A. 研究生實驗方案怎麼弄出來的
首先明白自己做什麼實驗,好好寫好文獻綜述,在這個過程中,尋找國內外次方面的實驗方法如何,第三結合自己實驗室的一些傳統,跟師哥師姐們多學點,自己實驗就會很快有所進展,然後就可以了。
實驗方案設計六個步驟;
(1)課題的涵義與表述
研究者要清楚准確地表述所要研究的課題(課題主要研究什麼的)
(2)研究的背景
與課題相關的研究背景,包括國內外研究的歷史和現狀。查閱與課題有關的文獻資料,了解此課題領域內他人的研究成果、研究方法、研究經驗等,從中明確自己研究課題的科學價值,找出實驗研究課題的突破點。
(3)研究的目的、意義
首先要表明這項課題研究的目的,即為什麼要研究;其次要說明課題研究的意義,兇手課題的理論意義和實踐意義。
(4)研究的范圍和內容
研究對象是指被研究的人、事或物等。研究內容的多少與課題的大小有直接關系。研究內容必須准確地體現課題,與課題相吻合。
(5)研究的理論依據和假設
研究者要指出自己所提課題的理論依據,並提出科學的假設。假設就是研究者自己對於某個問題的認識或解決某個問題的設想。研究者應根據課題的實際情況建立相應的假設。
(6)研究的方法和途徑
研究實驗過程中所採用的方法和措施。在這里要具體說明。如用調查法,可寫明調查方式是問卷還是訪談。教育科研方法很多,研究者要根據研究對象、研究內容來選取恰當的研究方法。在課題研究過程中,可以幾種方法並用,或以一種方法為主,其他方法為輔。
B. 如何設計一個科學實驗
一個好的科學實驗方案通常包括四個部分,這里借鑒一下管理學裡面的循環模型PDCA。
PDCA循環又叫質量環,最早由休哈特於1930年提出,後被質量管理專家戴明在1950年發揚光大,並加以宣傳和運用於改善產品質量。
PDCA是Plan(計劃)、Do(執行)、Check(檢查)和Action(行動)的首字母的組合,PDCA循環是按照這樣的順序循環不止進行下去的質量管理的科學程序。簡單來說,
1、Plan階段。企業通過市場調查,了解客戶要求,從而來確定產品和計劃。
2、Do階段。具體實施Plan階段的內容。
3、Check階段。在計劃實施過程中檢查實際執行情況。
4、Action階段。根據檢查結果,採取相應的後續措施。
具體到科學實驗裡面,操作如下。
Plan階段
1、調研文獻。
科研創新的本質是解決問題。發現問題是解決問題的前提,發現問題就需要了解目前的科研現狀,這就需要大量調研文獻,尤其是關注本領域大牛課題組和高端雜志的最新動態。通過調研發現當下研究的痛點,痛點就是新起點,痛點就是你要攻克的難題。
2、設定課題目標。
根據文獻調研結果,制定新的實驗思路。明確了實驗的主題後,需要設定一個實驗目標,也就是在新的實驗裡面需要解決的問題和想要提升的材料的物理化學性能。
3、給出實驗方案。
創新並非單純指發明新材料和新理論,還可以包括實驗改進和實驗模仿等。你可以將別人證明的行之有效的方法用在自己研究的材料體系中。
4、制定詳細的實驗計劃。
有了好的實驗方案,其中的細節也不能忽視,需要將實驗步驟具體化,例如實驗的周期(三個月或者是半年),實驗材料的准備,測試儀器的准備。同時可以使用甘特圖來制定計劃時間表,從而可以確定實驗進度並進行有效的調控。
C. 淺談如何對新課程教學中高中化學實驗創新設計
1 要注重實驗課的導入並激發學生對化學的興趣
化學實驗課的導入目的就是為了激發學生對化學濃厚的學習興趣和強烈的求知慾。興趣是學生學習化學的最好老師,所以濃厚的學習興趣和強烈的就會使得學生在學習高中化學時變得積極主動,極大的提高教學效率。課堂開始時就給學生適當的導入。比如,再講離子反應時,就可以給同學們講訴三國時期的一個故事,在諸葛亮七擒孟獲的時候,蜀國的士兵一不小心就喝了啞泉水,導致士兵們個個不能開口說話,而且還有生命危險。在這危急時刻,諸葛亮遇見了一個老人,老人便要諸葛亮去飲用萬安溪安樂泉水。使得蜀國士兵轉危為安,度過了這一個難關。那就請同學們思考一下為什麼啞泉水能讓人致啞呢?而萬安溪安樂泉水卻又可以使人恢復呢?就這樣課堂的開始就給同學們拋下疑問,然後再做實驗演示並告訴同學們這個故事的化學原理。其實即使萬安溪安樂泉水呈鹼性,而啞泉水卻又富含硫酸銅,蜀國士兵就是攝入了太多的銅離子而導致的中毒,萬安溪安樂泉水和啞泉水相遇時銅離子和氫氧根離子就會發生離子反應產生沉澱進而解了毒。通過這樣一個故事就能激起同學們好奇心從而調動同學們的積極性,再進行實驗的演示讓同學們仔細觀察現象,並得出結論,這樣學生就理解離子反應的概念。還有學習過氧化鈉的性質時,就可以用脫脂棉把過氧化鈉包在其中,然後讓學生往上面滴一滴水,脫脂棉就突然燃燒起來,就能讓同學們非常驚訝。也就是多給同學們做一些化學實驗,讓同學們領略到化學的魅力。
2 做好演示實驗就是化學學習的關鍵
