实验生物范文
时间:2023-03-18 21:26:42
导语:如何才能写好一篇实验生物,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
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关键词:初中生物;实验教学;教学策略 生物不仅是初中实验教学的重要课程,而且在落实与实践素质教学方面也起着关键作用,同时也是培养学生创新思维、创新能力的重要阵地,其重点在于结合教材上的知识全面培养学生的动手操作能力,发散学生的思维,培养学生的创新能力,而本文就侧重于研究初中生物实验教学,重在改变理念与教学方式,展现生物实验的神奇与魅力,发散学生的思维,培养学生的创新思维以及创新能力。
一、现阶段初中实验教学中的典型问题
在现阶段的初中生物教学中存在最严重的两大问题:(1)教师对生物实验教学的重要性认识不够,再加上我国教育行业长期受应试教育的影响,教师的思想比较陈旧,教师为了加快教学进度,对许多知识都简讲,尤其是对一些生物实验就像讲语文课文一样,以言语带过,讲解的不够到位;(2)有的教师确实在教学中进行实验教学,但是都是老师做实验,学生在一旁观看,这虽然对学生的学习有一定的帮助,但是不足以让学生发现实验中的问题,只有学生亲自去做实验才能更好地把握实验的重点、知识的重点,才能加深对知识的了解,所以在接下来的初中生物实验教学中首先要解决这两大问题,才能有效地提升初中生物实验教学的质量。
二、教学有效性的方式
1.生物是一门探究性实验的课程,教师要利用生物实验的神奇来激发学生的学习兴趣。首先,教师可以做演示实验,让学生感受到实验的神奇与奥妙;其次,再给学生讲解实验步骤,让学生亲自体验生物实验的神奇与奥妙,教师在旁边对学生进行引导,有些学生在实验失败后比较丧气,会放弃做实验,教师一定要帮助学生克服此问题,帮助学生顺利完成实验,这样可以让学生体验到实验的乐趣,激发了兴趣,学生就会不由自主地想去做实验,这有助于学生知识的掌握,同时还培养了创新思维。
2.不断优化教学内容与实验方案,增强生物实验的效果。在进行实验的过程中教师一定要以优化实验的内容以及实验方案为主,在内容的选取上要适合学生做实验,在实验的方案上教师可以让学生在实验过程中不断地创新实验方案,最终做到熟悉实验,简化实验方案,以最简单的方式来完成实验,这样有助于发散学生的思维,培养学生的创新思维以及创新能力。
3.实验本来就是在探究某个问题,所以在实验的过程中教师一定要尊重学生的提议,这样有助于激发学生学习的激情以及学习的兴趣。从当前的初中生物实验教学来看,教师在实验教学方式上比较死板,要求学生必须要以自己的实验步骤为主,而且对学生提议不加采纳,忽略学生的发散思维,这就严重阻碍了学生的学习热情,影响了学生的发展。所以在以后的实验教学中,教师要考虑学生的提议,对于好的建议可以积极地采纳,尤其是在实验结束后教师要让学生积极地对实验结果进行讨论,这有助于发散学生的思维,培养学生学习的兴趣。
总的来说,实验教学是一种有效的教学方式,有助于学生在实验的基础上掌握知识,加深对知识的理解,发散学生的思维,培养学生的创新能力,在此也希望所有的初中生物教师在实验教学中不断创新,充分展现生物实验的魅力,增强生物实验教学的有效性。
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一、生物园的作用
生物园的建立可加深和扩展学生所学生物学知识,有助于培养生物学技能和情感态度与价值观,激发学习兴趣。教师可利用生物园内各种活的生物,作为上课演示、观察的实验材料,也可作为平时的观察材料。如“绿色开花植物的分类”“绿色植物的一生”“植物的开花和结果”“水池植物群落”等内容可在生物园上课;还可布置学生到生物园观察幼苗出土等课外作业。这些都可以使生物教学理论联系实际,增加实践机会,从而使学生巩固和扩充了所学的生物学知识,并使知识转化为技能和能力,学生热爱大自然、珍爱生命的情感态度与价值观也得到了很好的培养,也自然易于激发学习生物学的兴趣。
生物园的建立为课外活动提供了广阔的基地。参加课外活动的学生,可以在生物园地采集制作各种标本;可以栽培植物、饲养动物,进行各种活的生物的观察和实验。还为绿化美化环境作贡献,并向农业生产推广先进技术。生物园栽培了各种绿色植物,本身就绿化、美化了校园。同时还进行扦插、压条、嫁接及种子育苗等试验。可为整个校园及校外有关单位提供一些树苗。通过栽培各种作物及饲养经济动物等,向农村示范推广,利于促进农业生产。
二、生物园的设置
