探究性實(shí)驗(yàn)不僅能夠考察學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,而且還能鍛煉學(xué)生的創(chuàng)造性思維,因此這類題目越來(lái)越受到命題者的青睞,怎樣才能做好這類題目呢?
1 典型例題新看點(diǎn)
【例1】 用秋水仙素處理植物分生組織,能誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍,那么,用一定時(shí)間的低溫(4 ℃)處理水培的洋蔥根尖時(shí),是否也能誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍呢?請(qǐng)就低溫對(duì)細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目的影響是否與秋水仙素的影響相同這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。
材料用具:長(zhǎng)出根尖的洋蔥(2N=16)若干,培養(yǎng)皿若干,清水,冰箱,2%的秋水仙素溶液。
(1) 實(shí)驗(yàn)假設(shè)_____________;假設(shè)依據(jù)____________________。
(2) 實(shí)驗(yàn)步驟:_______________________________。
(3) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)與結(jié)論:
①__________________________;
②__________________________;
③__________________________。
解析:該題以“秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍”引出要探究的課題,是從課本內(nèi)容取材的。由實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍緦?shí)驗(yàn)應(yīng)設(shè)立3個(gè)環(huán)境:① 常溫下;② 低溫下;③ 秋水仙素處理。而這里最易被忽視的是第①組常溫狀態(tài)(空白對(duì)照)。但若稍加考慮,就會(huì)知道有必要設(shè)立這一組。將3個(gè)狀態(tài)下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相對(duì)比便可得出結(jié)論。
答案:(1) 低溫同秋水仙素一樣,可以誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍 低溫能夠影響酶的活性(或紡錘體形成),使細(xì)胞不能正常進(jìn)行有絲分裂
(2) ① 取3個(gè)潔凈的培養(yǎng)皿,分別標(biāo)號(hào)為1、2、3
② 將3組生長(zhǎng)狀況相同的洋蔥根尖分別放入3個(gè)培養(yǎng)皿中,其中1號(hào)放在室溫下,2號(hào)放在4 ℃冰箱中,3號(hào)放在滴加了2%的秋水仙素的溶液中,同樣處理12 h
③ 將3組根尖分別制成裝片后,在顯微鏡下觀察和比較經(jīng)過(guò)不同處理的根尖細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目
(3) ① 若1號(hào)和2號(hào)相同,染色體數(shù)目沒(méi)有改變,則低溫不能誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍
② 若2號(hào)和3號(hào)一樣,染色體數(shù)目加倍,則低溫可誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。
【例2】 某同學(xué)學(xué)習(xí)“探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式”后,嘗試從其他角度探究酵母菌的呼吸方式,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下:
(1) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄拷湍妇?xì)胞的呼吸方式。
(2) 實(shí)驗(yàn)原理:細(xì)胞的呼吸方式不同釋放的能量多少就不同,每種方式所釋放的能量中都有一部分以
形式散失,從而導(dǎo)致細(xì)胞周圍環(huán)境溫度。
(3) 材料用具:活酵母菌,葡萄糖溶液,液體石蠟,蒸餾水,保溫瓶,溫度計(jì),棉花。
(4) 實(shí)驗(yàn)步驟:① 配制適宜濃度的葡萄糖溶液,高溫滅菌后冷卻備用。
② 取3個(gè)大小一致的保溫瓶并編號(hào)A、B、C(C作為對(duì)照)。
③ 向A、B中加入等量的酵母菌溶液,再向3個(gè)保溫瓶中分別加滿葡萄糖溶液。
④ 在A中加入適量的液體石蠟,B、C不做處理。
⑤ 在3個(gè)保溫瓶中均插入溫度計(jì),并用棉花塞上瓶口固定溫度計(jì)。
⑥ 定時(shí)觀察并記錄3個(gè)保溫瓶中溫度的變化。
(5) 實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià):該同學(xué)設(shè)計(jì)的對(duì)照C有必要嗎?____________________________
該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有何缺陷,如何改正?