每堂課上盡力的去多做實驗,在做演示實驗要提醒同學們注意觀察實驗的現象以及實驗的目的。要告訴同學們如何去觀察,怎麼樣去觀察觀察什麼以及從哪個角度去觀察。因為實驗現象有的稍縱即逝的,一不留心就什麼都沒看到,所以應該提醒同學們對待實驗一定的得認真。還要提出一些疑問,引起同學們的思考。就比如做鎂在空氣中燃燒的實驗時,就先讓同學們觀察打磨後鎂的顏色性質,然後觀察鎂燃燒過程中的現象,最後總結出這個實驗的目的與作用。再比如在講金屬活動性時先給學生提出疑問「金屬活動性順序中前面金屬是否就一定能把後面金屬置換出?」同學基本都不知道,那老師可以來用實驗證明,就可以用鈉與氯化銅的實驗來證明,並在實驗前咨詢學生的覺得的實驗現象。大多數學生就會說:「鈉的表面覆蓋一層銅」,接著老師就可以進行演示實驗了,在試驗中大家會發現溶液開始發生變化,鈉浮在氯化銅溶液的表面一直快速的旋轉變成一個小球後然後消失,溶液里也產生了藍色的沉澱。這么精彩的一瞬間,讓學生驚訝不已,此時就可以給同學們進行講解這個反應的原理。這樣一個個的演示實驗就能激發同學們自主思考能力,在經過老師的講解和點撥就能使得同學對知識就能基本掌握。演示實驗的重要性就是為了增強同學們的求知慾。
3 學生進行實驗得有著充分的准備還要完成實驗報告
除了老師進行演示實驗,還有同學們自己動手來進行實驗。同學們自己動手操作,在老師的指導下完成好自己的實驗。學生進行實驗的目的主要就是使學生對化學原理充分掌握,以及使自己的技能和動手能力提高。但學生在進行實驗室一定要充分的准備,充分的准備不是單指一些化學儀器和化學材料的准備,主要是自己對准備進行的實驗的掌握還有對該實驗發生意外事故如何處理的了解,當然還有對化學儀器的操作的按照實驗操作規范標准來。我記得我讀高中時,一次做實驗因為用到硫酸,因為一個同學的操作不當,硫酸飛濺到我手上,然後我趕緊用大量清水處理,才沒有產生較大的傷痕。所以操作是一定得認真規范。所以在上課時要仔細講解,注意事項要多次提醒,去實驗室要提醒學生帶上該用的物品不要落下。這樣同學們到了實驗室才能夠保證實驗的完成。當試驗完成後,學生要回顧整個實驗過程並把實驗報告寫好,老師再進行點評和指導。實驗報告主要是讓學生對實驗的總結,並把實驗出現的問題寫出來以及試驗中意外的現象也要表述清楚。每個人的實驗報告都根據自己實際的實驗情況來寫,這樣既能使同學們發表自己的見解和看法又能能避免同學們的相互抄襲。這樣同學們就會積極的去進行實驗,讓同學們更加喜歡上化學實驗課。因此,實驗結束後的一份認真具有自己見解和看法的實驗報告是必不可少的。
4 結語
在新課改下高中的化學實驗課被注入了活力,改變了以往的教學方法,高中的化學的教學也得轉變的以實驗為主,實驗能帶動學生的積極性和學生對化學的學習興趣。實驗教學能培養學生動手能力,讓學生的實驗能力在實際動手操作得到煅煉提高。在實驗教學中,化學實驗課的開展對綜合實驗能力的完善有著重要的意義。
D. 怎樣能有一個好的實驗設計
明確自變數、因變數及其關系的過程,是研究課題操作化的過程,假設形成之後,即可實施具體實驗設計及實驗。
如果物理化學性能改善了,說明達到了原來的實驗設計;如果沒有出現預期的結果,應該確認是否嚴格按照計劃實施實驗,如果是,就意味著實驗設計失敗,那就要重新設計實驗方案。
要注意的問題是:
1, 要確定這個問題值不值得研究。
2, 要確定這個問題研究的困難程度,看現有的技術和手段可不可以進行這個研究。
3, 看一下這個問題是別的研究者沒有發現過的,或是漏掉的問題。
4, 問題要明確化,這樣的問題才可以方便地轉化為實驗假設,可以對所要研究的問題下一個操作性定義。
E. 如何指導學生設計探究實驗方案
隨著新課程改革的深入推進,生物課程的探究性學習,作為一線教師,我認為不應停留在對理念的認知層面,而應該在實際教學活動中實現新的課程目標,其中,重點是培養學生的動手能力和創新意識。
動手實踐能力和創新意識的培養提高,需要學生能夠逐步學會獨立的發現問題和解決問題,這既需要學生有一定生物知識的積累,更需要學生懂得一定進行科學探究的基本方法和一般過程。科學探究過程的各個環節,對學生來說都是陌生的,發現問題、如何作假設、如何設計探究實驗方案、如何分析實驗結果、如何形成結論等,都需要老師的啟發和引導,其中,實驗探究方案的設計,對習慣於背記實驗步驟的學生來說,更有一定難度,在生物教學中,有些學生對提出的
探究問題,已做出了自己的實驗假設,但如何設計實驗方案進行探究和驗證,往往無從下手。因此,教學中,需要老師啟發和引導學生,掌握實驗探究方案設計的一般思路,逐步學會獨立設計實驗方案,並開展探究活動。
一、 根據實驗變數設計對照實驗
探究性學習教學中,應使學生明確:探究實驗方案一般都要設計對照實驗,設計實驗方案中,實驗組和對照組應該是僅一個變數(即一個實驗條件)不同,其他變數(即其他試驗條件)都應完全相同。這樣才能確定某一生物現象的發生與這唯一不同的變數有關或無關。如;探究「土壤的干濕度對蚯蚓的生活有影響嗎?」可啟發學生按以下思路來設計實驗方案:
組別:A組(實驗組) B組(對照組)
材料:蚯蚓10條 蚯蚓10條
溫度:適宜 適宜
土壤:濕潤土壤 乾燥土壤
實驗結果:多少條 多少條
實驗結論:? ?