本着利于完成生物园的任务和从学校实际出发的原则,因地制宜地进行建设。
1. 地址的选择 为方便课外活动、教学、学生安全及管理,生物园应设在学校内或附近不远的地方。园地应是平坦或坡度较小的,并要求土壤肥沃,阳光充足,水源近便,排水良好。这些优良条件可保证生物园任务的顺利完成。园地周围应扎篱笆,或筑围墙,或种植黄杨、小檗等绿篱或防护林,以保护园内动物植物及其他设备不受损失。
2. 面积与形状 应根据学校条件确定面积和形状,根据学校地形既可集中,也可分散,形状可以是正方形、长方形或不规则形状。校园面积小的学校应尽量利用边角空地建生物园。
3. 生物园的规划 应按照生物学教、科技活动内容和当地实际条件确定,一般可分以下几个区域:
植物分类区 尽量栽种植物基本类群的各种代表植物。还可种一些当地经济价值高的植物和珍稀植物。应按分类和生活习性的要求进行合理配置,既便于进行生物教学及综合实践活动、科技活动,又有利于植物生长。
花卉区 种植各种花卉,可美化校园,并可出售,为建设园地提供资金。
实验区 按教学和科技活动需要,可划分为嫁接、扦插、杂交、引种等区域。各实验均要有对照区。
动物饲养区 主要饲养各种有代表性的小型动物,如蚯蚓、鱼、蛙、鸽、兔等。也可以培养草履虫、水螅等低等动物,供学生观察、实验或科技活动用。
生态区 设置小型生态环境,如小型水池,其中放置山石,山石上种植苔藓和蕨类植物,水中养殖藻类及小型水生动物,从而构成一个合理的食物链,以便进行生态学的教学。
苗圃区 用以繁殖品种优良的果苗、树苗及花木,为充实园地 植物及绿化、美化校园创造条件。温室条件差的中学,可先建塑料棚式温室,主要用来进行苗木无性繁殖、种植和繁殖名贵花木。绿色教室供在生物园地上课和开展综合实践活动及科技活动的场所。最好在周围设有绿篱,上有葡萄架之类的天棚。
此外,在生物园的两旁或适当地方,用标语牌写上生物学的名言警句。整个园地应整洁、美观。这些不仅可给学生以教育,还可以给他们以美的熏陶。
三、生物园的组织管理和利用
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一、区分实验组和对照组
生物实验设计的一个基本原则就是要设计对照实验.在确定实验组和对照组时,首先要明确该实验的目的.实验组是针对实验目的来控制,干预研究对象而进行的,是用来证明实验假设的实验操作.对照组是为了排除其他无关因素或非研究因素的干扰而进行的操作.
实验组、对照组的区分常以选择题、填空题的形式出现.需要考生灵活适用减法原理、加法原理和一般的逻辑分析法去解答.
验证光是光合作用的必要条件的实验中,无光照的为实验组,有光照的为对照组;验证CO2是光合作用的必要条件的实验中加NaOH溶液造成实验装置中无CO2的为实验组,加入NaHCO3稀溶液以保证实验装置中存在CO2的为对照组.上述两个实验均体现了减法原理的应用.所谓减法原理是指为了验证某项生命活动中某条件的“必要性”在其他条件不改变的前提下,去除“某条件”以观察某项生命活动可能出现的变化.这样的实验称为实验组.而所有条件均不作改变,某项生命活动的正常进行的实验称为对照组,适用减法原理分析的实验.一般有明确的标志语如“必要”、“必需”等.
与减法原理不同的是加法原理是加强了某项生命活动的“某条件”.例如,在研究甲状腺激素对动物发育的影响时,在饲喂普通饲料的基础上给动物加喂生理盐水配制的甲状腺激素制剂的实验为实验组.而给动物饲喂等是生理盐水的实验为对照组.当然这个探究实验也可以依据减法原理.加上一个实验组,那就是给动物加喂生理盐水配制的甲状腺抑制剂.加法原理所适用的实验,其实验原理一般是“某条件”促进某项生命活动进行.
在萨克斯证明“光合作用”的产物是淀粉的实验中没有“促进”、“必要”、“必需”等字样.加法原理、减法原理均不适用.这时就需要进行逻辑分析.光照是光合作用的前提条件,在光照条件下生成淀粉的实验就是实验组,而在光照条件下不生成淀粉的实验为对照组.
二、完善实验步骤
客观地说,完善实验步骤的题目比完成全部实验设计步骤的题目难度要小.给定步骤在很大程度上对考生正确思路的形成起到了有益的提示作用.但同时也限制和规范了未完成步骤的顺序和内容.作为考生,既要从已知步骤中提取出重要的提示信息,让设计的步骤和已知步骤协调一致.避免前后矛盾和前后步骤不连贯等错误的发生.
三、实验错误修改
实验设计中的错误主要是设计步骤中对照组和实验组的设置不合理,违背了对照原则;或是实验变量不唯一出现两个“实验变量”违背了单一变量原则.
改错题考查内容一般有以下几个方面:考查课本基础实验操作,是否设置对照实验,是否遵循单一变量原则以及无关变量控制方法.
