生物实验设计2016讲解

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1、 课程简介： 本课程是研究中学生物实验的设计原理 、设计方法，重点是研究中学生物实验设计 整体思路的一门课程。本课程强调在生命科 学的形成、发展过程中以生物学实验为基础 ，在生命科学的学习过程中以生物科学知识 和生物实验设计为中心，研究生物学实验的 基本理论、新课程高中生物实验、中学生物 实验设计导引、实验设计案例研讨与评价等 相关内容，培养学生生物科学素养，提高生 物实验设计的能力，为将来独立从事中学生 物教学工作奠定良好的基础。 教学内容与要求 专题一：生物学实验的基本理论 教学内容： 1、介绍本门课程的进度、内容及考核方式 2 2生物学实验的产生和发展生物学实验的产生和发展 3、生物学实

2、验的意义生物学实验的意义 4、中学生物实验教学 教学要求： 通过学习生物学实验的产生和发展、生物学实验生物学实验的产生和发展、生物学实验 意义以及意义以及中学生物实验教学的内容的内容，了解生物学 实验的基本理论；通过介绍本门课程的进度、内 容及考核方式，明确加强生物实验设计能力培养 的重要意义。 专题二：生物学实验原理和设计生物学实验原理和设计 教学内容： 1、生物学实验原理生物学实验原理及类型 2、生物学实验的设计生物学实验的设计 教学要求： 通过教师提供的生物学实验具体实例，分析 生物学实验的原理，研究中学生物实验设计 的案例，课前搜集一个实验设计课题在课上 进行讨论，从而学习分析生物实验

3、设计的方 法，培养思维能力和创造能力。 专题三：中学生物实验研究 教学内容： 1中学生物实验室建设和仪器装备 2中学生物实验室技术 3中学生物实验室安全规范 教学要求： 要求学生在中学生物实验室中学习并掌 握中学生物实验室建设和仪器装备等实 验教学的基本要求，参观中学生物实验 室，初步学会使用中学生物实验室技术 ，讨论中学生物实验室安全规范。 专题四：新课程高中生物实验 教学内容： 1. 高中生物新课程的基本理念和目标 2. 实验教学在新课程实施中的意义和作用 3. 高中生物实验内容确定的依据 4中学生物实验的分级 教学要求： 学生自学第一部分，并以小组的形式汇报 学习收获；通过实验教学在实施

4、中意义的 讨论和实验教学类型的研讨分析，学习高 中生物实验内容确定的依据以及中学生物 实验的分级。 专题五：新课程探究实验分析 教学内容： 1.高中生物课程标准中的实验安排 2. 新课程探究实验分析 教学要求： 通过教师提供的新课程探究实验案例， 学生课上研讨、交流并分析不同类型的 科学探究活动，以小组为单位完成一个 探究实验设计，了解生命科学的精髓， 掌握基本的生物科学知识和实验技能， 发展科学探究能力。 专题六：生物实验设计基础研讨 教学内容： 1、生物学实验的学习目标 2生物学实验的基本要素 3生物学实验的类型 4生物学实验的实施 教学要求： 通过实验设计基本知识的学习，请同学 分析并掌

5、握生物学实验的学习目标、基 本要素等，初步学习并体会设计生物学 实验的核心内容。 专题七：生物学实验设计策略 教学内容： 1实验设计的原则、基本程序 2提高实验设计和探究能力的途径与方法 3参与式教学 教学要求： 通过实验设计策略的学习，请同学分析并 掌握实验设计的原则、基本程序和方法， 开展参与式教学并学会进行实验设计。 专题八：实验设计案例研讨与评价 教学内容： 1基础实验基础实验设计案例研讨与评价 2拓展实验设计案例研讨与评价 教学要求： 要求学生根据实验设计的原则、基本程 序和方法，课前研讨、交流，初步学会 使用实验设计方法，写出实验设计案例 在课上分析，学生之间互相评价，在此 基础上

6、，完成一份完整的实验设计案例 。 作业 完成一份中学生物实验设计案例 搜集一个实验设计课题在课上讨论 提交一份实验设计案例评价记录 以小组为单位完成一个探究实验设计 考核与成绩评定方式 总评 = 平时（30%）+ 实验设计方案（70%） 平时 = 实验设计案例（10%）+ 课题讨论与评价记录 （10%）+ 中学生物实验实践情况（10%） 1. 在本课程教学内容中,最关注的专 题是什么? 2. 除教学计划安排的内容之外,你还 期待学习或了解什么? 3. 你希望在组织活动或讨论时,是自 由结组,还是由教师指定或随机抽 取?请选择一种组建小组的方式. (请注明姓名班级学号) 生物学实验的基本理论 生

7、物学实验的 第第 一一 章章 一一. . 生物学实验的产生和发展生物学实验的产生和发展 1. 早期人类的自然观察和实践活动 （1）原始人的刀耕火种 （2）古代人的生产实践 酿酒、动植物育种 禽经 齐民要术 本草纲目 火的使用、石器的制造 采集、狩猎、种植、驯养 2. 近代生物学实验的建立 哈维关于血液循环的研究 青蛙的心脏实验 心脏的舒缩与脉搏的实验 动脉的结扎实验 静脉的结扎实验 静脉瓣膜的作用实验 （第一次用实验方法证明推论 ） 人体血量的计算（245.16kg / h） 由于哈维发现了血液循环，而把生理学确立为科学 恩格斯 3. 3. 生物学实验的发展生物学实验的发展 （1）生物学实验从

