高中生物科学史总结(精选9篇)
高中生物科学史总结 篇1
高中生物科学史总结
必修1 第1 章
1.19 世纪30 年代,德国植物学家施莱登(M.J.Sehleiden,18o4— 1881)和动物学家施旺(T.Schwann,1810— 1882)提出了细胞学说,指出细胞是一切动植物结构的基本单位。论证生物界的统一性(细胞的统一性和生物体结构的统一性)
2.细胞学说的建立过程
1543 年比利时的维萨里发表巨著《人体构造》揭示人体器官水平的结构 法国比夏指出器官是由低一层次的结构——组织构成
1665 年英国科学家虎克(R·Hooke)用显微镜观察植物木栓组织并发现由许多规则的小室组成,并把“小室”称为——细胞
荷兰著名磨镜技师列文虎克,用自制显微镜观察到不同形态的细菌、红细胞和精子等。
意大利的马尔比基用显微镜广泛观察了动植物的微细结构。但是他们并没有用“细胞”来描述其发现。
1838 年施莱登提出细胞是构成植物的基本单位,施旺发现研究报道《关于动植物的结构和一致性的显微研究》
耐格里用显微镜观察了多种上植物分生区新细胞的形成,发现新细胞的产生原来是细胞分裂的结果。
1858 年,德国的魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞” 第2 章
英国科学家桑格经过10 年努力,终于在1953 年测得牛胰岛素全部氨基酸的排列顺序
1965 年我国科学家完成结晶牛胰岛素的全部合成 第3 章
1、美国细胞生物家克劳德摸索出采用不同转速对破碎的细胞进行离心的方法,将细胞内的不同细胞分开。——定性定量分离细胞组分的经典方法
2、比利时的德迪夫发现了溶酶体
3、罗马尼亚的帕拉德,改进了电子显微镜,发现了核糖体和线粒体结构,1960 年,帕拉德向人们描绘了一幅生动的细胞“超微活动图”。形象地揭示出分泌蛋白质合成并运输到细胞外的过程
第4 章 1、19 世纪末,欧文顿提出膜是由脂质组成的 2、1925 年,两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质,得出细胞膜中的脂质必然排列为连续的两层 3、1959 年,罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗——亮——暗的三层结构,提出生物膜的模型,所有生物都是由蛋白质——脂质——蛋白质三层结构构成(静态模型)4、1972 年桑格和尼克森提出流动镶嵌模型 5、1988 年美国科学家阿格雷成功地将构成水通道的蛋白质分离出来。6、1998 年美国科学家麦金农测出了钾离子通道的立体结构。第5 章 1、1773 年,意大利科学家斯帕兰札尼(L.Spallanzani,1729-1799),通过实验证明,胃液有化学性消化作用。
2、关于酶本质认识
1857 年法国微生物学家巴斯德,通过显微镜观察,提出酿酒中的发酵是由于酵母细胞的存在,没有活细胞的参与,糖类是不可能变成酒精的
德国化学家李比希认为引起发酵的是酵母细胞中某些物质 德国化学家毕希纳将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶
美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶的结晶,并且通过化学实验证实脲酶是蛋白质 世纪80 年代,美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA 也具有生物催化功能
1771 年,英国科学家普里斯特利(J.Priestley,1733— 18o4),通过实验发现植物可以更新空气。
1779 荷兰科学家英格豪斯,发现普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功,植物只有绿叶才能更新污浊的空气,但不了解植物吸收和释放的究竟是什么
1817 年,两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素。
1845 年,德国科学家梅耶,提出植物进行光合作用时,把光能转化成化学能储存起来
1864 年,德国植物学家萨克斯证明光合作用产生了淀粉
1880 年,美国科学家恩格尔曼,发现好氧细菌是只向叶绿体被光束照射到的部位集中,证明叶绿体是植物进行光合作用场所
1939 年,美国科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法18O,证明光合作用中释放的氧气来自水。世纪40 年代美国科学家卡尔文用小球藻做实验,14C 标记CO2 追踪,探明CO2 中碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径——卡尔文循环
第6 章
1958 年,美国科学家斯图尔德,取胡萝卜韧皮部的一部分细胞,放入植物激素、无机盐等物质的培养液中培养,这些细胞旺盛地分裂和生长,形成细胞团块——根、茎、叶——植株
必修2 第1章
1、19 世纪中期,孟德尔(G.Mendel,1822-1884),奥国人,通过豌豆等植物的杂交试验,于1865年,在当地的自然科学研究学会上宣读了《植物杂交试验》论文,提出了遗传的分离定律和自由组合定律。他被世人公证为“遗传学之父”。2、1909 年,丹麦生物学家约翰逊给孟德尔的“遗传因子”叫做基因 第2 章 1、1903 年,美国遗传学家萨顿用蝗虫细胞作材料,研究精子和细胞形成过程,发现孟德尔假设的一对遗传因子即等位基因分离与减数分裂中同源染体的分离非常相似
2、英国科学家摩尔根利用果蝇为实验材料,证实基因在染色体上,摩尔根被称为染色体遗传理论的奠基人,发现了基因的连锁互换律,人们称之为遗传第三定律 3、18 世纪英国著名的化学家兼物理学家道尔顿,第一个发现色育也是第一个被发现的色育患者
第3 章
第1 节DNA 是主要的遗传物质 1、1928 年,英国科学家格里菲思(F.Grifith,1877—1941),通过实验推想,已杀死的S 型细菌中,含有某种“转化因子”,使R 型细菌转化为S 型细菌。
1944 年,美国科学家艾弗里(O.Avery,1877—1955)和他的同事,通过实验证明上述“转化因子”为DNA,也就是说DNA 才是遗传物质。
1952 年,赫尔希(A.Hershey)和蔡斯(M.Chase),通过噬菌体侵染细菌的实验证明,在噬菌体中,亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA,而不是蛋白质。
2、DNA 分子结构和复制
1953 年,美国科学家沃森(J.D.Watson,1928 一)和英国科学家克里克(F.Crick,1916-2004)共同提出了DNA 分子双螺旋结构模型。