四、实验结果预测及实验分析
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【关键词】生物教学,实验,能力,培养,方法
生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学,是以实验为基础的自然科学。初中生物学实验课是生物教学中的重要环节,通过实验可以极大地调动学生学习生物学的积极性,让学生掌握最基本的实验技能,更重要的是能够提高学生的生物学素养。在教学中应把握好以下几点:
1.要培养学生规范的操作能力
规范的操作是实验成功的关键,也是一个实验安全进行的保证。我在实验课的教学中注意了以下几点:
1.1 教师以规范的操作让学生模仿。初一的学生刚刚接触生物学实验,对实验的操作还不太熟练,不太规范,此时特别需要教师耐心细致地进行示范操作,对学生进行指导。
例如:在“显微镜的使用”这一实验中,我就取镜和安放、对光、调焦、观察等一系列的操作进行规范的实验示范,做到每讲一点就规范地做一步,学生模仿着操作一步。就拿取镜和安放来说,我一边讲“右手握住镜臂,左手托住镜座”一边进行示范操作,学生跟着我进行实验。这样,容易培养学生规范的实验操作能力。
1.2 提出问题,进行有针对性的训练。与显微镜有关的实验常常因为操作能力较差而直接影响到观察的效果。为此,我在生物实验课教学时,常常采取提出一些问题进行有针对性训练的方法,从而提高学生的实验技能。
比如,在观察“叶片的结构”实验之前提出:在显微镜下只能看清楚一层植物细胞,如果叶的横切片太厚,你能不能看清楚叶片的结构?如果看不清,应该怎么办?很自然地引导学生用双面刀片制作叶片横切面的临时标本,而且学生也很用心地挑选最薄的切片。这样提高了学生徒手切片的技能,上实验课时学生就能够有更多的时间观察叶片的内部结构。
2.要让学生掌握正确的观察方法
初一学生在实验过程中对实验对象或标本的观察往往带有盲目性,教师应该细致而明确地告诉学生“看”(观察)什么,怎么“看”。教师只有这样正确引导学生有目的地观察,学生的观察效果才会更好。
如,在观察绿色开花植物的结构层次时,教师要求学生从整体到局部,从上到下的顺序观察自己采集到的绿色开花植物的各个器官。在用放大镜观察植物果实时,要求学生按由表及里的顺序观察其组成情况。这样就会大大缩短观察时间,观察效果也很好。
还要给学生讲一些容易掌握的观察方法,包括以下两个部分:
2.1 植物的观察解剖实验要严格按照一定的顺序进行。
比如,解剖和观察花的各部分结构时,如果先解剖和观察花蕊(雄蕊和雌蕊),那么花蕊以外的萼片和花瓣就会受到严重破坏,从而不利于观察花蕊以外的萼片和花瓣的形态。所以,在解剖和观察花的各部分结构时,应按照从下到上、由外向内的顺序进行,即先观察花柄、花托、花萼、花冠,将花托上的萼片和花瓣摘下来,再观察内部的雄蕊和雌蕊,最后将雌蕊的子房解剖开,观察子房内胚珠的结构。只有这样才能看清楚花的每一部分的形态和结构,同时也利于制作花的粘贴图。
2.2 运用比较的方法。
比如,在进行“绿叶在光下制造淀粉”的实验时,教师指导学生观察比较处理后的叶片遮光部分和见光部分在滴加碘液后颜色的变化。简要说明原因,并且提出:“这个实验进一步说明了什么?”这样便于学生透过实验现象发现生物学规律:绿叶的光合作用只有在光下才能进行。又如,在进行“绿色植物呼吸作用产生二氧化碳”实验时,教师指导学生观察比较分别装有新鲜蔬菜和烫熟的蔬菜的塑料袋内气体通入澄清石灰水现象不同,简要分析原因,并且提出:“这个实验进一步说明了什么?”这样便于学生通过这一生物现象发现这样一个生物学规律:只有活细胞才能进行呼吸作用产生二氧化碳。同时对培养学生的观察能力和解决问题能力大有好处。
3.要培养学生的表达能力
所谓实验中的表达能力,是指运用生物学的概念和原理对实验中出现的现象和结果进行分析并做出解释,得出正确结论的能力。现在的新课程标准强调探究性学习,无论是人教版的初中生物学课本还是苏教版的初中生物学课本,都加大了探究实验量,探究实验的关键就是能够根据实验现象得出正确的结论。这就要求教师加大对学生表达能力的培养。如何培养学生的表达能力呢?
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“茎的输导功能”实验――验证性实验。
一、教材版本
苏教版生物学七年级上册第3单元第五章第四节《植物茎的输导功能》。
二、目标确立
本节内容是有关植物茎的功能的,这是结论性的生物学专业知识。导管结构微观,学生缺乏感性认识,纯理论的内容很难吸引学生的兴趣,因此本节课的重点难点就是如何让学生兴趣满满地进行理论知识的学习。
三、一般教学流程
教师预先布置学生“将黄杨枝条浸泡在红墨水中一昼夜”,上课时用于观察。但事实上学生预习实验的情况参差不齐,而且在冬天很难实现“叶脉染红”的效果。如果教师忽略了这些问题,实验教学的效果势必难以保证。
四、改进
教师要准备染色的黄杨枝条若干(多些)和已染红叶脉的天竺葵枝条(或者凤仙花枝条)。
五、创新之处
1.教师多准备些黄杨枝条,提供给没做预习实验或实验效果不佳的同学,否则会有一部分学生课堂无事可做,影响整体学习效果,同时带来了不安定的因素。这样也体现了新课程理念――面向全体学生,展现了教师对学生的关心。
2.用黄杨和凤仙花两种实验材料,实现了优势互补。黄杨枝条易获得,茎比较粗易于观察,但不易着色;凤仙花在初冬比较少见,但茎几乎透明,着色容易,观察清楚。以黄杨做分组实验的材料,而凤仙花做演示实验的材料,用实物投影展示,一目了然。二者互为替代,教学效果显著。
“种子萌发的环境条件”――探究性实验。
一、教材版本