8、原始的生产实践中分化出来 （2）生物学实验成为有目的的对生命的探索 （3）建立了生物学实验的方法和手段 （4）促进了生物学的发展 细胞学说 植物生理学 动物生理学 胚胎学 微生物、免疫学 促进生物实验技术 与手段的改进 4. 现代生物学实验的改革与发展 二二. . 生物学实验概述生物学实验概述 （一）生物学实验的基本概念 生物学实验是人对生物体（包括自身）及生 命现象的主动认识过程。它是针对一定的研究对 象，并根据研究目的，运用一定的手段（包括仪 器、设备等），通过控制、干预研究对象，或创 造一种典型环境或特殊条件，并在其中进行探索 的实践活动。 生物学实验的实质是一种人为控制条件下的 生命过

9、程的再现，是生命科学研究的重要方法。 （二）实验在科学研究中的位置 科 学 研 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 （三）生物学实验的类型（三）生物学实验的类型 实验的空间和环境实验室实验、自然实验 根据不同的依据，可以分为不同的类型 实验的直接目的验证性实验、探索性实验 实验研究的质和量定性实验、定量实验 实验的研究对象动物、植物、遗传、细胞、生态 实验的作用析因实验、模拟

10、实验 实验的性质解剖实验、生理实验、生化实验 实 验 类 型分 类 依 据 （四）生物学实验的基本要素（四）生物学实验的基本要素 （1）研究对象的客观性 （2）研究对象的可控性 （3）研究对象的主动性与复杂性 1. 实验者 2. 实验的研究对象 3. 实验手段 （1）实验手段的类型 （2）实验手段的特性 实验者控制和纯化研究对象及环境的重要条件 实验手段是生物学理论的物化 工具、设备类 方法类（物理、化学、数学等） 实验者和研究对象的中介 生物学实验的意义生物学实验的意义 生物学实验对生物学理论建立的重要作用生物学实验对生物学理论建立的重要作用 生物学实验在生物科学研究中的作用生物学实验在生物

11、科学研究中的作用 生物学实验与科学发展观的树立生物学实验与科学发展观的树立 中学生物实验教学中学生物实验教学 中学生物实验教学案例 科学实验与生物教学实验 生物学实验与生物学教学 优化实验教学过程 提高生物学实验教学能力 生物教学实验:根据中学生物学的教 学目的、学生的认知水平和教学条 件,有目的地安排、设计一些类似科 学实验的模式、程序，在规定的较 短时间内进行实验操作，以达到实 验目的要求的教学实践活动。 生物实验教学与科学素养生物实验教学与科学素养 科学实验与科学思维的形成 科学思维在生物学实验中的作用 1. 正确确立生物学实验课题 2. 进行生物学实验设计 3. 顺利实施生物学实验方案

12、 4. 形成科学结论 考查的能力包括理解能力、实验与探究能 力、获取信息的能力和综合运用能力. 以对学生实验与探究能力的评价为例:侧重 考查学生的实验操作基本技能和实验的关 键步骤、重要环节上。 实验的类型 类型实验特点目标要求实例 探究性 实验实验 让让学生带带着疑 问问，在亲亲自动动手 的过过程中获获取新 知识识。 提高学生对现对现 象的观观察 、 问题问题 的探究、概念的形 成、使知识识理解、结论结论 的验证验证 、思维维的发发展融 为为一体。 探究植物细细胞的 吸水和失水 探究酵母菌的呼 吸方式 验证验证 性 实验实验 让让学生用实验结实验结 论论来验证验证 已学过过 的基本原理和基

13、础础知识识。 帮助学生理解和巩固基 础础知识识，学习习和掌握基 本技能。 观观察DNA和RNA在 细细胞中的分布 观观察植物细细胞的 有丝丝分裂 演示 实验 主要操作者是教 师，呈现事实的 方法：实验归纳 法；演绎法。 培养学生观察、思维能 力，使学生获取新知识， 或验证巩固知识，或指导 学生进行实验 发酵现象 种子在萌发过程 中吸收氧 课程标准对实验的要求 能够正确使用一般的实验器具，掌握采集 和处理实验材料、进行生物学实验的操 作、生物绘图等技能。发展科学探究能 力，初步学会-设计可行的实验方案， 实施实验方案，收集证据-。 实验教学承载着对学生进行认知、情感和 操作技能三维目标的培养。而

14、提高学生的实验 操作技能是实验教学的主要目标 。 考试说明：实验与探究能力 （1）能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包 括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作 技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合的运用。 （2）具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象 和结果进行解释、分析和处理。 （3）具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括 运用观察、实验与调查，假说演绎、建立模型与系统分析等 科学研究方法。 （4）能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。 实验教学评价 对学生实验能力的评价 实验操作步骤和技能的掌握 对实验原理的理解 设计实验 评价和完善实验

15、对实验结果的分析与结论的表述 实验教学评价实验操作 学生必须须参与实验实验(课标课标 要求、教材中有的、正常情况 能开设设的），仔细观细观 察，掌握实验实验 操作技能。 基本技能和重要 的操作环节 观察DNA、RNA在细胞中的分布 观察线粒体和叶绿体 低温诱导染色体加倍 这几个实验虽然是教材中的常规实验，但是 大多数学校限于条件等并不能正常开设，因大多数学校限于条件等并不能正常开设，因 此作为实验教学评价目前不十分适合。此作为实验教学评价目前不十分适合。 例1：2010年天津 在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验时，以 下操作和结论正确的是 A.剪取5cm根尖，用酒精和吡罗红混合液解离染色 B.右图是高倍显微镜下调节细准焦螺旋看到视野 C.持续观察，视野中的K细胞将分裂成两个子细胞 D.视野中，N细胞的染色体数目是M细胞的一半 显微镜的使用做了才有更深的认识 例1-1、某学生在显微镜下观察花生子叶的切片，当