以上圖表通過對比思維,簡潔明了,相同條件和不同條件,學生一目瞭然,便於學生掌握。
教學活動中,凡遇到學生想探究的問題,都啟發學生用對比思維,通過舉一反三和反復訓練,學生自然就形成了良好的對比思維習慣,一遇到問題,想進行探究,需要設計探究方案,學生馬上就會想到對照實驗。
二、 因地制宜靈活選用實驗材料
學生頭腦中有了對照實驗的思路,接著,再啟發學生:選用什麼材料來做實驗,上例中,怎樣才能滿足實驗中所需的濕潤土壤條件和乾燥土壤條件?教學中,引導學生積極思考,開展討論和辯論,讓學生自己找到最合適的實驗材料和用具。我認為,老師不應該直接為學生提供材料,應該啟發學生大膽創新,因地制宜,靈活選用材料,不應該要求學生選用的材料千遍一律,這樣才有利於培養學生的創新意識,更有利於培養學生獨立解決實際問題的能力。學生能夠因陋就簡利用身邊材料,只要科學合理,就應該鼓勵,也只有這樣,學生的實驗方案才會具有可行性,否則,只會流於形式,而不能真正用於學生的探究實踐。
三,科學合理安排實驗方法步驟
學生有了對照實驗的思路,想好了所需的材料用具,接著,應該考慮如何用這些材料用具,實驗中先做什麼、後做什麼,需要有一個科學合理的安排,這樣,才能保障探究活動有條不紊地順利進行。同
時,還應使學生明確,雖然可因地制宜選用實驗材料和用具,但並不意味實驗可以不規范,相反,探究性學習設計的對照實驗,要保障實驗結果准確和可靠,還應該掌握一定的科學探究方法,並在安排實驗步驟和整個實驗計劃中加以靈活運用。
四;如何使實驗結果科學可靠
1、控制無關變數,排除實驗干擾因素的影響:
教學中使學生明確,設計的對照實驗,盡可能做到僅一個實驗變數不同,其他實驗條件盡可能完全相同。這樣,就可以排除其他因素對實驗結果的影響。如:為蚯蚓提供的溫度,土壤的營養程度A,B兩組都要相同。
2、取樣需有一定的量:
取樣時,樣品數量不能太少,否則,實驗結果可能會有偶然性,不可靠。如:取一條蚯蚓來做實驗,觀察時,盡管發現它在濕潤土壤,卻不能斷定所有蚯蚓都會在濕潤土壤。
3、取樣時要隨機:
取樣時,不能刻意挑選,而要隨機取樣,這樣得到的實驗結果才能反映整體的真實情況。
4、測量要重復多次:
測量無論如何精確,因為誤差總是存在的,要保證實驗結果准確,
就應僅可能的減小誤差,方法是多重復測量幾次,然後取平均值。
教學中,通過老師的精心啟發引導和學生在探究活動中的反復實踐,學生有了良好的科學思維習慣,能夠就地取材合理選用實驗材料用具,並掌握了一定的科學探究方法,學生就不必背記死的實驗步驟,就能自己獨立設計實驗方案,開展探究活動。
總之:實踐能力和創新意識的培養,需要學生逐步學會獨立的發現問題和解決問題,這既需要學生有一定的生物知識積累,更需要學生懂得進行科學探究的基本方法和一般過程。教學中,需要老師啟發和引導學生,掌握實驗探究方案設計的一般思路,逐步學會獨立設計實驗方案,並開展探究活動。探究實驗方案一般都要設計對照實驗,實驗組和對照組應該是僅一個變數不同,其他變數都應完全相同。以上方法對提高學生的試驗設計能力和動手實踐能力有較明顯的效果,同時,也有效的培養了學生的創新意識和潛在的創新能力。
F. 實驗方案設計六個步驟是什麼
(1)課題的涵義與表述
研究者要清楚准確地表述所要研究的課題(課題主要研究什麼的)
(2)研究的背景
與課題相關的研究背景,包括國內外研究的歷史和現狀。查閱與課題有關的文獻資料,了解此課題領域內他人的研究成果、研究方法、研究經驗等,從中明確自己研究課題的科學價值,找出實驗研究課題的突破點。
(3)研究的目的、意義
首先要表明這項課題研究的目的,即為什麼要研究;其次要說明課題研究的意義,兇手課題的理論意義和實踐意義。
(4)研究的范圍和內容
研究對象是指被研究的人、事或物等。研究內容的多少與課題的大小有直接關系。研究內容必須准確地體現課題,與課題相吻合。
(5)研究的理論依據和假設
研究者要指出自己所提課題的理論依據,並提出科學的假設。假設就是研究者自己對於某個問題的認識或解決某個問題的設想。研究者應根據課題的實際情況建立相應的假設。
(6)研究的方法和途徑
研究實驗過程中所採用的方法和措施。在這里要具體說明。如用調查法,可寫明調查方式是問卷還是訪談。教育科研方法很多,研究者要根據研究對象、研究內容來選取恰當的研究方法。在課題研究過程中,可以幾種方法並用,或以一種方法為主,其他方法為輔。
研究課題選擇的誤區
(1)想法(idea)越多越好。
(2)一味追求革命性的、突破性的成果
(3)數學、理論和公式越復雜越好。
(4)追求史無前例。
科研設計常見錯誤
(1)研究的課題沒有陽性和陰性對照組。