苏教版生物学七年级上册第3单元第五章第一节《植物种子的萌发》。
二、目标确立
本节实验不是学生第一次接触探究性实验,他们初步了解了探究的一般过程,但是控制变量和独立设计对照实验对于七年级学生而言还是有难度的。如何既降低难度又不影响学生对探究性实验的过程参与,是该节课的难点。
三、一般教学流程
“种子萌发的外界条件”,重点就是让学生通过探究实验证明种子萌发所需要的外界条件。按照探究实验的一般过程“提出问题、作出假设、实验、得出结论”,按部就班仅仅是“带”着学生走形式,更有甚者从头到尾教师包讲包说,这样的探究实验就失去了意义。
四、改进
1.设置情境,形成假设。教师可提出:种子可以随时随地萌发吗?一般我们这里什么季节播种?说明种子的萌发需要什么外界条件?学生由此联想到:春季温暖、潮湿,翻土可以使土壤疏松透气。
2.引导点拨,设计方案。探究实验的方案设计这一环节是难点。将学生分成三大组:“空气”组、“水”组以及“温度”组,每组承担不同的因素进行探究。如果学生基础不好,教师以种子萌发的必要条件为例,让他们在模仿的基础上完成方案设计。“空气”组的对照实验设置难度大,教师可以结合语言、小实验等方式引导,如“用什么把空气挤出来”,为学生拓展思维。在科学的、确定的实验设计方案指导下开展实验,水到渠成。
3.实施实验,及时记录。科学实验不仅仅是“做实验”,也需要对实验现象、数据进行有效分析,以此为依据得出实验结论。为此,我设计了《实验记录》,学生在观察与交流的基础上认真填写,养成学生科学严谨的实验方法与态度,避免实验课流于形式,确保实验教学的实效性。
五、创新之处
1.针对初一学生的实验设计能力较弱,将所探究的多种因素分解成多个单一因素,让学生通过单个因素考虑与种子萌发的关系,符合认知规律,可操作性强。
2.通过设置问题情境,激发学生探究的兴趣,引导作出假设。结合对照实验方法进行探究取证、逻辑思维判断、汇报交流、归纳总结等步骤,旨在让学生体验一个探究知识的完整过程,培养探究学习能力。
3.通过小组内交流、班内汇报交流,得出实验结论,总结探究过程,分析成败原因。交流中学生学会了与别人合作和分享,既发展了个性,又培养了集体精神,充分体现了探究性学习所倡导的合作学习理念。
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1.传统的教学方式致使学生的学习
主动性不高。虽然我国实施素质教育已有多年,但受现行教育体制的影响,初中生物教学仍然延续的是教师在课堂上讲解知识,学生被动地听讲、记忆的模式。这样被动的学习方式不利于调动学生学习的积极性,致使学习成果不佳。
2.师生间缺乏有效的交流与沟通。
应试教育下的课堂教学往往墨守成规,课堂的大部分时间都被教师所控制,师生间缺乏有效的沟通和交流,即使有交流也仅限于短暂的上课时间,这样不利于教师全面掌握学生的学习情况,也就无法针对学生的实际情况设计相应的教学方案。同时,学生即使有疑难问题,也没有足够的时间在课堂上请教教师,长期积累会导致学习效率下降。
二、改进初中生物教学的措施
1.加强对生物实验的重视,使学生真正认识到实验的本质。
学生之所以对生物实验课感兴趣,是因为学生有好奇心理,出于好玩才热衷于生物实验课。在实践中,学生关心的只是实验中看到的实验表象,却不注重探究实验中所包含的本质原理。因此作为生物教师,在实验课上要引导学生对实验过程进行仔细观察,对实验结果进行认真分析,让学生更多地关注实验过程中所产生的问题及实验的本质,培养学生严谨的学习态度,而不仅仅只是看到实验的表面现象。同时在实验过程中,教师要结合教学实际创设问题,培养学生对生物知识的探索意识,引导学生主动思考,以便让学生更好地理解和把握教学内容和教材知识。
2.激发学生的学习兴趣。
兴趣是最好的教师,如果学生对生物课有浓厚的兴趣,那么他就会主动地探求知识。相反,如果学生对生物课没有足够的兴趣,就不会主动学习,甚至会对教师的讲解产生抵触情绪,那么学生就不会掌握更多的知识。在这种情况下,教师无论如何努力提高教学质量也无济于事。因此,初中生物教师要积极培养学生的学习兴趣。一是充分运用生物实验激发学生的兴趣。教师单纯的理论讲解会使学生感到生物枯燥乏味,甚至会产生厌学情绪,因此在进行理论讲解的同时,可以适当地穿插一些学生感兴趣的实验,通过实验来激发学生的学习兴趣。二是增加师生的互动环节。传统的教学中教师在课堂上讲授知识、学生在下面被动地接受,不利于激发学生的学习兴趣,不利于提高教学效果。而如果在教学过程中增加师生间的互动,如小组合作学习、探究式学习等,就可以营造轻松和谐的课堂氛围,使学生积极地投入到课堂教学中,有效地调动起学生的学习热情。三是适时地对学生进行评价和鼓励。在教学过程中,当学生通过自己的努力取得了一些成绩时,如正确回答了教师的提问、成功地操作了实验或考试成绩有所进步时,教师都要给学生以鼓励和赞赏,使学生产生学习的自信心,从而激发他们学习生物的兴趣。
3.让学生走出课堂,通过亲身实践掌握理论知识。
新课程标准要求,初中生物教学不仅要使学生掌握课本上的基本内容,还要使学生学会把学到的理论知识应用到实践中,通过切身实践更好地运用所学知识。因此,在保证课堂教学的前提下,要让学生走出课堂、走向实践,让学生观察和了解生物知识在实际生活中的应用,让学生通过切身实践来感受学习生物的乐趣。比如,在学习种子发芽的过程时,教师可以带领学生进行课外实验,每日观察并记录种子萌发过程中的不同状态,等实验结束后通过分析实验数据得出结论,然后和课本上的内容做对比,从而掌握课本上的知识。通过实践,不仅培养了学生的动手操作能力,而且使学生了解到了生物知识在实际中的应用,有利于学生更好地理解和把握生物知识。