1962 年,沃森、克里克和维尔金斯共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。英国生物物理学家威尔金斯及同事提供DNA 衍射图谱 1952 年奥地利生物化学家查哥夫提供重要信息A=T G=C 第7 章
法国博物学家拉马克提出用进废退和获得性遗传
l9 世纪(1859 年),达尔文,在其《物种起源》一书中.提出以自然选择学说为核心的生物进化理论。必修3 第1 章
1、法国生理学家贝尔纳,曾推测,内环境的恒定主要依赖于神经系统的调节,1857 年他提出动物生活需要两个环境——机体细胞生活的内环境和整个有机体生活的外环境。
2、美国生理学家坎农提出①稳态的概念:稳态不是恒定不变,而是一种动态的平衡。②提出稳态持机制的经典解释:内环境稳态是在神经调节和体液调节的共同作用下,通过机体各种器官、系统分工合作,协调统一而实现的。
第2 章
1、法国学者沃泰默通过实验发现,把盐酸注入狗的上段小肠肠腔内,会引起胰腺分泌胰液。
2、英国科学家斯塔林和贝利斯,证明了小肠黏膜能产生一种化学物质进入血液后,随血液到达胰腺,引起胰液分泌,这种物质叫促胰液素(人们发现的第一种激素)
3、俄国生物学家巴甫洛夫是近代消化生理学的奠基人,他和他的学生们随后也得出斯他林和贝利斯结论。
第3 章 1、19 世纪末,达尔文注意到了植物向光性,根据实验推出,单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种刺激,当这种刺激传递到下部伸长区时,会造成背光面比向光面生长快,因而向光性弯曲 2、1910 年詹森实验证明,胚芽鞘尖端产生的刺激可以透过去琼纸片传递给下部 3、1914 年拜尔实验证明:胚芽鞘的弯曲生长,是因为尖端产生的刺激在其下部分布不均匀造成的。4、1928 年荷兰科学家温特实验证明造成胚芽鞘弯曲的刺激确定是一种化学物质。温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质,并命名为生长素。
第4 章
1952 年,我国生态学家马世骏,提出从系统的整体调控着眼,运用“改治结合,根除蝗害”的战略,一方面通过化学防治和生物防治降低蝗虫密度,一方面改造飞蝗发生地。他提出了“生态经济学”设想,“生态工程”以及“社会——经济——自然”复合生态系统等一系列新观点。
高中生物科学史总结 篇2
一、生物学史可以激发和培养学生的学习兴趣。
新教材大大增加了生物学史方面的内容,使新教材内容更加丰富多彩,大大激发了学生的学习兴趣。例如,在讲授色盲遗传时,新教材上介绍了世界上第一个发现色盲的人和第一个被发现是色盲的人是同一个人———道尔顿,这大大引起了学生的学习兴趣,激起了学生的注意力,在教学时就轻松地突破了这一难点,收到了事半功倍的效果。另外,如青霉素的发现、进化论的提出、沃森和克里克创立的DNA分子的双螺旋结构模型、我国科学家人工合成结晶牛胰岛素的成功、“多莉”羊的克隆成功和人类基因组计划的提出等,它们的背后都有一个感人的故事,教学中以故事作导入或在枯燥的理论学习中插入一个感人的故事,不仅能加深学生对知识的理解,而且能激发学生的学习兴趣,调节大脑和解除疲劳,极大提高学生的学习效率。
二、生物学史可以培养学生认真观察生活和从生活中发现问题的科学习惯。
例如,新教材在讲述生物进化时,在对达尔文做简单介绍时指出:在18世纪到19世纪,上帝创造世界、上帝造人的思想占着统治地位,达尔文一开始也是一个虔诚的神的信徒,是“神创论”的坚定维护者和宣传者。但是,在有幸随英国勘探船“贝格尔”号做了8年环球考察过程中,他发现很多自然现象和科学事实与“神创论”的思想是不相符合的,甚至是背道而驰的。于是,他对“神创论”思想产生了怀疑,通过自己的观察和悉心研究,逐渐地形成了生物进化的观点,并在1859年发表了《物种起源》一书,系统地阐述了生物进化的观点,后被马克思认为是19世纪三大自然科学发现之一。生物书通过这一科学史的介绍,使学生深深地认识到,很多重大的科学现象,就是从身边发现的,从生活中发现的,而它的发现更需要我们对生活的热爱和深入地观察与思考;使学生充分地认识到从生活中可以学到书本上学不到的东西,养成良好的学习习惯。
三、生物科学史可以培养学生科学的思维方法和严密的逻辑推理能力。
例如,新教材在讲述生长素的发现时,重点地介绍了学生熟知的三位科学家:达尔文、温特和郭葛,以及他们发现生长素过程中所设计的巧妙实验。其实验过程大致如下:(1)用两株带胚鞘尖端的燕麦幼苗,一株在光下生长,另一株在黑暗处生长。(2)切去尖端,重复上述实验,结果发现,植株既不生长又不弯曲。实验做到这里,通过(1)(2)对比,科学家就推测:可能是尖端产生了某种物质,是这种物质引起植物的生长和弯曲。为了验证推测是否正确,科学家紧接着设计了如下的巧妙实验:(3)将放在胚芽鞘尖端的琼脂块儿放置在切去尖端的燕麦幼苗顶端的一侧,一段时间后,它恢复了生长,并弯向了放置琼脂块儿的另一侧。而将没有放置过胚芽鞘尖端的琼脂块儿作为对照,重复该步实验,则植株既不生长又不弯曲。这一巧妙的设计,科学地、严密地证明了胚芽鞘尖端确实能够产生促使植物生长的物质,并为最终发现生长素奠定了基础。
这一科学史的讲述,使学生充分地认识到了科学的思维方法和严密的逻辑推理能力在自然科学中的地位和作用,并能够使学生在以后的学习中自觉地运用这些科学的方法来观察和分析解决遇到的实际问题。
四、生物科学史可以很好地培养学生用辩证的、发展的眼光来看问题的能力。
例如,新教材第三章“生物的新陈代谢”中增设了酶的发现的教学要点,分别解释了五位科学家所作的贡献和相关的科学实验。通过大量的科学实验和研究使科学家们普遍地认为酶的化学本质都是蛋白质。但是,历史的快车进入20世纪80年代以后,美国科学家切赫和奥特曼发现少数生物的某些RNA也具有催化功能,从而使人们普遍认识到我们以前对酶的本质的认识是片面的。因此,在新教材中,对酶的定义由原来的“酶是活细胞产生的具有催化能力的一类特殊的蛋白质”改为“酶是活细胞产生的具有催化能力的一类特殊的有机物”。通过这一科学史的教学,不仅使学生深深地认识到科学家对酶的本质的认识是在不断深入和不断修正的,而且使学生认识到随着科学的发展,还会有新的种类的酶被发现,使学生牢固树立用辩证的、发展的眼光来看问题的思想。
五、生物学史可以培养学生的爱国主义情感和集体荣誉感。
新教材在很多地方提到了我国科学工作者在生物学领域所取得的重大成就,使学生充分地认识到了我们国家在生物学领域已经走在世界的先进行列,有很多重大的科学成就甚至是独领风骚,大大激发了学生的爱国主义情感和集体荣誉感。例如,1965年我国科学工作者首次人工合成结晶牛胰岛素,1982年首次人工合成酵母丙氨酸转运RNA;素有“世界杂交水稻之父”之称的袁隆平院士及其合作者创立的水稻二系杂交法令世界刮目相看。而此时,他正向水稻的一系杂交最后获得成功而不懈地努力着;在人类基因组计划研究中,我国承担了1%的研究计划,是加入该计划中唯一一个发展中的国家。它不仅打破了发达国家在该高科技领域的垄断,而且使世界充分地认识到了中国,大大提升了中国的国际地位和在国际中的影响力。