(2)缺乏隨機組。
(3)缺乏雙盲的研究。
(4)樣本數量太少。
(5)觀測指標或樣本錯誤。
G. 如何設計化學合成實驗方案
以鄰苯 二甲酸二正丁酯的合成實驗設計為例,從弄清化學實驗原 理、選擇合適的反應裝置、確定實驗操作過程、完善實驗設計方案四個方面 探討了如何設計合成化學實驗方案。 世紀是科學技術高速發 展的時代,也是我 創新,使學生科學實驗的基本素質和開創性的科 國高等教育改革和發展的重要時期。為了適應社 研能力得到提高。許多教 育工作者已進行了設計 會發展和人才競爭的需要,我國高等教育跨世紀 性化學實驗的教學實踐,並 取得良好的教學效果。 的戰略目標是培養基礎扎實、知識面寬、能力強、 實驗方案設計是對學生 進行創造性思維訓練 素質高的人才。高校實驗教學必須圍繞這一戰略 的有效方式,是設計性化學 實驗教學的一個重要 目標進行教學改革。化學作為一門基礎自然科 環節,也是做好設計性化學實 學,實驗教學在培養學生能力、提高學生素質方面二甲酸二正丁酯的制備為 例,進行化學合成實驗 發揮著重要作用。正如著名化學家戴安邦【】 先生 指出:「實驗教學是實施全面化學教育最有效的教 弄清化學實驗原理 學形式」。 傳統實驗的教學對培養學生的初級實驗技能 實驗室制備鄰苯二甲酸二正丁 酯,通常由鄰 發揮了重要作用,但在培養學生創新能力方面沒 苯二甲酸酐和正丁醇為原 料,在無機強酸催化下 有發揮出最大的潛能。開展設計性化學實驗教學 反應得到 。方案設計要從以下幾個 方面著手。 反應經過兩 個階段。第一階段苯酐 是一種有益的嘗試,也是對傳統實驗教學方法的 與一分子正丁醇反應生成 鄰苯二甲酸單丁脂:挑戰。教學實踐證明,這種新的教學方法對培養 和具有一定的實驗能力基礎上進行的,是學生綜『合運用所掌握的理論基礎知識、實驗技能以及各 此步反應的實質是酸酐的醇解,很容易進行。 種測量手段和實驗方法,自行設計實驗方案,確定 實驗方法,選擇配套儀器設備,進行實驗測試,最 緩慢加熱,當苯酐固體全溶 後,反應基本結束。反 後寫出較完整的實驗報告或論文的過程。開展設 應的第二階段是鄰苯二甲 酸單丁酯與正丁醇在無 機強酸催化作用下直接酯化生成鄰苯二甲酸二正 計性化學實驗教學,給學生提供了一個發揮創造 性的空間.讓他們真正有機會去思考、想像、設計
H. 怎麼進行實驗設計
實驗設計的主要步驟可歸納為:根據研究目的提出假設;擬定驗證假設的方法、程序;選擇適當的處理、分析實驗數據的統計方法。
試驗設計,也稱為實驗設計。數理統計的一個分支。關於如何按照預定目標制訂適當的實驗方案,以利於對實驗結果進行有效的統計分析的數學原理和實施方法。
一個實驗的設計,即對實驗的一種安排,需要考慮實驗所要解決的問題類型、對結論賦予何種程度的普遍性、希望以多大功效作檢驗、試驗單元的齊性、每次試驗的耗資耗時等方面,選取適當的因子和相應的水平,從而給出實驗實施的具體程序和數據分析的框架。
作用
試驗設計在工業生產和工程設計中能發揮重要的作用,主要有:提高產量;減少質量的波動,提高產品質量水準;大大縮短新產品試驗周期;降低成本;試驗設計延長產品壽命。
在工農業生產和科學研究中,經常需要做試驗,以求達到預期的目的。例如在工農業生產中希望通過試驗達到高質、優產、低消耗,特別是新產品試驗,未知的東西很多,要通過試驗來摸索工藝條件或配方。如何做試驗,其中大有學問。試驗設計得好,會事半功倍,反之會事倍功半,甚至勞而無功。
如果要最有效地進行科學試驗,必須用科學方法來設計。所謂試驗的統計設計,就是設計試驗的過程,使得收集的數據適合於用統計方法分析,得出有效的和客觀的結論。如果想從數據作出有意義的結論,用統計方法作試驗設計是必要的。
當問題涉及到受試驗誤差影響的數據時,只有統計方法才是客觀的分析方法。這樣一來,任一試驗問題就存在兩個方面:試驗的設計和數據的統計分析。這兩個課題是緊密相連的,因為分析方法直接依賴於所用的設計。
I. 求:高中生物實驗實驗方法匯總
專題七 實驗專題復習
一、常規實驗的復習:
1、實驗中常用器材和葯品的使用:
一般實驗設計此類題目會提供所需的器材和葯品。因此,如果能夠熟悉這些常用器材和葯品的用途和使用方法,往往能從中發現實驗設計的思路和方法,甚至具體的實驗步驟。現在總結如下:
NaOH:用於吸收CO2或改變溶液的pH。 Ca(OH)2:鑒定CO2
HCl:解離或改變溶液的pH。 NaHCO3:提供CO2
濾紙:過濾或紙層析。 紗布或尼龍布:過濾
斐林試劑:可溶性還原性糖的鑒定。 碘液:鑒定澱粉。
蘇丹Ⅲ、Ⅳ:脂肪的鑒定。 雙縮脲試劑:蛋白質的鑒定。