三、结语
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1.1仪器与样品
HTY-2000型智能集菌仪、多次使用集菌器、一次性薄膜过滤器(杭州泰林生物技术设备有限公司)、离心机(800型沉淀离心机,上海手术器械十厂)、高压蒸汽灭菌器、电子天平、生物安全柜、生化培养箱等。克霉唑药膜(规格:4mg,贵州德轩堂制药有限公司生产批号:051225、051226、051227)。
1.2培养基、稀释剂及试剂
营养琼脂、营养肉汤、玫瑰红钠琼脂、改良马丁培养基、胆盐乳糖增菌培养基、溴化十六烷基三甲胺琼脂、亚碲酸盐肉汤、甘露醇氯化钠琼脂、0.9%氯化钠溶液、pH7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液(中国北京三科科技开发公司生产,按CP2005版规定配制及灭菌)[1]。
1.3试验用菌种
大肠埃希菌Escherichiacoli、金黄色葡萄球菌Staphylocoddusaureus、枯草芽孢杆菌Bacillussubtilis、白色念珠菌Candidaaibicans、黑曲霉Aspergillusniger、铜绿假单胞菌Pseudomonasaeruginosa[CMCC(B)10104],菌种均来源于中国医学细菌保存中心,均为不超过5代的菌株[1]。
2方法
参照CP2005年版二部附录微生物限度检查法中计数方法的验证、控制菌检查方法的验证。
2.1菌液制备方法
取经(36±1)℃培养16~18h的金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、枯草芽孢杆菌肉汤新鲜培养液,加入0.9%氯化钠溶液或营养肉汤,10倍递增稀释制成50~100cfu/ml菌液,计数备用。取经26℃培养24~48h的白色念珠菌的改良马丁液体新鲜培养液,用0.9%氯化钠溶液10倍稀释制成50~100cfu/ml菌液计数,备用。取经26℃培养5~7d的黑曲霉改良马丁斜面培养物,加适量0.9%氯化钠溶液洗下孢子,取孢子悬液加入0.9%氯化钠溶液10倍稀释制成50~100cfu/ml孢子悬液计数,备用。
2.2供试液制备方法
取样品100cm2,加pH7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液100ml,振摇,使充分分散均匀,即为1∶10供试液;取上述1∶10供试液10ml加入pH7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液分别至50、100、200ml,即为1∶50、1∶100、1∶200供试液。
2.3敏感菌的确定及细菌、霉菌、酵母菌计数方法选择试验及验证试验方法
为确定克霉唑药膜的敏感菌,选择有效的去除抑菌活性的方法,用CP2005年版平皿稀释法、低速离心沉淀处理供试液与平皿稀释法联用、低速离心沉淀处理供试液与薄膜过滤法联用消除其抑菌活性[1,2];对试验菌金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠埃希菌、白色念珠菌、黑曲霉进行活菌计数回收试验,从各菌的回收结果确定敏感菌,选择出回收率在70%以上的方法作为有效方法,各试验菌作3个批号验证试验以对方法进行评价。
2.3.1平皿稀释法[1]每皿中分别加入1∶10供试液1ml、0.2ml,每皿分别各加入试验菌50~100cfu,立即倾注规定的琼脂培养基15~20ml,每种试验菌平行制备2个皿,置规定温度,培养、计数菌落数作为试验组;不加入供试液,同法测定相应加入的试验菌数,作为菌液组;不加入试验菌,同法测定1∶10供试液1ml、0.2ml中的本底菌数作为空白组,计算回收率。回收率(%)=[(试验组平均菌落数-空白组平均菌落数)÷菌液组平均菌落数]×100%。
2.3.2离心加薄膜过滤法联用取供试液10ml于500r/min离心4~5min,管底离心沉淀物0.25ml,取出全部上层液混匀,即为供试液,加入pH7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液(冲洗液室温或加热至40~45℃)约90ml中,混匀过滤冲洗,在最后一次冲洗夜中加入试验菌。取膜贴于规定的琼脂培养基,作为试验组,培养、计数菌落数[1];在冲洗液中加入与试验组等量试验菌液,过滤,取膜贴于规定的琼脂培养基作为菌液组;不加入试验菌,同法测定供试液中的本底菌数,作为空白对照;计算回收率(同平皿稀释法)。
2.3.3冲洗方法条件选择采用pH7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液冲洗,每个滤器60、80~90ml/次,冲洗量300ml、500ml或800ml,在最后一次冲洗液中加试验菌液,冲洗液温度为室温、40~45℃,按冲洗效果进行选择。
2.4控制菌检查验证试验
2.4.1铜绿假单胞菌取1∶10供试液10ml,按CP2005年版二部附录微生物限度检查法中铜绿假单胞菌规定的相应方法进行验证。
2.4.2金黄色葡萄球菌取1∶10供试液10ml500r/min,离心5min,取全部上清液加至装有约80mlpH7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液的滤器中按薄膜过滤法过滤,冲洗3次,100ml/次,取膜加至相应的增菌培养基100ml中,以下操作按CP2005年版二部附录微生物限度检查法中金黄色葡萄球菌检查的相应方法进行验证。
3结果