高中生物科学史总结 篇3
关键词:生物科学史;科学素养;途径
中图分类号:G633.91 文献标识码: A 文章编号:1992-7711(2015)22-012-02
生物科学史在高中生物教学中是非常重要的,其不但能够将生物发展过程很好的展现出来,还能够让学生更好的体会生命科学发展的历程,生命科学和社会进步有着直接关系,科学方法和科学精神会促进人类文明的发展。生物科学史也能够帮助学生更好的理解生物学,提高自身的生物学素养,帮助学生更好的成长。
一、生物科学史在学生生物科学素养培养中的价值
(一)能够帮助学生更好的理解科学知识
在进行生物学教学的时候,老师往往会直接告诉学生概念、定理以及相关的规律,并没有详细介绍其发展过程,这样对于学生而言,知识便是孤立和静止的,学生的理解也会比较浅显。而将生物科学史运用进去,能够帮助学生更好的理解相关的生物学知识,也能够更好的理解生物科学发展的整个过程。
(二)生物科学史的运用能够帮助学生提高自身的科学精神
生物科学史中很多生物学家的精神都非常值得学生学习,而将生物科学史运用进去,能够帮助学生更好的了解生物学家的生平,这样学生的科学精神也会有一定的提升,对学生的生物学学习和生物学研究都非常有利。
(三)能够帮助学生更加完整的认识科学方法,更好的理解方法论
生物学的核心是进行探究,在进行高中生物教学的时候,老师往往认为进行探究便是重视实验教学,这种理解是比较片面的,没有很好的对科学本质进行研究,学生在实验的过程中也无法全面的理解实验,甚至学生会对科学产生错误的印象,这对生物学教学和学生生物学素养提高非常不利。而将生物科学实例用进去,学生能够更好的理解实验发展的过程,对实验和探究的理解也会更加深刻,给学生将来的发展奠定良好基础。
(四)能够切实提高学生问题探究方面的能力
在生物科学史中,将很多知识形成的过程详细的记录了下来,其中包含了生物学家的创造性思维方式以及多种方法,这也能够很好的将生物学家探究的整个过程反应出来,通过生物科学史来进行生动情境的创设,能够很好的对学生的科学探究能力进行培养。比如说光合作用便是很多生物学家经过不断的探究发现的。提高光合作用的时候,学生往往会提出一些问题,比如:光合作用过程中使用到的原料包含哪些?光合作用之后会产生什么?在哪里进行光合作用以及需要在什么样的条件下进行光合作用?面对这些情况,老师可以先对学生进行引导,让学生更好的思考,并根据需要将探究实验过程提出来,然后让学生进行假设,最后通过实验来检测假设是不是真正的成立。在学生的探究结束之后,老师需要将当初科学家设计实验解决问题的过程呈现出来,然后逐步的对学生进行引导,这样学生的探究能力很容易提高,思考问题的时候,思维也会更加科学。
二、在生物教学中通过生物科学史来提高学生科学素养的办法
(一)通过生物科学史能够帮助学生更好的了解生物发展的历史
生物科学史是从历史的角度来动态的描述生物产生、发展以及孕育的整个过程,这样能够帮助学生更好的理解生物学发展的整个过程。老师在进行高中生物教学的时候,应该将生物史料知识运用进去,这样能够帮助学生更好的了解生物科学形成和产生的背景,这样能够帮助学生更好的根据生物科学家的研究成果来进一步的进行问题探究,更好的理解生物学研究的方法和过程,能够帮助学生更好的掌握相关的知识。
(二)能够激发学生的求知欲望和学习兴趣
在生物科学史中,很多史实本身的故事性便比较强,若是能够将这些故事性比较强的生物科学史利用进去,能够很好的将学生的学习兴趣激发出来,从而提高学生的求知欲望。比如说在讲到伴性遗传的时候,老师可以将色盲症发现的故事告诉学生。学生听了故事很容易发现,生物学和我们的生活有着直接的关系。老师也可以顺势来给学生讲伴性遗传的相关知识,学生这个时候情绪往往比较的高涨,思想也会比较活跃,老师的教学效果也会比较出色。在比如说讲到人类遗传病和优生的时候,可以将试管婴儿作为例子讲给学生,这样学生能够更好的认识试管婴儿和人类优生学的关系。通过这样的手段,也能够很好的将学生学习动机和学习欲望激发出来。
(三)能够培养学生的科学意志和科学品质
生物科学史中蕴含很多的锲而不舍的科学故事,通过这些故事能够培养学生的科学品质和科学意志。比如在学习“孟德尔的豌豆杂交实验(一)”时,老师可以适时地介绍孟德尔的生平事迹,讲到“杂交育种与诱变育种”时,老师可以将袁隆平研究杂交水稻的故事告诉学生,学生在听完孟德尔、袁隆平的故事,很容易感受到永不言败和敢于创新。这对学生科学研究精神的养成非常重要。
(四)给学生提供和生物科学史有关的网址,让学生不断的丰富自己
生物科学已经发展了很长的时间,在其发展的过程中,各种资料也非常多,课堂教学时间非常有限,老师很难将每一个资料都展示给学生看,这也是不现实的,所以,老师应该授之以渔,给学生提供一些和生物科学史有关的网站,这样学生能够在课下的时候,来进行生物资料的发掘,不断的提高自身的生物研究技能,掌握合理的方法,更好的培养学生的意识和品质。此外,通过这种办法还能够帮助学生养成良好的读史习惯,这对学生科学素质提高是非常重要的。所以,老师必须认识到让学生自学的重要性,在给学生提供网址的时候,应该选择那些质量比较出色的网站,这样学生才能够从中学到更多。
三、利用科学史对学生科学素养进行培养的一些原则
第一,内容选择的目的性。在进行生物科学史讲解的过程中,老师绝对不能够为了讲解生物科学史而进行生物科学史的讲解,而是要根据生物课程的教学目的,选择那些和生物教学有密切关系的内容,选择那些科学价值比较高的内容,将其作为课堂授课的引子。在选择生物科学史的教学内容的时候绝对不能过多,不能让生物科学史成为生物教学的重心。第二,生物课堂的调控性。生物课堂的学习比较沉闷,课本知识比较死板,所以,利用生物科学史来培养学生的生物学科素养,除了要选择有效的课程内容之外,还要选择有效的讲解方式。比如通过播放视频将生物学家的科研过程再现,让学生对生物研究过程中的艰难有比较深入的了解,让学生对生物学家的学科精神肃然起敬,以更好的培养学生的学科素养。通过这样的方式不仅能够调节课堂氛围,同时还能让学生对生物科学的发展历史有比较形象的认识。
四、结语
生物科学史能够很好的将生物科学发展的整个过程展现出来,将其使用进去,能够将能力培养和知识传授结合在一起,能够满足素质教育和生物学科特点的要求。学生在进行生物史知识学习的时候,不但能够获得知识,还能够更好的体验探究过程,能够更好的提高学生的科学素质。
[参考文献]
[1] 陈桦,李德红.利用生物科学史培养高中学生探究能力的案例教学[J].华南师范大学学报(自然科学版),2010,(S1):62-65.