二苯胺試劑:鑒定DNA。 檸檬酸鈉:血液抗凝劑。
NaCl:配製生理鹽水及其它不同濃度的鹽溶液,可用於動物細胞內液或用於提取DNA。
瓊脂:激素或其它物質的載體,用於激素的轉移或培養基。
亞甲基藍:用於活體染色或檢測污水中的耗氧性細菌(細菌的氧化可使之褪色)。
酒精:用於消毒處理、提純DNA、葉片脫色及配製解離液。
蔗糖:配製蔗糖溶液,用於測定植物細胞液濃度或觀察質壁分離和復原。
龍膽紫溶液或醋酸洋紅或改良苯酚品紅染液:鹼性染料,用於染色體染色。
卡諾氏液:固定細胞形態
2、常規實驗方法:
(1)顯微觀察法,如觀察植物細胞有絲分裂、觀察葉綠體和細胞質流動、觀察植物細胞質壁分離和復原實驗等。
(2)觀色法,如觀察動物毛色和植物花色的遺傳等。
(3)原子示蹤法,如噬菌體浸染細菌的實驗,用18O2和14CO2追蹤光合作用中氧原子和碳原子轉移途徑的實驗等。
(4)等組實驗法,如小麥澱粉酶催化澱粉水解的實驗,發現生長素的燕麥胚芽鞘實驗等。
(5)加法創意法,如用飼喂法研究甲狀腺激素,用注射法研究動物胰島素和生長激素,用移植法研究性激素等。
(6)減法創意法,如用閹割法、摘除法研究性激素、甲狀腺激素和生長激素的實驗,雌蕊受粉後除去正在發育著的種子等。
(7)雜交實驗法,如孟德爾發現遺傳定律的植物雜交、測交的實驗,小麥的雜交等。
(8)化學分析法,如番茄和對Ca和Si選擇吸收,葉綠體中色素的提取和分離實驗等。
(9)理論分析法,如大、小兩種草履蟲競爭的實驗,植物根向地生長、莖背地生長的實驗,植物向光性實驗等。
(10)模擬實驗法,如滲透作用的實驗裝置,分離定律的模擬實驗等。
上述內容基本上可以包括一般的實驗方法,通過這次復習理解了這些方法,將有助於認識、分析和設計新的實驗內容。此外,上述多數的實驗方法有一個共同的特點:就是實驗結論的得出,都是一個邏輯推理的過程,或者說都是一個透過現象看到本質的思維推理的過程。因此,在復習中要充分體會和體驗這種過程。可以說,構建實驗的方法體系,為分析、解決、設計新的實驗,以及形成實驗能力,奠定了良好的方法基礎和思維基礎。
3、實驗中常用的一些基本的實驗方法和技術:
熟悉常用的實驗方法和技術,理解每種方法和技術的適用情況並熟練掌握其操作技能,以便在設計實驗時能進行遷移和利用,主要包括以下幾個方面:
(1)關於光學顯微鏡的使用:[來源:Zxxk.Com]
顯微鏡的取送:①右手握鏡臂;②左手托鏡座;③置於胸前。
顯微鏡的旋轉:①鏡筒朝前,鏡臂朝後;②置於觀察者座位前的桌子上,偏向身體左側,便於左眼向目鏡內觀察;③置於桌子內側,距桌沿5cm左右。
對光:①轉動粗准 焦螺旋,使鏡筒徐徐上升,然後轉動轉換器,使低倍物鏡對准通光孔;②用手指轉動遮光器(或片狀光圈),使最大光圈對准通光孔,左眼向目鏡內注視,同時轉動反光鏡,使其朝向光源,使視野內亮度均勻合適。
低倍物鏡的使用:①用手轉動粗准焦螺旋,使鏡筒徐徐下降,同時兩眼從側面注視物鏡鏡頭,當物鏡鏡頭與載物台的玻片相距2~3mm時停止。②用左眼向目鏡內注視(注意右眼應該同時睜著),並轉動粗准焦螺旋,使鏡筒徐徐上升,直到看清物象為止。如果不清楚,可調節細准焦螺旋,至清楚為止。
高倍物鏡的使用:使用高倍物鏡之前,必須先用低倍物鏡找到觀察的物象,並調到視野的正中央,然後轉動轉換器再換高倍鏡。換用高倍鏡後,視野內亮度變暗,因此一般選用較大的光圈並使用反光鏡的凹面,然後調節細准焦螺旋。觀看的物體數目變少,但是體積變大。
反光鏡的使用:反光鏡通常與遮光器(或光圈)配合使用,以調節視野內的亮度。反光鏡有平面和凹面。對光時,如果視野光線太強,則使用反光鏡的平面,如果光線仍舊太強,則同時使用較小的光圈;反之,如果視野內光線較弱,則使用較大的光圈或使用反光鏡的凹面。
鏡頭的擦拭:①用專門的擦鏡紙;②擦鏡頭時,先將擦鏡紙折疊幾次,然後朝一個方向擦,不可來回擦或轉動擦;③如果鏡頭被油污污染,則可在擦鏡紙上滴幾滴二甲苯,然後按上述方法擦拭。
顯微鏡的放大對象:是物體的長和寬,不是面積,更不是體積。
顯微鏡的焦距問題:物鏡離裝片的遠近,准焦螺旋的使用。
顯微鏡使用時物象移動方向:相反,即物象在視野何方,則裝片即向該方向移動。
顯微鏡使用時異物的判斷:目鏡、物鏡或裝片上,通常通過移動玻片(是否在玻片上),轉動目鏡(是否在目鏡上)來判斷,剩下在物鏡鏡上。
實驗後顯微鏡的安置:顯微鏡使用完畢後,應將玻片取嚇,將其機械部分用白紗布擦拭乾凈;轉動轉換器,讓兩個物鏡偏於兩旁;轉動粗准焦螺旋,使鏡筒下降至最低點,將反光鏡豎起,蒙上紅綢布,然後將顯微鏡鎖入箱內。
