【知識梳理】
一、探究的一般過程:
作為學習生物科學的一種基本方法,探究的基本過程如下:
1、 發現問題,提出問題。
對所要研究的問題質疑。
2、 作出假設。
提出問題之后,我們根據已有的知識和生活經驗以及相關資料等,作出相應的種種假設。通過討論,對于提出的假設要做合理的保留或刪除。
3、 制定計劃。
計劃的制定要緊扣所作的假設進行,包括探究對象、對照裝置(如容器)、區分標志(如標簽)等材料用具的選擇和準備,設計方案的形成和實驗步驟的安排。要注意設計是否合理,裝置是否簡便易行,步驟是否嚴謹。
4、 討論和完善計劃。
自己制定出初步探究計劃之后,在探究計劃實施之前,可以把計劃提交小組,通過小組成員討論或反復研究,對不周到的地方進行修改完善。因為科學探究實驗要膽大心細,周全考慮,稍有不慎,會前功盡棄。討論的內容主要是探究材料如何選取,探究裝置是否合理,探究步驟是否完整等方面。
5、 實施計劃。
嚴格按照探究方案做實驗,仔細觀察實驗現象,認真翔實地記錄實驗結果。
6、 得出結論。
分析探究結果,與所作的假設分析比較,得出正確結論。
7、 表達與交流。
通過小組內部討論和組間交流等形式深入分析主題。
特別提示之一:當結論與假設矛盾時,首先要反思探究過程的科學性、嚴密性。其次考慮重新做出假設,重新設計探究實驗。正確結論有時候可通過一次探究獲得,也可能需要多次探究獲得。科學探究往往要經歷許多次失敗才能夠柳暗花明。
特別提示之二:探究實驗必須要本著實事求是的精神,不能為了迎合假設而改動實際觀察的數據和結果。
二、探究實驗的種類:
根據提出的問題不同,探究實驗基本上可以分為兩大類,即定性分析實驗和定量分析實驗。定性分析實驗一般需要設計對照組,定量分析實驗一般要采用取樣(如五點取樣法)或重復(如重復做三次取平均值)的方法。
三、探究實驗中的對照:
1、 對照實驗的概念:在研究一種條件對探究對象的影響時,所進行的除了這種條件不同以外,其他條件都相同的實驗,叫做對照實驗。
2、 實驗變量:也叫控制變量,簡稱變量,即對照實驗中不同的條件。兩組對照實驗中只能設計一個控制變量。簡單地說,就是要做到兩組對照裝置中,只有一個條件不同。變量的設計是對照實驗的關鍵。
3、 實驗變量的設計:要緊緊圍繞提出的問題和做出的假設,要具有可對比性,除了變量以外,其他實驗條件都應該相同。
4、 對照實驗的過程中要盡量避免偶然因素的發生,一般要采取多個個體參與實驗,結果取平均值。
四、解答探究題需要注意的幾個問題:
1、 探究實驗不能只選取一個實驗對象,否則結果具有很大的偶然性,不足以說明問題,適量選取一定數量的材料才可以減少誤差,結果才能更反映真實情況。
2、 定量探究實驗如果只做一次或者只做一組,可能會有較大的誤差,所以結果不可靠。應該在一切條件都相同的情況下反復做三次,才能盡量減少誤差的影響。
3、 兩組對照實驗中只能設計一個控制變量,如果是多重對照實驗,要先找出實驗組,即與假設相一致的組,然后將各對照組注意逐一與實驗組對比,找出各自的變量,再進行分析思考。
【典型例題】
【例1】在光下測量綠色植物呼吸作用不顯著的原因是( )
A、光合作用利用了呼吸作用產生的二氧化碳
B、光合作用的進行抑制了呼吸作用的進行
C、光合作用需要的二氧化碳是呼吸作用放出的
D、呼吸作用吸收氧氣,放不出二氧化碳
解析:光合作用和呼吸作用是相互依存和相互對立的關系,在光下不僅進行光合作用而且進行呼吸作用,呼吸作用釋放出的二氧化碳正好是光合作用的原料,這樣呼吸作用釋放的二氧化碳被光合作用吸收,所以通過測量呼吸作用釋放的二氧化碳而測定呼吸作用效果不顯著。應該在黑暗的地方,即植物不進行光合作用只進行呼吸作用時來測量。
答案:A
【例2】已知生長激素和胰島素一樣均為蛋白質,某同學為探究生長激素的作用做了如下實驗:取30只同樣大小的幼鼠等分為A、B、C三組,分別放入三個飼養籠,給A組幼鼠定期注射適量生長激素,B組不注射,C組定期飼喂與組相同量的生長激素,其他生長條件均一致。一段時間后,A組增重40%,B、C兩組增重均為25%,回答下列問題:
(1)________ 組和B組結果比較,說明生長激素有________________________ 作用;
(2)C組和B組結果比較,能否說明生長激素沒有任何生理作用?為什么?
(3)若將本實驗中的生長激素改為甲狀腺激素,重復A、B組實驗,則________ 組幼鼠會提前成熟。
[解析]該題不僅考查了生長激素和甲狀腺激素的生理作用,還考查胃能消化蛋白質的特點。
答案:(1)A;促進生長發育(2)不能;C組飼喂的生長激素被消化;(3)A
【例3】觀察唾液淀粉酶對淀粉的消化作用實驗中 ,下列操作步驟錯誤的是( ).
A、淀粉煮沸成糨糊 ,冷卻后待用
B、已加入等量糨糊的2只試管,再分別滴加清水、唾液后,需充分振蕩試管
C、將加入唾液的試管放入37℃水中恒溫10分鐘,另一只試管置于常溫下10分鐘
D、冷卻后滴加碘液,檢驗兩只試管內是否變藍
[解析]該題考查的是“驗證唾液淀粉酶消化淀粉的實驗”步驟,其中變量就是清水和唾液,因此溫度必須一樣,都是放入37℃水中才行。
答案:C
【例4】根據“用顯微鏡觀察小魚尾鰭內的血液流動”實驗,分析并回答下列問題:
(1)該實驗所選擇的小魚應當是尾鰭內________少的活小魚;
(2)用________把活小魚的鰓蓋和軀干部包裹起來,是為了保持小魚體表濕潤。
(3)觀察前,先要使小魚的尾鰭平貼在________上,然后用________倍鏡進行觀察。
(4)在顯微鏡觀察的視野中,毛細血管最明顯的識別特征是:血管中的紅細胞________ .
解析:本題考查的是該實驗是如何操作的內容,只要學生親自做過,熟悉實驗步驟,明確實驗現象,并不難。
答案:(1)色素;(2)浸濕的棉花;(3)培養皿 低 ;(4)單行通過