[2] 李芙蓉.新课程理念下学生生物科学素养的培养途径[J].新课程研究(基础教育),2008,(11):144-145.
高中生物科学研究方法 篇4
分离各种细胞器的方法:研究细胞内各种细胞器的组成成分和功能,需要将这些细胞器分离出来。常用的方法是差速离心法:将细胞膜破坏后,形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆;将匀浆放入离心管中,用高速离心机在不同的转速下进行离心,利用不同的离心速度所产生的不同离心力,就能将各种细胞器分离开。
模型方法:模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述,这种描述可以是定性的,也可以是定量的;有的借助于具体的实物或其他形象化的手段,有的则通过抽象的形式来表达。模型的形式很多,包括物理模型、概念模数学模型等。以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征,这种模型就是物理模型。沃森和克里克制作的著名的DNA双螺旋结构模型,就是物理模型,它形象而概括地反映了所有DNA分子结构的共同特征。
提出假说:膜的成分和结构的初步阐明,最初都是先根据实验现象和有关知识,提出假说,而不是通过实验观察直接证实的。假说的提出要有实验和观察的依据,同时还需要严谨的推理和大胆的相像。假说需要通过观察和实验进一步验证和完善。
控制变量:实验过程中可以变化的因素称为变量。其中人为改变的变量称做自变量,上述实验中氯化铁溶液和肝脏研磨液,都属于自变量,随着自变量的变化而变化的变量称做因变量,上述实验中过氧化氢分解速率就是因变量。除自变量外,实验过程中可能还会存在一些可变因素,对实验结果造成影响,这些变量称为无关变量。
除了一个因素以外,其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。实验中只有反应条件是改变的,对照实验一般要设置对照组和实验组,在对照实验中,除了要观察的变量外,其他变量都应当始终保持相同。
对比实验:设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析,来探究某种因素与实验对象的关系,这样的实验叫对比实验。
同位素标记法:同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用同位素标记的化合物,化学性质不会改变。科学家通过追踪同位素标记的化合物,可以弄清化学反应的详细过程。这种方法叫做同位素标记法。
孟德尔豌豆杂交实验 假说——演绎法在观察和分析基础上提出问题以后,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符,就证明假说是正确的,反之,则说明假说是错误的。这是现代科学研究中常用的一种科学方法,叫做假说——演绎法。想一想,这种方法与传统的归纳法有什么不同?
萨顿假说类比推理:这是科学研究中常用的方法之一。19世纪物理学家研究光的性质时,曾经将光与声进行类比。声有直线传播、反射和折射等现象,其原因在于它有波动性。后来发现光也有直线传播、反射和折射等现象,因此推测光也可能有波动性。上面介绍的萨顿的推理,也是类比推理。他将看不见的基因与看得见的染色体的行为进行类比,根据其惊人的一致性,提出基因位于染色体上的假说。应当注意的是,类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性,其正确与否,还需要观察和实验的检验。
荧光标记法确定基因在染色体上:现代分子生物学技术能够用特定的分子,与染色体上的某
一个基因结合,这个分子又能被带有荧光标记的物质识别,通过荧光显示,就可以知道基因在染色体上的位置。
样方法:估算种群密度最常用的方法之一,在被调查种群的分布范围内,随机选取若干个样方,通过计数每个样方内的个体数,求得每个样方的种群密度,以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。
高中生物科学史总结 篇5
一、教学目标 1.知识目标:
(1)尝试说出人类健康面临的挑战。(2)举例说出生物科学与社会的关系。2.能力目标:
能够利用多种媒体搜集生物学的信息,学会鉴别、选择、运用和分享信息。3.情感、态度和价值观目标:
(1)认识生物科学的价值,乐于学习生物科学,养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和态度。
(2)能够运用生物科学知识和观念参与社会事务的讨论。
二、教学重点难点
重点:基因治疗和基因诊断的概念 难点:基因诊断的原理及基因治疗的途径
三、教学方法
1.学案导学:见后面的学案。
2.新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
四、课前准备
1.学生的学习准备:预习染色体结构变异和染色体数目变异,初步掌握结构变异和数目变异的类型以及染色体组的概念
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,制作课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
五、课时安排:1课时
六、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。创设情景,激发疑问
(1)人类社会现在面临哪些问题?今天我们就一起来看看人类面临的健康问题,(2)人类健康面临哪些挑战? 结合以往知识回答:
(1)人类面临着粮食、人口、环境、资源和能源、健康等问题
(2)人类健康面临着各种疾病的威胁,有癌症、心血管疾病、传染病、心理疾病。观察讨论、探究新知 探究
一、癌症对人类的威胁
1.提供信息资料
(1)20世纪70年代癌症死亡人数每年70万,90年代114万,21世纪初150万每年。(2)世界卫生组织预测,21 世纪全球80多亿人,将有1亿人死于癌症,癌症将成为人类健康的“第一杀手”。
2.首先我们一起来了解癌症对人类的威胁。请结合以下问题,阅读书本P2的内容。①什么是癌症?近些年来发病率上升的癌症主要有哪些?其中发病率上升最快的癌症有哪些?