(2)臨時裝片、切片和塗片的製作:適用於顯微鏡觀察,凡需在顯微鏡下觀察的生物材料,必須先製成臨時裝片、切片和塗片,如「觀察植物細胞的質壁分離和復原」中要製作洋蔥表皮細胞的臨時裝片,在「生物組織中脂肪的鑒定」中要製作花生種子的切片,在「觀察動物如人體血液中的細胞」中要製作血液的塗片等等。
(3)研磨,過濾:適用於從生物組織中提取物質如酶、色素等,要求學生熟練掌握研磨、過濾的方法,如研磨時要先將生物材料切碎,然後加入摩擦劑(常用二氧化硅)、提取液和其它必要物質,充分研磨之後,往往要進行過濾,以除去渣滓,所用過濾器具則根據需要或根據試題中提供的器材加以選用,如可用濾紙、紗布、脫脂棉、尼龍布等。
(4)解離技術:適用於破壞細胞壁,分散植物細胞,製作臨時裝片。
(5)恆溫技術:適用於有酶參加的生化反應,一般用水浴或恆溫箱,根據題目要求選用。
(6)紙層析技術:適用於溶液中物質的分離。主要步驟包括制備濾紙條、劃濾液細線、層析分離等。
(7)植物葉片生成澱粉的鑒定:適用於光合作用的有關實驗,主要步驟包括飢餓處理、光照、酒精脫色、加碘等。
另外還有根尖培養、幼小動物的飼養、植物必需元素的鑒定、同位素示蹤技術等。
二、教材實驗歸類
(一)顯微觀察類
實驗名稱 細胞的狀態 染色劑 生物材料
觀察DNA.RNA
在細胞中的分布 死細胞 甲基綠
吡羅紅 人的口腔上皮細胞
觀察線粒體 [來源:學科網][來源:學&科&網][來源:Zxxk.Com] 活細胞 健那綠 [來源:學科網]
觀察細胞的 減數分裂 死細胞 無(為固 定裝片) 蝗蟲精母細胞
低溫誘導染色體加倍 死細胞 改良苯酚品紅染液 洋蔥根尖細胞
觀察細胞的
有絲分裂 死細胞 龍膽紫(或
醋酸洋紅)
觀察多種
多樣的細胞 活或死細胞
酵母菌細胞、水綿細胞、葉的保衛細胞、魚的紅細胞等
觀察葉綠體 活細胞 蘚類的葉(或菠菜葉、黑藻葉)
觀察植物細胞的
質壁分離與復原 活細胞 紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞
說明:(1)以上實驗除了「觀察植物細胞的質壁分離與復原」使用低倍鏡即可外,其餘均需使用高倍鏡。(2)鑒定類實驗中的「脂肪的切片法鑒定」、探究性實驗中的「培養液中酵母菌種群數量的動態變化」都需用顯微鏡觀察。
(二)鑒定類實驗
1.實驗歸類
實驗名稱 鑒定對象 試劑 顏色 生物材料 備注
澱粉的鑒定 澱粉 碘液 藍色 脫色的葉片 無
還原糖的鑒定 還原糖 斐林試劑 磚紅色沉澱 蘋果或梨
的勻漿等 甲乙液現混
現用、水浴
加熱
脂肪的
鑒定 脂肪 蘇丹Ⅲ
(或Ⅳ)
染液 橘黃(或
紅)色 花生種
子切片 需用高倍
鏡觀察
蛋白質
的鑒定 蛋白質 雙縮脲
試劑 紫色 豆漿、稀
蛋清等 先加A液,
後加B液,
搖勻後使用
尿糖的
檢測 葡萄糖 葡萄糖
試紙 有色 水、葡萄
糖溶液、
三份模擬
「尿樣」 無
葉綠體中
色素的提取
和分離 四種色素 提取液:無水乙醇;分離液:層析液 胡蘿卜素:
橙黃色;葉
黃素:黃色;
葉綠素a:
藍綠色;葉
綠素b:黃
綠色 新鮮的綠
葉(如菠
菜葉) 加入二氧化硅是為了研磨得更充分;碳酸鈣可防止研磨中色素被破壞
2.注意問題
(1)有關蛋白質的鑒定
①若用蛋清進行蛋白質鑒定時,需將雞蛋清用水稀釋,通常是0.5 m L蛋白液加入5 mL水,攪拌均勻。如果蛋白液稀釋程度不夠,與雙縮脲試劑發生反應後會粘固在試管的內壁上,使反應不容易徹底,並且 試管也不容易刷洗干凈。
②鑒定蛋白質時,向樣液中加入2 mL雙縮脲試劑A搖勻,再向樣液中加入3~4滴雙縮脲試劑B搖勻。其中雙縮脲試劑B不能過量,因為過量的雙縮脲試劑B會與試劑A反應,使溶液呈藍色,從而掩蓋生成的紫色。
(2)葉綠體中色素的提取和分離
①區分色素提取和分離的原理:色素提取的原理——無水乙醇提取法;色素分離的原理——紙層析法。
②注意事項:a.濾液細線要畫得細且直,以防止色素帶重疊而影響分離效果;待濾液乾燥後要再畫一兩次,目的是積累更多的色素,使分離後的色素帶明顯。b.分離色素時,層析液不能沒及濾液細線,以防止色素溶解於層析液中而無法分離。
(三)調查類實驗
實驗名稱 調查常見的人類遺傳病 土壤中動物類群豐富度的研究
調查對象 隨機確定的人群;一定數量的家族 生活在土壤中的小動物
調查方法 匯總法 用取樣器取樣進行採集
統計方法 發病率=(患病人數/被調查人數)×100% 記名計演算法;目測估計法
注意事項 ①調查時,最好選取群體中發病率較高的單基因遺傳病,如紅綠色盲、白化病等;②調查某種遺傳病的發病率時,要隨機抽樣調查,且要保證調查的群體足夠大 ①取樣時應注意隨機取樣,避免人為心理作用;②動物類群因所取地段不同,可能差異較大;③樣土塑料袋上標明取樣的地點和時間;④不知名的動物標記為「待鑒定XX」;⑤調查的指標是動物種類的豐富度和數量豐富度