3.1敏感菌确定及细菌、霉菌及酵母菌计数方法选择试验
大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、黑曲霉、枯草芽孢杆菌、白色念珠菌用平皿稀释法1∶10供试液,每皿1ml,前3种细菌的回收率分别为97%、65%、89%,枯草芽孢杆菌、白色念珠菌无回收,大肠埃希菌、黑曲霉回收率均达到70%以上;每皿0.2ml金黄色葡萄球菌回收率为118%;枯草芽孢杆菌、白色念珠菌也无回收,因此确定为敏感菌。用低速离心沉淀处理供试液与薄膜过滤法联用消除克霉唑抑菌活性,枯草芽孢杆菌500r/min离心5min,薄膜过滤,冲洗300ml,取供试液10ml(浓度1∶10、1∶100、1∶200),回收率分别为0、52%、95%,1∶200可达70%以上;白色念珠菌500r/min离心4min,薄膜过滤。结果见表1。表1敏感菌确定及消除抑菌活性方法选择试验结果(回收率%)
3.2验证试验结果
3.2.1大肠埃希菌、黑曲霉、金黄色葡萄球菌验证结果前2种试验菌采用平皿法,每皿加入1∶10供试液1ml;金黄色葡萄球菌用平皿稀释法,每皿加入1∶10供试液0.2ml,作3个批号样品回收试验,结果见表2。
3.2.2枯草芽孢杆菌、白色念珠菌验证结果
根据方法选择结果,枯草芽孢杆菌验证方法采用离心沉淀处理供试液与薄膜过滤法联用,取1∶200供试液10ml,500r/min离心5min,取全部上清液表2大肠埃希菌、黑曲霉、金黄色葡萄球菌验证试验结果(cfu)注:空白组均为ocfu
加入约90ml冲洗液中,过滤,60ml/次冲洗5次,共300ml,作3个批号样品,结果见表3。
白色念珠菌验证:根据选择结果,离心沉淀处理供试液,用薄膜过滤,冲洗液温度提高至40~45℃,冲洗,上清液0.25ml、0.2ml冲洗500ml,回收均能达70%以上。取1∶10供试液10ml,500r/min,离心4min,全部上清液混匀,取0.25ml过滤,40~45℃冲洗液每次80~90ml冲洗6次,共500ml,3个批号样品分别作回收试验,平行作2个膜,结果见表3。表3枯草芽孢杆菌、白色念珠菌离心加薄膜滤法验证试验结果注:空白组均为ocfu
3.2.3稀释剂对照组由于2种敏感菌计数方法采用离心、薄膜过滤、冲洗,为考察供试液中微生物受影响的程度,作稀释剂对照组回收试验。pH7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液加入试验菌,浓度为50~100cfu/10ml;取10ml与试验组同法离心加薄膜过滤、冲洗,取膜贴于规定的琼脂培养基,测定菌数,为试验组;不作离心加薄膜过滤、冲洗为菌液组,计算回收率,结果均能达到70%以上。
3.2.4控制菌检查验证试验结果见表4。表4铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌验证试验结果注:BL增菌液为100ml;+:生长相应典型菌落或阳性反应;—:无菌生长或阴性反应
4讨论
4.1克霉唑为抗真菌药,按CP2005年版规定的验证菌株为试验菌分别作回收,从本组结果看出,平皿稀释法白色念珠菌、枯草芽孢杆菌均无回收,离心加薄膜过滤法1∶10供试液无回收、1∶50为8%,药物对真菌白色念珠菌有很强抗菌活性,对细菌枯草芽孢杆菌也显示较强抗菌作用,即克霉唑药膜抗真菌的敏感菌为白色念珠菌敏感菌、细菌为枯草芽孢杆菌。药物对大肠埃希菌、黑曲霉(采用平皿法)均未显示有抑菌活性,试验中金黄色葡萄球菌采用平皿稀释法回收率均大于70%,显示有一定抑菌活性。
4.2为消除药物对敏感菌的抑菌活性,采用离心加与薄膜过滤法对2种敏感菌进行了方法条件的选择。
白色念珠菌1∶10、1∶50供试液10ml经500r/min离心4min,膜法冲洗300ml,回收率为0%、8%;取上清液1ml室温冲洗300ml、500ml、800ml,均无回收。
冲洗液温度对白色念珠菌回收的影响:由于克霉唑难溶于水,膜法过滤冲洗液温度较低时,药物及辅料溶解不充分截留于膜上药物不能冲洗干净,1∶10供试液上清液0.25ml试验结果无回收;将冲洗液温度加热提高至40~45℃冲洗,取上清液0.25ml、0.2ml冲洗500ml回收率均能达70%以上;结合表3对3个批号样品的验证试验结果,该法能有效消除药物对白色念珠菌抗菌活性,回收率均能达70%以上,重现性好。
枯草芽孢杆菌1∶10、1∶100、1∶2003种供试液试验结果:前2种回收均达不到70%;1∶200供试液可消除其抑菌活性,回收率达70%以上;结合表3对3个批号样品的验证试验结果,该法能有效消除药物对枯草芽孢杆菌抗菌活性,回收率均能达70%以上。
4.3稀释剂对照组结果:与试验组同法,白色念珠菌、枯草芽孢杆菌在离心加薄膜过滤及冲洗条件下基本不受影响,回收率均能达到70%以上。
4.4控制菌金黄色葡萄球菌检查方法验证:3个批号验证试验结果均能检出金黄色葡萄球菌,阴性菌对照组结果显示方法专属性好(表4);表4结果显示铜绿假单胞菌检查方法可按CP2005年版二部附录微生物限度检查法规定的方法检查。
4.5根据试验研究的结果,建立克霉唑药膜微生物限度检查方法细菌计数:取1∶200的供试液10ml于500r/min离心5min,取全部上清液加至装有约90mlpH7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液中混匀,过滤,60ml/次,冲洗5次,共300ml;其它操作按CP2005年版二部微生物限度检查法薄膜过滤法。霉菌、酵母菌计数:取1∶10的供试液10ml于500r/min离心4min,取出全部上清液混匀作为供试液,取0.25ml加至装有约100ml45℃pH7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液中混匀,过滤,用45℃冲洗液冲洗6次,80~90ml/次,共500ml,作4个膜(取样量共1ml);其它操作按CP2005年版二部附录微生物限度检查法薄膜过滤法。