②事实2归纳的癌症发病率上升原因有哪些? ③什么因素可以导致癌症的发生,请举例说明。
④请结合诱发癌变的因子和癌症发病率与死亡率等数据信息,提出预防癌症的措施。⑤结合个人生活见闻,综述当前癌症的治疗现状。分析、讨论,表达见解:
【师】什么是癌症?近些年来发病率上升的癌症主要有哪些?其中发病率上升最快的癌症有哪些?
【生】癌症是指机体在内外各种致癌因素的作用下局部组织异常增生而形成的恶性肿瘤,即异常增生的细胞。发病率上升的癌症主要有胃癌、肝癌、肺癌和白血病;发病率增长最快的为肺癌,其次为肝癌。
【师】事实2归纳的癌症发病率上升原因有哪些?
【生】增长的原因主要是人口老龄化、吸烟、不健康的生活方式和缺乏体育锻炼。预防措施主要是禁烟和健康的生活方式,可以减少三分之一的发病率,还有三分之一可以通过早期诊断得到有效治疗。
【师】什么因素可以导致癌症的发生,请举例说明。
【生】物理因素、化学因素和生物因素可诱导癌变有关的基因发生突变,进而引起细胞的恶性增殖,导致癌症。如由乙肝病毒诱发肝癌,辐射引起皮肤癌,煤焦油、尼古丁引发肺癌等。
【师】请结合诱发癌变的因子和癌症发病率与死亡率等数据信息,提出预防癌症的措施。【生】可从以下方面着手预防癌症:
(1)减少烟草消耗:吸烟仍然是重要的致癌因素。在20世纪,世界范围内大约1 亿人死于吸烟相关的疾病。
(2)倡导健康的生活方式和饮食习惯:经常食用新鲜水果和蔬菜,经常性的体育锻炼可以显著降低肿瘤的发生率。
(3)开展肿瘤普查:通过筛查,早期发现肿瘤,特别是对于宫颈癌和乳腺癌,可以获得预防和治愈的效果。
【师】结合个人生活见闻,综述当前癌症的治疗现状 【生】癌症的治疗现状:
2(1)当癌症被发现但还未扩散时,可采用手术切除,并可能治愈。(2)如果已经扩散,通常采用“放疗”或“化疗”的方法进行治疗。【讲解】进一步说明知识,与生活联系
(1)生物因素是病毒等,侵入人体导致组织发生肿块等;物理因素主要是各种辐射;化学因素有烟中的烟碱、尼古丁,腌制食品中的亚硝酸,一些化学药品。
(2)讨论题②的原因可能还有农村原来的发病人数少,这两年增长的人数比起原有基数比例就显得大。
探究
二、基因诊断和基因治疗 1.指导阅读书本3-4 页,讨论问题: ①什么是基因诊断,基因诊断的原理是什么? ②基因诊断技术有什么特点?
③为什么基因诊断技术能灵敏地诊断疾病?(以肝炎病毒检测为例)④什么是基因治疗? 阅读、分析、归纳:
【师】什么是基因诊断,基因诊断的原理是什么?
【生】基因诊断又叫DNA诊断、分子诊断,是通过从患者体内提取样本用基因检测方法来判断患者是否有基因异常或携带病原微生物的生物学新技术。基因诊断的原理是DNA分子杂交原理.针对不同疾病的检测, 有不同的DNA探针, DNA探针分子有特定的脱氧核苷酸序列, 若它与标本中的DNA分子发生杂交, 即可特异性地确定标本上的遗传信息。
【师】基因诊断技术有什么特点?
【生】基因诊断具有针对性强、特异性高;快速、简便; 灵敏度高等优点。【师】为什么基因诊断技术能灵敏地诊断疾病?(以肝炎病毒检测为例)【教师总结】
(1)肝炎病毒DNA携带的遗传信息已被破解。
(2)利用和肝炎病毒DNA具有相同遗传信息的DNA分子做探针。
(3)用此探针检测被检样品,如果是肝炎病毒,根据DNA分子杂交原理,可以形成杂合双链区,如果不是肝炎病毒,无法形成双链区或形成极少双链区。
(4)利用放射性同位素或荧光分子做标记,即使两种DNA分子之间形成极少的双链区,也能够被检出。
【师】什么是基因治疗?
【生】基因治疗是用正常的基因整合入细胞,以校正和置换致病基因的一种治疗方法。目前从广义上来讲,将某种遗传物质转移到患者细胞内,使其体内发挥作用,以达到治疗疾病目的方法,也谓之基因治疗。
2.结合图1-1,分析基因治疗的两种途径 3.基因诊断和基因治疗的前景
学生阅读
结合实际应用反馈
①基因治疗有 和 途径。②目的基因具有 的作用。
③目的基因通过 导入患者的受体细胞。
④基因治疗需要将目的基因送入患者体内。据图比较基因治疗的体内途径和体外途径,指出目的基因送入患者体内的不同之处是:。
思考回答
①体内途径、体外途径 ②治疗 ③受体
④体外途径是在体外培养目的基因和受体细胞形成重组受体细胞并增殖,然后输入患者体内,体内途径是通过载体把目的基因直接导入人体
七.板书设计
第1节 身边的生物科学
一、人类面对的健康问题: 1.致癌因子 2.癌变机理 3.癌症的预防措施 4.癌症的治疗现状
二、基因诊断: 概念: 原理: 特点:
高中生物科学史总结 篇6
2011,在学院党总支和校团委的领导和关怀下,根据学校工作的总体要求,结合学院的实际,以邓小平理论、“三个代表”重要思想为指导,深入学习和贯彻中共中央、国务院《关于进一步加强和改进大学生思想政治教育的意见》和党的十七大和团十六大会议精神,以为广大青年学生成长、成才服务为基本宗旨,切实加强团的自身建设,强化学生日常管理全面推进团的各项事业;紧密围绕大学生思想政治教育工作、学生团建工作、社会实践工作、及特色活动等几个方面扎实开展工作,进一步加强团委的建设。
现在就将本学年的工作总结如下:
一、以思想政治教育为主,提高团员关于党团知识的认识
作为党的助手和后备军,共青团组织肩负着引领团员青年成长成才的任务,对团员的思想政治教育工作向来是我院团学工作的重中之重。我院团委根据实际工作要求,开拓创新,积极开展了一系列针对性强,学生关注率高,紧扣时代脉搏的思想政治教育工作。为加强大学生思想道德修养,培养大学生创新精神和实践能力,推广素质拓展,于暑期进行了“三下乡活动”,取得了良好的效果,在清明节前夕的扫墓活动,加强了对我院学生的爱国主义和革命传统教育,使学生不忘革命先烈,进一步认识到珍惜现有的幸福生活,树立远大理想,为社会的发展做出积极的贡献。同时,在日常生活中,经常不定期的展出海报和团建网的更新,让同学们了解各大有关党团的时事,对党有更深的认识。
二、团内互动,不断加强共青团内部建设