(四)探究類實驗
實驗名稱 自變數 因變數 無關變數
通過模擬實驗探究膜的透性 半透膜兩
側溶液的
濃度差 漏斗玻璃管液面的上升高度 半透膜的種類、開始時的液面、溫度等條件
探究溫度對澱粉酶活性的影響 不同溫度
(至少三種) 酶的活性(加碘液後溶液顏色的變化) pH、底物量、酶量、試管的潔凈程度、反應時間、操作程序等
探究pH對過氧化氫酶活性的影響 不同pH
(至少三種) 酶的活性(氣泡的數量或帶火星的衛生香燃燒的猛烈程度) 溫度、底物量、酶量、試管的潔凈程度、反應時間、操作程序等
探究酵母菌的呼吸方式 氧的有無 CO2生成量(澄清石灰水的混濁程度等);酒精的產生(重鉻酸鉀檢測) 葡萄糖溶液、石灰水的量、溫度、pH、錐形瓶的潔凈程度、連接導管的大小等
模擬探究細胞表面積與體積的關系 細胞體積的大小 物質運輸的效率 瓊脂塊的一致性、NaOH溶液的量、浸泡的時間、測量的准確性等
探究生長素類似物促進插條生根的最適濃度 不同濃度
的生長素
類似物 扦插枝條的生根數量或長度 實驗材料的一致性、激素濃度的准確性、處理時間的一致性等
探究培養液中酵母菌數量的動態變化 時間 酵母菌種群數量 培養液的成分、培養條件、空間等
探究水族箱中的群落的演替 時間 群落的演替 水族箱的培養條件和環境等
2.注意問題
1)探究溫度(pH)對酶活性的影響時,必須在達到預設的溫度(pH)的條件下,再讓反應底物與酶接觸,避免在未達到預設的溫度(pH)時反 應底物已與酶接觸發生反應,影響實驗結果。
(2)探究酵母菌的呼吸方式時:①新配製的質量分數為5%的葡萄糖溶液先加熱煮沸(殺死裡面的微生物、除去溶液中的空氣),等冷卻(防止高溫殺死酵母菌)後再將食用酵母菌加入;
②酵母菌培養液應封口放置一段時間後,待酵母菌將瓶內的氧氣消耗完,再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶,以保證檢測到的一定是酵母菌無氧呼吸產生的CO2使澄清的石灰水變混濁。
(3)探究生長素類似物促進插條生根的最適濃度
①裝置的設計應有利於觀察,如觀察促進生根的實驗可以用水培法。
②所設組別除不同濃度的生長素類似物處理外,還要增加一組蒸餾水處理的做空白對照。
(4)探究培養液中的酵母菌數量的動態變化
①從試管中吸出培養液進行計數之前,要輕輕震盪幾次,使酵母菌均勻分布,以確保計數准確,減少誤差。
②該探究不需要設置對照,因為隨著時間的延續,酵母菌種群數量的變化,在時間上形成前後自身對照,但要獲得准確的實驗數據,必須重復實驗,求得平均值。
③對於壓在小方格界線上的酵母菌,應只計算相鄰兩邊及其頂角的酵母菌。
④實驗結束後,用試管刷蘸洗滌劑擦洗血球計數板的做法是錯誤的,正確的方法是浸泡和沖洗。
三、實驗題解答思路和基本解題技巧:
1、認真審題——審准實驗目的和原理:
明確驗證的「生物學事實是什麼,」或「生物學事實」的哪一方面;實驗所依據的生 物學(或其它知識)原理是什麼。如「探索酶活性與溫度關系」的實驗原理為澱粉遇碘變藍,澱粉酶可催化澱粉水解為麥芽糖,麥芽糖遇碘不變藍。
2、找出自變數(實驗變數或實驗條件)和因變數(反應變數):
找出自變數(實驗變數或實驗條件)和因變數(反應變數),以及影響本實驗的無關變數,然後構思實驗變數的控制方法和實驗結果的獲得手段。如驗證「CO2是光合作用合成有機物的必需原料」,首先明確該實驗的條件是CO2,結果是光合作用(合成有機物),影響結果的條件變化應該是CO2的有無兩種情況,那麼對照的設計就應該為空白對照。影響實驗結果的無關變數有溫度、pH、實驗用植物的生長狀況、飢餓處理的環境、吸收CO2的NaOH的量及濃度等因素,這些無關變數中任何一種因素的不恰當處理都會影響實驗結果的准確性和真實性,因此實驗中必須嚴格控制無關變數,做到平衡和消除無關變數對實驗結果的影響。常常採用對照的方法——即在保證各實驗組和對照組的無關變數相同的條件下,觀察實驗變數(實驗條件)的不同情況對反應變數(實驗結果)的影響。
3、實驗對象和實驗條件:
實驗所用的生物學材料,如光合作用所用的葉片、驗證質壁分離所用的成熟植物細胞、鑒定脂肪所用的花生種子等。
實驗條件是完成這一實驗所必需的理化條件及生物學處理方法,如光照、溫度、pH、酶、緩沖劑、離心等。
4、設計實驗方法和步驟:
這一環節要遵循科學性原則、可操作性原則、設計對照原則、單一變數原則、可重復性原則,使實驗有可信度和說服力。