__________________________________
解析:本題看似復(fù)雜,其實(shí)題目已給出提示,運(yùn)用細(xì)胞呼吸的基本知識(shí)就可以正確解答,而且實(shí)驗(yàn)步驟也已給出,只需找出不足之處并改正即可。實(shí)驗(yàn)中最關(guān)鍵的是設(shè)置有氧氣和無(wú)氧氣2種條件,其他無(wú)關(guān)變量均相同。對(duì)于C的設(shè)計(jì)許多學(xué)生認(rèn)為沒(méi)有必要,其實(shí)這個(gè)空白對(duì)照的設(shè)計(jì)既可排除無(wú)關(guān)變量的影響,又可增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的說(shuō)服力。
答案:(2) 熱能 升高
(5) 有必要。對(duì)照C的設(shè)置有利于說(shuō)明A、B中酵母菌的呼吸作用釋放能量,并排除環(huán)境中的物理性因素的影響。
缺陷:該同學(xué)向3個(gè)保溫瓶中都加滿了葡萄糖溶液,從而導(dǎo)致都缺少氧氣而無(wú)自變量,造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同,實(shí)驗(yàn)失敗。
修改:③ 向3個(gè)保溫瓶中加入1/3容積的葡萄糖溶液,再向A、B中加入等量的酵母菌。
④ 在A中加入適量的液體石蠟,B、C不做處理。
2 方法全透視
探究性實(shí)驗(yàn)“面孔”多變,有探究?jī)烧哧P(guān)系的,如例1,有探究一者性質(zhì)的,如例2。一般常見(jiàn)的是前者,常用的命題方式有“探究A能否影響B(tài)的某一性質(zhì)”,“探究A與B的關(guān)系”等,一般流程是:提出問(wèn)題→做出假設(shè)→設(shè)計(jì)方案→進(jìn)行實(shí)驗(yàn)→分析結(jié)果,得出結(jié)論。解題時(shí)可按以下思路進(jìn)行。
2.1 審
即審題。有些學(xué)生不細(xì)心審題,有時(shí)急躁,因此常常“一目十行”,只了解到一些表面的東西就開(kāi)始作答,這無(wú)疑會(huì)增加走入誤區(qū)的機(jī)率,等到無(wú)法下筆的時(shí)候,再回頭看題,才恍然大悟,但這時(shí)就有點(diǎn)晚了。因此,仔細(xì)閱讀、推敲,審題時(shí)應(yīng)抓住信息,充分挖掘隱含的信息,以便于正確提出問(wèn)題,做出假設(shè)。還可以通過(guò)所給實(shí)驗(yàn)材料反推實(shí)驗(yàn)步驟,如某一實(shí)驗(yàn)的自變量、因變量及無(wú)關(guān)變量。這樣才能了解命題人的意圖,并迅速找到突破口,有利于更好地解題。
2.2 思
即思考如何設(shè)計(jì)方案。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí),一定要注意考慮全面,避免其他因素的干擾,從而做到有利于進(jìn)行試驗(yàn),進(jìn)而理順做答的思路。如在“探究pH對(duì)酶活性的影響”時(shí)“將酶與底物混合”這一步驟一定要安排在“調(diào)節(jié)pH值”之后,否則就會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。另外,要注意設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn),對(duì)照可以使實(shí)驗(yàn)更具科學(xué)性。還要注意變量的控制,遵循單一變量原則。在預(yù)測(cè)試驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎考慮,可先擬列出所有可能的情況,再進(jìn)一步篩選。
2.3 答
即答題。是將大腦中的思路想法呈現(xiàn)到書(shū)面上的過(guò)程。因此,這必須建立在“思考成熟”的基礎(chǔ)上,在作答時(shí)應(yīng)注意:
① 語(yǔ)言應(yīng)規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)、簡(jiǎn)煉,特別注意“等量”“分別”“相同環(huán)境下”等詞語(yǔ)的使用;
② 預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果要描述全面,答題時(shí)最好用“如果A,則B”的形式。
當(dāng)“現(xiàn)象及相應(yīng)結(jié)論”的情況較多時(shí),應(yīng)按照一定的順序做答。這樣就不會(huì)自亂陣腳,既可以防止遺漏,又能夠保證準(zhǔn)確性。在書(shū)寫(xiě)步驟時(shí),應(yīng)分步編號(hào),要有條理性,有邏輯性。
2.4 查
最后檢查有無(wú)疏漏之處,或是將思路再整理一遍。
做這類題目的目的不僅僅是把某一道題解出來(lái),更重要的是從題中收獲一定的方法、經(jīng)驗(yàn)。如果留心這一點(diǎn),久而久之,便會(huì)找到解此類題目的“套路”,從而可以達(dá)到“以不變應(yīng)萬(wàn)變”的效果,最終提高學(xué)生的解題能力。