探究性實驗不僅能夠考察學(xué)生分析問題、解決問題的能力,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
【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,用一定時間的低溫(4 ℃)處理水培的洋蔥根尖時,是否也能誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍呢?請就低溫對細(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問題進(jìn)行實驗探究。
材料用具:長出根尖的洋蔥(2N=16)若干,培養(yǎng)皿若干,清水,冰箱,2%的秋水仙素溶液。
(1) 實驗假設(shè)_____________;假設(shè)依據(jù)____________________。
(2) 實驗步驟:_______________________________。
(3) 實驗結(jié)果預(yù)測與結(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。由實驗?zāi)康目芍緦嶒瀾?yīng)設(shè)立3個環(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)(空白對照)。但若稍加考慮,就會知道有必要設(shè)立這一組。將3個狀態(tài)下的實驗結(jié)果相對比便可得出結(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個潔凈的培養(yǎng)皿,分別標(biāo)號為1、2、3
② 將3組生長狀況相同的洋蔥根尖分別放入3個培養(yǎng)皿中,其中1號放在室溫下,2號放在4 ℃冰箱中,3號放在滴加了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)過不同處理的根尖細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目
(3) ① 若1號和2號相同,染色體數(shù)目沒有改變,則低溫不能誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍
② 若2號和3號一樣,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)計實驗如下:
(1) 實驗?zāi)康模禾骄拷湍妇?xì)胞的呼吸方式。
(2) 實驗原理: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,棉花。
(4) 實驗步驟: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個大小一致的保溫瓶并編號A、B、C(C作為對照)。
③ 向A、B中加入等量的酵母菌溶液,再向3個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個保溫瓶中均插入溫度計,并用棉花塞上瓶口固定溫度計。
⑥ 定時觀察并記錄3個保溫瓶中溫度的變化。
(5) 實驗評價:該同學(xué)設(shè)計的對照C有必要嗎?____________________________
該同學(xué)的實驗設(shè)計有何缺陷,如何改正?
__________________________________
解析:本題看似復(fù)雜,其實題目已給出提示,運(yùn)用細(xì)胞呼吸的基本知識就可以正確解答,而且實驗步驟也已給出,只需找出不足之處并改正即可。實驗中最關(guān)鍵的是設(shè)置有氧氣和無氧氣2種條件,其他無關(guān)變量均相同。對于C的設(shè)計許多學(xué)生認(rèn)為沒有必要,其實這個空白對照的設(shè)計既可排除無關(guān)變量的影響,又可增加實驗結(jié)果的說服力。
答案:(2) 熱能 升高
(5) 有必要。對照C的設(shè)置有利于說明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)致都缺少氧氣而無自變量,造成實驗結(jié)果相同,實驗失敗。
修改:③ 向3個保溫瓶中加入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
探究性實驗“面孔”多變,有探究兩者關(guān)系的,如例1,有探究一者性質(zhì)的,如例2。一般常見的是前者,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:提出問題→做出假設(shè)→設(shè)計方案→進(jìn)行實驗→分析結(jié)果,得出結(jié)論。解題時可按以下思路進(jìn)行。
2.1 審
即審題。有些學(xué)生不細(xì)心審題,有時急躁,因此常常“一目十行”,只了解到一些表面的東西就開始作答,這無疑會增加走入誤區(qū)的機(jī)率,等到無法下筆的時候,再回頭看題,才恍然大悟,但這時就有點晚了。因此,仔細(xì)閱讀、推敲,審題時應(yīng)抓住信息,充分挖掘隱含的信息,以便于正確提出問題,做出假設(shè)。還可以通過所給實驗材料反推實驗步驟,如某一實驗的自變量、因變量及無關(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)計方案。在設(shè)計實驗步驟時,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,進(jìn)而理順做答的思路。如在“探究pH對酶活性的影響”時“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,否則就會影響實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。另外,要注意設(shè)置對照實驗,對照可以使實驗更具科學(xué)性。還要注意變量的控制,遵循單一變量原則。在預(yù)測試驗結(jié)果與結(jié)論時應(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)到書面上的過程。因此,這必須建立在“思考成熟”的基礎(chǔ)上,在作答時應(yīng)注意:
① 語言應(yīng)規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)、簡煉,特別注意“等量”“分別”“相同環(huán)境下”等詞語的使用;
② 預(yù)測實驗結(jié)果要描述全面,答題時最好用“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,應(yīng)按照一定的順序做答。這樣就不會自亂陣腳,既可以防止遺漏,又能夠保證準(zhǔn)確性。在書寫步驟時,應(yīng)分步編號,要有條理性,有邏輯性。
2.4 查
最后檢查有無疏漏之處,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,更重要的是從題中收獲一定的方法、經(jīng)驗。如果留心這一點,久而久之,便會找到解此類題目的“套路”,從而可以達(dá)到“以不變應(yīng)萬變”的效果,最終提高學(xué)生的解題能力。