注意:①後面步驟中要用到的東西,如果題目沒有給出,則必須在前面的步驟中准備好,如實驗中要用蔗糖液,而題目中只給出蔗糖,我們就要先配製好蔗糖液;②題目中如果已經給好(如給的是配好的試劑),則不能再配製了。
5、預測實驗結果或分析實驗結果:
二者是有區別的:①預測實驗結果——根據實驗原理和事物間的相互關系,進行理性分析,從而預先猜測可能是什麼樣的結果、有幾種結果可能性,都要事先預測到;②分析實驗結果——是從結果出發去尋找事物間的相互關系,或者推導出一般性的結論或規律等。它是分析應有的實驗結果,對意料之外的結果乃至失敗的情況作出恰當的分析和推論。
二者是相反的兩個過程:因此解決此類問題時要根據題意注意用詞的科學性和准確規范性。當然無論是預測實驗結果還是分析實驗結果,都要既考慮最後的結果,也要考慮中間步驟的結果。
6、注意事項和補救措施:
實驗中若要使用有毒物質,應怎麼使用?加熱酒精應採用水浴法隔水加熱。一旦燃燒怎麼辦?這些注意事項都應該在實驗前有所准備,這些方面常常需要相關學科實驗能力的滲透。
實驗完畢後如果時間容許,還應該從以下方面來回顧回顧:
①實驗原理及方法是否符合題 目要求(正確性 );
②實驗步驟是否科學,有無少做了步驟或順序顛倒的現象;
③有無充分利用實驗條件或超出題目給的實驗條件;
④有無設置對照(參照系)或可能造成誤差;
⑤有無更為簡單的實驗方案——創新實驗得分;
⑥實驗是否具有偶然性——是否符合可重復性原則;
⑦實驗能否順利完成;
⑧實驗的安全性如何。
四、設計型實驗題:
由於高考側重於對實驗能力的考查,設計型實驗題是近幾年高考的一個熱點。因此,我們對實驗的復習,應該立足於對基本實驗方法、實驗技能、實驗思維的強化和鞏固著手,培養我們的實驗分析、實驗改錯、實驗設計等實驗能力。
所謂設計型實驗題——就是要求考生設計實驗原理,選擇實驗器材,安排實驗步驟,設計數據處理的方法及分析實驗現象。包括設計實驗方案、設計實驗步驟、設計實驗改進方法等。主要 考查我們是否理解實驗原理和會分析實驗結果,是否具有靈活運用實驗知識的能力,是否具有在不同情景下遷移知識的能力。
1、生物學實驗的一般程序:
一個完整的生物學實驗包括以下七個基本步驟:
(1)實驗名稱、目的:指出是什麼實驗,明確實驗要解決什麼問題。
(2)假設:是「可能會怎麼樣」,對可見現象提出一種可檢測的解釋。具體為:
(3)預期:在檢測提出的假設以前,先提出實驗的預期結果(一個或幾個假定的結果),若預測沒有實現,則說明假設 不成立;若預測得到實現,則假設成立。
(4)實施實驗過程:根據實驗目的和提出的假設,來設計實驗的具體方法步驟,並按設計的方案進行操作。
(5)觀察和收集數據:客觀如實地觀察、記錄實驗的現象,得出實驗結果,並通過一定方式將實驗結果呈現出來。
(6)分析、推論:對記錄的數據(包括現象、結果)進行整理分析,進行推導得出結論。
(7)交流:寫出實驗報告。
2、生物學實驗設計的要求:
(1)在實驗設計之前,應掌握所研究問題的性質,具備必要的理論知識和基本的實驗技能和技術。
(2)要有明確的實驗目的,根據目的確定研究內容。
(3)實驗設計要科學合理,注意設計合適的實驗變數,控制其他變數,盡量減少實驗誤差,確保實驗得出明確的結果。
(4)設計實驗要注意設置對照,適當增加重復,保證實驗的准確性。
(5)實驗取樣要注意典型性和代表性。
(6)實驗設計要考慮運用統計學進行分析的可能性。分析的樣本要有一定的數量,使所得數據具有代表性和可靠性。
J. 教育實驗設計的一般步驟有哪些
教育實驗的過程一般可分為准備實驗——實施實驗——總結與評價實驗這三個基本階段,這是一個相對穩定的程序。 實驗的准備階段的主要任務是制訂實驗方案。
為新的科學理論假說應用於教育實踐尋求操作程序當研究者提出一套完善的教育教學理論後,必須通過教育實驗將理論轉化成可操作的實驗方案以付諸教育實踐,才能切實發揮科學理論的指導作用。
通過實驗,一方面尋求將這些理論具體化並運用於教育教學實踐過程的操作程序;另一方面,實驗的結果又將進一步檢驗、充實、完善這些理論的科學性、先進性和可行性。
1、檢驗、修改和完善教育理論:
檢驗現有教育理論的科學性、先進性,並改進教育教學過程與方法。通過提供有意義的可靠的信息,對現有教育教學理論進行篩選、改造、提煉和發展、完善。
另外,為發現和揭示新的教育特點和規律提供必要的基礎。通過教育實驗,我們能發現未知,開拓新的研究領域,從而不斷加深對教育發展的規律性認識。
2、促進教育實踐的改革與發展通過教育實驗,人為地創設一定的系統和環境,在科學教育理論指導下改革教學內容或教學方法。