计数结果计算:X=A×K。X:菌数(cfu/10cm2);A细:营养琼脂平板膜上的菌落数或菌落平均数;A霉菌、酵母菌:4个玫瑰红钠琼脂平板膜上的菌落总数;K:稀释倍数,K细=20,K霉、酵=10。
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生物课外实验是中学生物实验的重要组成部分,同时也是生物课堂教学的一种有效补充和延伸,因此生物课外实验也就成为生物教材的重要内容,如初中生物第一册(上)中就编入课外实验10多个,在整个实验内容中占有相当大的比重。但是,由于多种原因,不少教师未能充分重视课外实验的教学,所以影响了学生对知识的掌握以及学生能力和素质的提高。笔者认为,应该重视中学生物课外实验的教学,其理由如下:
1.课外实验有利于培养学生的独立工作能力
由于课外实验是在课堂之外进行的,所以实验方案设计、实验器材使用、实验对象管理、实验现象观察和实验结果分析、整理等环节均由学生独立完成,实验过程中遇到的各种问题也需要学生独立解决,所以与课堂实验相比,课外实验更能发挥学生在学习活动中的主观能动性,更有利于培养学生的独立工作能力。
2.课外实验有利于培养学生的实验能力
课堂实验由于受时间、空间、人数、器材等的限制,学生的观察、分析和动手操作机会大为减少,而课外实验大多分散在野外或学生家庭中进行,或者天地较为广阔,或者参与实验人数较少,再加上实验延续时间较长,所用器材一般简便易得或者容易自制,这就大大增加了学生的观察、分析及动手操作的机会,有利于培养学生的实验能力。
3.课外实验有利于培养学生的创造能力
许多课外实验均为探索性实验,如初中生物第一册(上)中的“看看种子怎样萌发和长成幼苗”“看看根尖的哪一部分在伸长”“观察叶色与光照有没有关系”“看看水分沿着茎的什么部分上升”等。这些实验需时较长,无法在课堂实验中完成,所以安排为课外实验。学生在这样的实验中通过动手操作、管理,亲自观察、记录,并且动脑筋去比较、分析和思考,不仅获取了新的知识,而且学会了探求新知识的方法。久而久之,学生便逐步养成了进行科学研究的初步能力和创造能力。
4.课外实验有利于培养学生联系实际的能力
生物学知识和人的生产、生活实践有非常密切的关系,因此许多课外实验的进行不仅有利于学生掌握生物学知识,而且有利于学生将所学知识变成自己的本领,掌握一定的技术及实际工作能力。如通过开展“向日葵人工辅助授粉”“植物营养繁殖的操作”等课外实验,学生不仅印证和掌握了有关知识,而且还学会了人工授粉、扦插、压条和嫁接等实用技术,培养了学生理论联系实际的能力。
5.课外实验有利于巩固和深化课内知识
由于受时间、地点等条件的限制,许多生物学知识的教学无法在课堂实验中完成,单靠课内讲授又不够具体、直观,所以学生较难掌握。如“种子萌发过程”“根的向地性生长过程”等教学内容,在课堂实验的有限时间内无法看到结果,课堂讲授也只能作一般性描述,因此学生听后印象不深、掌握不牢。对于这样的内容,如果课后再辅之以课外实验,既可克服时间限制,学生的观察也会更具体、更直观,当然也有利于巩固和深化课内知识。
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关键词:生物学;生物实验;实践能力
生物学是自然科学的一个门类,是研究生命现象和生命活动规律的科学,其发展和提高经历了不断的实践和理论过程,许多生物现象只有通过亲自实验操作才能得到更清晰的解释,各种生物体的结构也必须通过学生的实验才能观察清楚,所以实验教学在生物教学中占有非常重要的地位。
一、写出预习报告,了解实验过程
学生在预习每个实验后才能做到心中有数,在老师讲解实验难点和要点时学生才能掌握要领,初中学生虽然好奇心强,但经验不够,自觉性不强,布置的实验不一定都能按要求完成,所以必须对各班的学科代表和学生骨干进行培训,提高他们的探究能力、教会他们如何去指导同学做。例如:在学生进行“练习使用显微镜”的实验时,老师先对学科代表和学生骨干进行课前培训,并且要特别强调其使用方法和操作要领。如:在镜筒下降时,眼睛应该注视物镜,进行观察时应该两眼都睁开,逆时针方向转动粗准焦螺旋,使镜筒缓缓上升,直到看到物像为止,再转动细准焦螺旋,使看到的物像更加清晰。
二、明确观察目的,提高实验效率
观察是我们了解生物的形态、结构、生活习性等第一手资料的基本方法,观察要有明确的目的,根据观察目的,仔细观察实验对象的特征并及时做好记录,在观察方法上可以采取先整体后局部,先宏观后微观。例如:在进行“观察人血涂片”的实验时,实验目的是要求学生在观察中认识红细胞和白细胞,让学生说明看不到血小板的原因,并注意要用低倍显微镜来观察。观察的结果,可由老师通过提问来检查。
三、正视实验结果,加强探究学习
在实验中,常常出现重结果轻过程的现象,只满足于成功实验的,而不愿面对失败的实验,这种做法不利于学生实验能力的提高。在实验过程中,会有多种因素影响干扰实验结果的准确性,致使实验失败,这时,实验分析就显得尤为重要。实验探究活动中,教师要尊重学生,不要轻易地肯定或否定学生的观点,即使学生由于观察不仔细或操作不规范造成了失误,教师也要多加鼓励,要求他们用正确的方法重新试验一次。
四、通过实验课对学生进行德育教育
