经验●提出假说的基本过程和方法①对大量实验材料的分析和整理为假说提供客观事实的阶段②提出基本观念作为假说核心的基本事实和原理③从基本观念推导出假说的具体内容孟德尔的假说过程依据感性材料做出理性思考的过程*植物表现出的各种性状*各种性状在后代的表现*以豌豆为材料，分别观察7对相对性状的后代表现*性状有显性和隐性*性状分离有一定的比例*性状由遗传因子决定*遗传因子是成对存在的*在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离*受精时，雌雄配子结合是随机的（2）实验方案的确立（实验过程的设计）①实验材料的选择和实验手段的选择例：探究生物与环境的关系实验材料——鼠妇非生物因素——光人民教育出版社（七年级上册）选材：手段：（课程标准建议活动）北京师大出版社江苏教育出版社实验材料——鼠妇非生物因素——光、温度、水选材：手段：提供探究指导，自然观察，自己设计实验实验材料——霉菌、馒头非生物因素——温度选材：温暖潮湿低温潮湿手段：选材和手段的拓展*观察蚯蚓的生活环境*“蚯蚓的家”应该具备哪些基本条件？蚯蚓、蜗牛材料：给蚯蚓建造一个温馨的家手段：*对影响蚯蚓生活的主要环境因素作出假设。案例《生物课程标准》主题之一“人体生命活动的能量供给”的活动建议探究不同食物的热价材料：花生种子、核桃种子手段：1ml水升高1℃吸收4.2焦热能试管内的水定量尽量减少热量散失②变量及其控制对实验反应的各环节和结果有影响的因素（因子）称为变量【变量的类型】●根据与研究对象的关系及对其影响*环境变量（温度、光照、压力、空气成分、溶液浓度、pH……）*时空变量时间（生命周期、生物钟……）空间（容量、地域、纬度、磁场、太空……）*仪器设备●根据变量之间的关系自变量因变量●根据实验的目的调节变量（人为改变的因子）反应变量（因变量）无关变量、干扰变量【实验中对变量的控制】●对照原则调节变量的单一性排除无关变量和干扰变量●随机化原则消除或减少实验中系统误差的影响避免实验结果的偶然性●重复性原则扩大实验样本（避免样本来源不足）再次重复实验（将结果推广到同类事物）消除非处理因素造成的误差案例：一组对照：多组对照：光合作用不遮光遮光种子萌发的外界条件①②③④20~25℃4~8℃条件对照：甲状腺素饲喂蝌蚪空白对照实验条件对照甲状腺抑制剂正常蝌蚪自身产生甲状腺素（非严格的空白）不做处理甲状腺素实验空白对照4.模拟实验探究对于不能或难于进行实际实验的研究对象，设计出其“替代物”，并对替代物进行实验，以获取研究对象的信息和资料。这种实验探究叫模拟实验探究。（1）模拟实验的原理相似性原理实际存在的研究对象研究对象的“替代物”（2）原型模型理论模型实物模型图像模型逻辑模型数学模型抽象性直观性模拟实验探究：模型研究的结果原型类推图像模型案例：（人教版七年级上册P109）小麦需水量与发育时期的关系返青期29635拔节期23876灌浆期311192抽穗期20956发育期天数需水总量（米/公顷）31200–1000–800–600–400–200–0–返青期拔节期抽穗期灌浆期各时期每天需水量50–40–30–20–10–0返青期拔节期抽穗期灌浆期返青期拔节期灌浆期抽穗期发育期223838.447.8每天需水量（米/公顷）3模拟实验案例：探究：细胞不能无限长大的原因边长（cm）表面积/体积表面积体积111121/24831/392741/41664（表面积/体积）减小（北师大版七年级上册）1.探究细胞体积与表面积的关系建立实物模型建立数学模型体积增大【反比关系】2.探究细胞大小与物质扩散的关系质量分数为0.1%的NaOH溶液含酚酞琼脂块10分钟酚酞与NaOH相遇呈紫红色模拟实验：未着色厚度琼脂块边长cmNaOH扩散深度琼脂块体积cm3321细胞大小与物质扩散的关系体积与表面积的数学关系模型大小不等的细胞实物模型理论模型逻辑模型限制细胞生长的原因——不能获得足够营养琼脂块NaOH细胞外营养物质数学模型推导细胞不能无限长大（六）探究性学习的功能*学生通过探究的过程获得科学知识获得科学概念*获得科学方法和能力*形成科学的态度1.改变了教学内容的呈现方式2.改变了师生间的互动关系3.改变了教师的教学方式4.改变了学生的学习方式（七）对探究性学习的思考2.提倡探究性教学不是否认过去教学中的一切探究性学习作为一种学习策略，在过去的教材和教学中都可以找到应用的实例。3.探究性学习不等同于科学研究——是一种模拟性的科学探究活动。1.探究性学习是既是教学思想、教学理念；又是教学模式、方法策略.4.探究并不是唯一的教学和学习方法5.探究性学习内容并不局限于生物学实验*不是所有强调动手的活动都是探究，*也不是所有的探究活动都需要亲自动手。学生学习过程中的认知活动6.不能割裂掌握科学知识和科学探究过程技能的发展*科学家留给后人的既有科学结论，也有科学方法；*学生的学习既有前人研究的结果，也有科学方法。整个人类的认知过程科学家的研究过程7.基础教育阶段的探究性要有一个启蒙阶段并且要螺旋式上升8.教师在探究性学习或活动中的地位和作用●组织者与引导●与学生共同参与科学探究过程*将学生置于探究的主体*为学生创设探究的情境（八）探究学习的制约性•适合小班授课制•适合以概念形成方式学习的知识•更注重知识形成的过程•需要充足的学习时间•需要必要的实验设备和材料•要求较高的教师素质作为新课程倡导的理念——教师要积极创造条件，引导探究初中生物探究实验案例案例1：探究影响黄粉虫分布的环境因素（七上P15，蚯蚓或金鱼）课时：1课时目的：探究黄粉虫的生活环境需要哪些环境因素。材料器具：黄粉虫，面包屑，各种器皿等。方法步骤：(1)学生分成若干组，每