切实做好团干部队建设,提高团干部队伍的整体素质,加强团内人员的交流是做好团队建设的重要保证。以学院团委换届选举为契机,加强对干事的考核,选取最优良的团委下一届成员,为更好地完成团委工作做准备。同时也在一段时间的工作磨合之后,团委所有成员借一个周末齐聚一堂,在一个轻松氛围下,做饭,炒菜,打桌球。通过此次活动,团委成员间心的距离更近了,为以后的工作能顺利开展打下了良好的基础。青年团员作为党的助手和后备军,在祖国建设和社会主义发展舞台上发挥着非常重要的作用。因为肩负着为中国共产党新鲜血液的重任,团组织推优成为了共青团的一项工作重点。我院团委很好地完成了基层团委的推优入党工作,并认真贯彻落实了党建带团建的方针政策。在推优过程中严格把关,按照上级组织指示认真做好各项工作,努力做到了推优的规范化、透明度。不定期的团干考核也增强了每个人的团员意识。
三、做好服务工作,增强团员的服务意识
共青团以“服务广大团员成长,树立正确人生观”为宗旨,认真做好每一次的服务工作。从迎新工作开始,团委人员一直认真工作,组织人员对新同学进行最优质的服务。运动会作为我校一年一度最大型的活动,我们团委认真做好组织人员看台拉拉队工作,为在场的每一位生工学子加油打气,使团员们更加深刻地认识到了服务他人,成长自己。在重要的招聘会接待工作,团委也一直就起到了很重要的作用,服务每一个所接待的企业。
培养高中生生物科学素养初探 篇7
生物科学素养是公民科学素养的重要组成部分, 是指公民参加社会生活、经济活动、生产实践以及个人决策所需的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观, 它反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平, 以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。
对于高中生来说, 生物科学素养的基本要求是能够用所学的生物知识解释生活中的生物现象, 并将所学的生物技能运用到生活实践中。在高中生物教学中, 为了让学生形成良好的生物科学素养, 教师在教学中需要注意以下几点。
一、注重课本内容,夯实学科基础
生物学的基础知识和基本技能是生物科学素养的重要组成部分,而生物课本是学生学习基础知识和基本技能的基本途径。因而,在生物教学中,重视课本内容的讲解,夯实学生的生物基础,成为培养学生生物科学素养的前提。只有当学生掌握了基础知识,才能进行进一步的科学探究和生活实践。因而,在日常的教学中,要注意以下两点:第一,明确生物学中的基本概念,如原核细胞、真核细胞等,学生在理解概念的基础上可以进行正确分类;第二,课本上的实验,要指导学生动手完成,并培养学生科学的实验方法。此外,生物科学素养的培养不能急于求成,要脚踏实地、面向全体学生,从基础知识和基本技能开始,在夯实学科基础的过程中逐步形成。
二、加强实验探究,培养创新精神
科学进步的动力在于创新,而创新源于实践。生物是以实验为基础的自然科学,许多生物现象只有通过实验才能得到解释,生物理论也需要通过实验来验证和总结。在教学实践中,教师要多组织学生进行生物实验,鼓励学生多观察、多动手、多思考,在实验的环境下使学生领悟科学方法和科学精神。例如,在做“植物细胞的质壁分离和质壁分离复原”实验时,教师要在学生进行实验前准备充足有选择性的实验材料和工具:紫色洋葱、清水、30%蔗糖溶液、60%蔗糖溶液、30%盐水、显微镜等。在学生完成课本要求的实验后,教师可以针对实验提出一系列问题:除了30%蔗糖溶液,能否采用其他浓度的蔗糖溶液?相同浓度的盐水是否能让洋葱细胞质壁分离?质壁分离的速度和程度是否与试剂的种类和浓度有关?根据这一系列问题,学生可以以小组形式进行进一步的实验探究,得出相关结论和规律,促进课堂实验向探究创新的方向发展。
三、联系实际生活,了解学科应用
生物学与人类生活息息相关,每个人的出生、成长、衰老过程都涉及生物学的相关理论,因而,在生物教学中联系实际生活,关注生物科学在生产生活中的运用显得尤为必要。例如,在完成“植物细胞的吸水和失水”的教学后,教师可以举一些生活中相关的实例,让学生积极思考,与生活相联系。比如人们在吃了比较咸的食物后,会感到口渴;在腌制咸菜时,把盐洒在新鲜的蔬菜上,过一段时间,蔬菜中会有水分渗出来等。此外,教师要提倡学生将课堂上学习的生物知识运用到实际生活中去,例如在学完《环境与稳态》这本书后,教师可以引导学生关注身体健康和生态问题,合理使用药物,践行环保理念,积极参加学校组织的环境保护活动。
四、结合前沿科技,形成科学的价值观
高中生物科学史总结 篇8
一、渗透生物科学史教育,培养科学态度和科学世界观
生物科学史是研究生物学概念、科学理论和科学思想的产生、演化过程及其发展规律,考察科学家的生平、成就、思维方式及研究方法上的特点。探讨科学家科研中的成败原因,研究科学家发展中不同观点和理论之间的纷争与融合,考察科学发展的内部逻辑、外部动力和相互关系,研究科学与发展的关系等等[2]。在生物课堂教学中加强生物科学史教育,在一定程度上是顺应学生身心发展特点。在教学基础上增加生物科学史教育,利用学生的好奇心作为激起兴趣为切入点,将学生的兴趣上升为学习的乐趣。另一方面,生物科学史同时向学生介绍科学家的奋斗历程、曲折经历等生平事迹。在科学探索过程中,科学家身上折射出的执着,求实,刻苦等高尚品质是一种宝贵的教学财富。所以在生物教学中增加生物科学史教育,不仅能培养高中生学习兴趣和实验能力以及创造性思维能力,也能培养他们发现问题、分析问题和解决问题的能力,更能使他们形成积极的科学态度和科学习惯。以高中生物人教版必修一以光合作用为例,在正式学习光合作用过程之前,进行光合作用科学史讲述,包括什么是光合作用,光合作用的意义以及光合作用是如何发现的等,教师可以用趣味性的,故事性的口吻来讲述,学生的兴趣能够得到激发,而且在轻松愉悦的氛围中学生也更乐于去汲取更多的生物学知识,更进一步提高学生的生物科学素养。
二、倡导探究性学习,培养学生自学能力和创新精神
探究性学习的三个基本目标是理智能力的发展、深层次的情感体验、建构知识掌握解决问题的一般方法。探究性学习是问题性、过程性、开放性的统一[3]。在探究性学习的教学中,教师是学生学习的引导者和促进者,而学生则是探索者、发现者,这种新的学习方式在我们今天的生物教学中培养学生科学素养有重要的指导意义。探究性学习的目的和新课标对学生的目的要求是一致的,都是提高学生的综合素养,是培养学生综合能力的一种学习方式。那么,在探究性学习中,要注意哪些问题呢?