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【关键词】实验设计 对照原则 解题技巧
生物学作为一门以实验为基础的自然科学,实验是获取生物学知识的重要手段,是科学研究过程的重要环节。因此在高考对实验能力的考查提出了具体的要求,考纲如下:(1)能独立完成所列生物实验,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运用。(2)具备验证简单生物学事实的能力,并对实验现象和结果进行解释、分析和处理。(3)具备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改。
高考实验设计题,验证性实验和探究性实验是主流。验证性实验向探究性实验的方向突破和发展,已然成为今后一段时间内实验命题的方向和热点。那么,如何才能答好生物实验设计题,取得优秀的分数呢?本文结合自己近几年的教学实践,总结出解题技巧:设计实验的“一”“二”“三”“四”,即一个实验目的,两个实验原则,三个实验变量,四个实验步骤。
一个实验目的:设计实验方法一般从目的、要求入手,确定实验原理、选择适当操作过程,也可以从如何检测现象、结果入手。找到简单、明确的现象观察或结果检测方法,就找准了方向,再设计实验过程更简单明了。同时从实验目的可以看出是验证性实验还是探究性实验,也可以看出实验结论。如果是验证性实验,预测的现象应单一并对应需要验证的结论;如果是研究性问题,现象的预测应注意正反多方面的逻辑性,并分别对应不同的结论
两个实验原则:实验设计过程要遵循多个原则:科学性原则,单一变量原则,对照原则,平行重复原则,其中最常考到对照原则和单一变量原则。
(一)变量,或称因子,是指实验过程中所作的特定因素或条件。按性质不同,通常可分为两类:实验变量与反应变量,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,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,对三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。
在实验设计中仅仅改变实验中的某一项变量,其它因子不变,在此条件下,观察、研究该变量对实验材料和实验结果的影响。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外,其他实验条件要做到前后一致。综合研究多变量时,也要求先研究一个变量,再研究一另个变量。
(二)对照是实验控制的重要手段之一,目的还是在于平衡或消除无关变量对实验结果的干扰。通过设置实验进行对照,可排除无关变量的影响,也可增加实验结果的可信度和说服力。
通常,一个实验可为实验组和对照组。实验组:是接受实验变量处理的对象组;对照组: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,故实验组与对照组的差异,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:
1.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。在“唾液淀粉酶催化淀粉”的实验中,实验组滴加了唾液淀粉酶液,而对照组只加了等量的蒸馏水,起空白对照。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,“探究酵母菌的呼吸方式”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);虽然,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———甲状腺激素能促进小动物的生长发育。又如,在艾弗里证明DNA是遗传物质的实验中,实验组是“R型活细菌+S型细菌的DNA混合培养”,条件对照组是“R型或细菌+S型细菌的DNA和DNA酶混合培养”。
4.相互对照:是指不另设对照组,而是几个实验组相互对比对照。如“植物激素与向光性向重力性实验”和“温度对酶活性的影响的实验”中,所采用的都是相互对照,较好地平衡和抵消了无关变量的影响,使实验结果具有说服力。
三个实验变量:即实验变量,无关变量,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“温度对酶活性的影响”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。
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,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,对三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。
四个实验步骤:1取材、分组、编号:取材一般指实验所用的生物材料,实验材料要有相似性和重复性,这样可减少误差,尽可能消除因材料的不同而引起的干扰。分组及编号指将材料或所用器皿均分并编号,以便描述及记录。如:将长势相同高度相似的若干同种植物均分为三组,编号为1,2,3。
2.设置实验变量:按照研究的问题确定单一变量,设置空白对照、前后对照或相互对照。一般研究“是否”的有关问题设置空白对照;如:设置有无二氧化碳的供应研究光合作用是否需要二氧化碳。研究“是多少”的有关问题可设置有梯度的相互对照。如:设置不同梯度的温度研究酶的最适温度是多少。