首先,教师角色定位。虽然探究性学习倡导的是学生自己去发现、探索新知识,但是他们的学习仍然是具有一定的被动型的,所以要求教师能够有计划有目的并且有组织的进行,学生的独立学习能够进行下去,必须要有教师的引导,他们的学习效果才有可能事半功倍。因此在探究性学习中,要求教师的角色是引导者,教师要扮演好引导者这个角色,就必须做好充分的准备。在上课之前,教师可以根据教材准备导学案,内容包括本堂课的学习目标,重难点和基础知识以及基本技能、相关知识回顾和学生自测等。课堂上教师提出事先准备的问题来吸引学生注意,激发学生自觉解决问题的欲望。需要注意的是,在学生分析问题时,教师的职责是为学生提供时间和空间方便他们进行思维的交流和碰撞,切不可在一旁急于纠正学生的错误。在课堂的最后,教师着重对学生理解、讨论不透彻的问题进行精讲,帮助学生对深奥的生物学知识的理解。讲解完成后,将导学案上的本节课学生学习成果自测让学生独立完成,并由教师回收批阅。
其次,学生的角色定位。针对问题的探究活动是探究式学习的中心,学生在遇到各种使他们困惑的问题时就要想方设法寻找问题的答案,他们可以经过推理分析来找出解决问题的方向,然后通过观察和实验来收集事实;也可以通过其他的资料来进行归纳比较和分析,以形成对问题的解释;在经过讨论和交流后进一步澄清事实,发现新的问题,对问题进行更深入的研究。学生在主动参与的过程中进行学习,在探究问题的活动中获取知识,所以学生能更容易了解科学家的观点和科学精神,在做科学的过程中学习科学。
三、重视实验教学作用,训练学生生物学方法的养成
生物学实验无论是在生物科学发展的历史中,还是现代生物学的研究中,对生物学理论的建立,对科学方法和思想方法的获得,以及对学生各方面能力的培养都有十分重要的意义[4]。通过对近年来的高考试卷分析,我们不难发现,生物髙考试卷每年都会有涉及关于实验设计的题目,是对学生实验设计综合能力的考核。但目前我们的生物实验教学中大都停留在教师讲学生做的阶段,实验步骤都是按照教师事先准备好的来做,学生操作也大都是在教师演示后进行的。学生欠缺对实验设计的思考,这有悖于实验本身的意义,它要求学生能够探究获取未知的东西。因此,在实验教学中,我们应当给予重视,改革实验的教学方法。
为了学生的生物科学方法的建立和形成,在实验教学中教师可以多加强学生探索性或者设计性实验的学习。教师可以引导、启发学生对现有实验进行思考,并且根据自己思考的思路设计实验进行探究,然后教师根据学生设计的实验方案和结果进行评价。这样学生在探究性实验中不断完善的过程,有利于他们思维的培养和科学方法的养成,使他们真正成为学习的主人。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准(实验)[M].北京:人民教育出版社,2003:9-11.
[2]孙定建.科学史教育全方位科普的有效手段[J].理论观察,2003(3):25-27
[3]任效峰.浅析新课程教学中探究性学习与接受性学习[J].教育实践与研究,2006(2):14
高中生物实验总结 篇9
实验是科学研究过程中的一个重要环节,是在人为控制条件下,研究对象的变化,以其结果论证科学结论的一种科学方法。由于研究问题性质的不同,科学研究的方法也有差异,但通常分为以下几步:
一、观察
观察是科学研究方法的第一步,这里的观察,是在处于自然常态条件下进行。对事物进行观察时必须周详,并将它记录下来。而尤为重要的是要保持客观的态度。人们常希望看到人想要看或应该看到的现象,因此而影响观察结果,产生偏差。
二、提出问题
人们对事物作缜密观察以后,常常由于好奇心或想作进一步的了解而提出问题,虽然任何人都能提出问题,但只有有意义的问题才值得探讨,因此,进行研究时,不仅要提出问题,而且要提出确切的问题。此外,对问题的表述,也要清楚而正确,例如“蚯蚓如何借肌肉的收缩和舒张而移动身体?”
三、假说
科学方法的第三步是假说。假说,也称假设或猜测,指用来说明某种现象但未经证实的论题,也就是对所提出的问题所作出的参考答案。假说一般分为两个步骤:第一步,提出假说,即依据发现的事实材料或已知的科学原理,通过创造性思维,提出初步假定;第二步,作出预期(推断),即依据提出的假说,进行推理,得出假定性的结论;例如,新编高中生物的“动物激素饲喂小动物的实验”,其假说是:“甲状腺激素对动物的生长发育有影响”;其预期结果是:“用适量的甲状腺激素饲喂蝌蚪,将促使蚪蝌的生长发育加速”。实验预期是较具体的推断。
一个问题常有多个可能的答案,但通常只有一个是正确的。因此,假设是对还是错,还需要加以验证,即依据假设或预期,设计实验方案,进行实验验证。
四、实验
实验是验证假说和解决问题的最终途径,指在人为控制的条件下研究事物的变化的一种方法。这是科学方法的最大特色,也是科学方法中最困难的一步。如何求证假设可充分展现研究者的才华。在科学实验中,要掌握或贯彻以下几点:
(一)变量
变量,或称因子,是指实验过程中所被操作的特定因素或条件。按性质不同,通常可分为两类:
l.实验变量与反应变量
实验变量,也称为自变量,指实验中由实验者所操纵的因素或条件。反应变量,亦称因变量,指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。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“温度对酶活性”的实验中,所给定的低温(冰块)、适温(37℃)、高温(沸水浴)就是实验变量。而由于低温、适温、高温条件变化,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,该实验即在于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。
2.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以外的影响实验现象或结果的因素或条件。额外变量,也称干扰变量,指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。显然,额外变量会对反应变量有干扰作用,例如,上述实验中除实验变量(低温、适温、高温)以外,试管洁净程度、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,实验操作程度,温度处理的时间长短等等,都属于无关变量,要求对低温、适温、高温3组实验是等同、均衡、稳定的;如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件,对3个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定,则会在实验结果中产生额外变量,出现干扰,造成误差。实验的关键之一在于控制无关变量或减少额外变量,以减少误差。
(二)单一变量原则
单一变量原则是处理实验中的复杂关系的准则之一。它有两层意思:一是确保“单一变量”的实验观测,即不论一个实验有几个实验变量,都应做到一个实验变量对应观测一个反应变量;二是确保“单一变量”的操作规范,即实验操作中要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。例如,上述实验遵循单一变量原则,第一,在观测上要做到:低温处理观测记录低温下的变化和结果,高温处理观测记录高温下的变化和结果,反应变量不能混淆;第二,在操作上要做到;对3个实验一要在预先的低温、适温、高温条件下做实验处理,常见的错误是先在常温下做处理再放到低温、适温、高温条件中进行观测;这样就混入了“常温”这个无关变量及额外变量。总之,实验设计、实验的全过程,都应遵循单一变量原则。
(三)控制与平衡控制
保证实验不受干扰或将干扰因素降低到最低程度控制,是处理实验中变量关系的又一准则,指实验要严格地操纵实验变量,以获取反应变量。与此同时,还要严格地均衡无关变量,以消除额外变量干扰。一句话,通过实验控制,尽量消除实验误差,以取得较为精确的实验结果。
如果说“单一变量”原则,主要是对实验变量与反应变量的控制而言,而这里的“平衡控制”,则主要是对无关变量与额外变量的控制而说的,意思是说,实验中的无关变量的因素条件,很难避免,只能设法平衡和抵消它们的影响,常用的方法有:
l.单组实验法 对一组(或一个)对象,既用A法,又用B法,顺序随机或轮流循环,这是生物实验常用的实验方法。例如,“观察植物细胞的质壁分离与复原”实验,通常是将做好的洋葱紫色鳞片叶表皮细胞装片,先用蔗糖溶液做质壁分离观察,接着又用清水做质壁分离复原观察,这就是单组实验法。由于对象同一,无关变量影响也就被平衡和抵消了。
2.等组实验法 将状况相等即对象,分成两组或多组,一组用A法,另一组用B法,这也是生物实验常用的实验方法。例如,“植物激素与向性”实验,设计了5组实验,其对象是玉米幼苗,要求品种、萌发期、粗细、大小、长势等状况都是相同的,这就是等组实验法,对无关变量的影响起到了平衡和消除作用。
3.轮组实验法 对两组以上的对象,循环进行两个或两个以上的实验处理,如甲组――A法、B法;乙组――B法、A法等,这样就有效地平衡和抵消无关变量的影响。自然,操作起来要麻烦一些。例如,“植物向光性”实验,可随机取2株(组)生长状况并不相等的玉米幼苗,作如下实验处理:
甲组:玉米幼苗――A先用“不透光”处理 B后用“单侧光”处理
乙组:玉米幼苗――C先用“单侧光”处理 D后用“不透光”处理
实验结果,则是A+D(不透光)和B+C(单侧光)的比较,这就是轮组实验法。这种实验处理的匹配,对平衡、消除无关变量和额外变量更有说服力。
(四)对照
对照是实验控制的手段之一,目的还是在于消除无关变量对实验结果的影响。实验对照原则是设计和实施实验的准则之一。通过设置实验对照对比。既可排除无关变量的影响,又可增加实验结果的可信度和说服力。通常,一个实验总分为实验组和对照组。实验组,是接受实验变量处理的对象组:对照组,也称控制组,对实验假设而言,是不接受实验变量处理的对象组,至于哪个作为实验组,哪个作为对照组,一般是随机决定的,这样,从理论上说,由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的,被平衡了的,故实验组与对照组两者之差异,则可认定为是来自实验变量的效果,这样的实验结果是可信的。按对照的内容和形式上的不同,通常有以下对照类型:
l.空白对照 指不做任何实验处理的对象组。例如,在“生物组织中可溶性还原糖的鉴定”的实验中,向甲试管溶液加入试剂,而乙试管溶液不加试剂,一起进行沸水浴,比较它们的变化。这样,甲为实验组,乙为对照组,且乙为典型的空白对照。空白对照能明白地对比和衬托出实验组的变化和结果,增强了说服力。
2.自身对照 指实验与对照在同一对象上进行,即不另设对照组。单组法和轮组法,一般都包含有自身对照。如“植物细胞质壁分离和复原”实验,就是典型的自身对照。自身对照,方法简便,关键是要看清楚实验处理前后现象变化的差异,实验处理前的对象状况为对照组,实验处理后的对象变化则为实验组。
3.条件对照 指虽给对象施以某种实验处理,但这种处理是作为对照意义的,或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。例如,“动物激素饲喂小动物”的实习实验,采用等组实验法,其实验设计方案是:
甲组:饲喂甲状腺激素(实验组);
乙组:饲喂甲状腺抑制剂(条件对照组);
丙组:不饲喂药剂(空白对照组);
显然,乙组为条件对照。该实验即设置了条件对照,又设置了空白对照,通过比较、对照、更能充分说明实验变量――甲状腺激素能促进动物的生长发育。
4.相互对照 指不另设对照组,而是几个实验组相互对比对照,在等组实验法中,大都是运用对照,如“植物的向性”的等组实验中,5个实验组所采用的都是相互对照,较好的平衡和抵消了无关变量的影响,使实验结果更具有说服力。
五、结论
观察、实验的价值即在于获得验证性的结果。因此,在实验中要记录实验的事实、现象和数据,即捕捉、记录由实验变量而带来的反应变量。然后,论证、说明实验中的自变量与因变量的因果关系,从而得到实验的结果。①如果所获得的结果与假设相符,则肯定假设;②如果结果与假设不相符,则否定假设;③如果结果与假设无关,则无从判断。最后得出结论。
科学实验必须遵循真实、客观的基本准则,即实验中的观察一定要实事求是,一切从实验出发,使获取的材料(事实、现象、数据)尽可能的反映客观事物的本来面目,不能凭空胡诌,不能片面武断。
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