中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案匯編前言生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為中學(xué)生物教學(xué)的重要組成部分，不僅能夠幫助學(xué)生直觀理解抽象的生物學(xué)概念和規(guī)律，更能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手操作能力、科學(xué)思維能力以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度與合作精神。本匯編旨在為中學(xué)一線生物教師提供一套相對(duì)系統(tǒng)、實(shí)用且具有可操作性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案參考。方案的設(shè)計(jì)力求體現(xiàn)新課程標(biāo)準(zhǔn)的理念，注重學(xué)生核心素養(yǎng)的培育，同時(shí)兼顧實(shí)驗(yàn)的安全性、經(jīng)濟(jì)性與趣味性。教師在實(shí)際教學(xué)中，可根據(jù)本校的具體條件、學(xué)生的認(rèn)知水平以及教學(xué)目標(biāo)的側(cè)重點(diǎn)，靈活選用、調(diào)整或拓展本匯編中的內(nèi)容。第一部分：基礎(chǔ)技能類實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一：顯微鏡的使用與細(xì)胞觀察1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?認(rèn)識(shí)顯微鏡的基本構(gòu)造，學(xué)習(xí)并規(guī)范操作顯微鏡的使用方法，包括取鏡、安放、對(duì)光、調(diào)焦和觀察。*初步學(xué)會(huì)制作植物細(xì)胞（如洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞）和動(dòng)物細(xì)胞（如人口腔上皮細(xì)胞）的臨時(shí)裝片。*觀察并識(shí)別細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，比較動(dòng)植物細(xì)胞形態(tài)與結(jié)構(gòu)的異同點(diǎn)，繪制細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡圖。*養(yǎng)成愛護(hù)實(shí)驗(yàn)儀器、規(guī)范操作、細(xì)致觀察、如實(shí)記錄的良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。2.實(shí)驗(yàn)原理顯微鏡是觀察微觀世界的重要工具，其利用光學(xué)原理，通過物鏡和目鏡的兩次放大，使肉眼無法直接觀察到的微小物體成像于人眼。臨時(shí)裝片的制作是為了使觀察材料薄而透明，便于光線透過，從而在顯微鏡下形成清晰的物像。植物細(xì)胞具有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜（緊貼細(xì)胞壁不易觀察）、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核和液泡等結(jié)構(gòu)；動(dòng)物細(xì)胞則具有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核等結(jié)構(gòu)。3.實(shí)驗(yàn)材料與用具*材料：洋蔥鱗片葉、人體口腔上皮細(xì)胞（由學(xué)生自己提供）、清水、生理鹽水（0.9%氯化鈉溶液）、稀碘液（或亞甲基藍(lán)溶液）。*用具：光學(xué)顯微鏡、載玻片、蓋玻片、刀片、鑷子、解剖針、滴管、吸水紙、紗布、鉛筆（HB、2B、3B）、繪圖紙、尺子。4.實(shí)驗(yàn)步驟*顯微鏡的認(rèn)識(shí)與調(diào)試1.取鏡與安放：一手握鏡臂，一手托鏡座，將顯微鏡平穩(wěn)放置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)偏左前方，鏡臂朝向自己，距實(shí)驗(yàn)臺(tái)邊緣約一拳距離。安裝好低倍物鏡和目鏡。2.對(duì)光：轉(zhuǎn)動(dòng)粗準(zhǔn)焦螺旋，使鏡筒略上升；轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器，使低倍物鏡對(duì)準(zhǔn)通光孔（注意不要用手扳物鏡）；調(diào)節(jié)遮光器（選擇較大光圈）和反光鏡（光線強(qiáng)時(shí)用平面鏡，光線弱時(shí)用凹面鏡），直至通過目鏡看到明亮的圓形視野。3.觀察：將制作好的臨時(shí)裝片放在載物臺(tái)上，用壓片夾固定，使觀察對(duì)象正對(duì)通光孔中心。轉(zhuǎn)動(dòng)粗準(zhǔn)焦螺旋，使鏡筒緩慢下降，直至物鏡接近玻片標(biāo)本（此時(shí)眼睛應(yīng)從側(cè)面注視物鏡，防止物鏡壓碎玻片）。左眼注視目鏡，同時(shí)反向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)粗準(zhǔn)焦螺旋，使鏡筒緩緩上升，直至視野中出現(xiàn)物像。若物像不夠清晰，可略微轉(zhuǎn)動(dòng)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋進(jìn)行調(diào)焦。如需換用高倍鏡觀察，應(yīng)先在低倍鏡下將目標(biāo)移至視野中央，再轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器換高倍物鏡，然后調(diào)節(jié)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋（注意高倍鏡下不能轉(zhuǎn)動(dòng)粗準(zhǔn)焦螺旋）。*洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞臨時(shí)裝片的制作與觀察1.擦：用潔凈紗布將載玻片和蓋玻片擦拭干凈。2.滴：在載玻片中央滴一滴清水。3.撕：用鑷子從洋蔥鱗片葉內(nèi)側(cè)（內(nèi)表皮）撕取一小塊透明薄膜（注意不要撕取帶有葉肉的部分）。4.展：將撕下的薄膜浸入載玻片中央的水滴中，用鑷子或解剖針將其展平，避免重疊。5.蓋：用鑷子夾起蓋玻片，使其一側(cè)先接觸載玻片上的水滴，然后緩緩放下，蓋在薄膜上，以避免產(chǎn)生氣泡。6.染：在蓋玻片的一側(cè)滴加幾滴稀碘液。7.吸：用吸水紙從蓋玻片的另一側(cè)吸引，使碘液浸潤標(biāo)本的全部。8.觀察：將制作好的裝片放在顯微鏡載物臺(tái)上，按照上述顯微鏡觀察步驟進(jìn)行觀察，識(shí)別細(xì)胞的各部分結(jié)構(gòu)。*人口腔上皮細(xì)胞臨時(shí)裝片的制作與觀察1.擦：同前。2.滴：在載玻片中央滴一滴生理鹽水。3.刮：用涼開水漱口后，用消毒牙簽的鈍端在自己口腔內(nèi)側(cè)壁上輕輕刮幾下（注意力度適中，避免損傷口腔黏膜）。4.涂：將牙簽上附有碎屑的一端放在載玻片中央的生理鹽水中，輕輕涂抹均勻。5.蓋：同前。6.染：同前（也可使用亞甲基藍(lán)溶液染色）。7.吸：同前。8.觀察：將制作好的裝片放在顯微鏡載物臺(tái)上，按照顯微鏡觀察步驟進(jìn)行觀察，識(shí)別細(xì)胞的各部分結(jié)構(gòu)。5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與記錄*繪制所觀察到的洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞和人口腔上皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖，并標(biāo)注各部分名稱。繪圖應(yīng)遵循實(shí)事求是的原則，真實(shí)反映觀察到的物像形態(tài)和比例。*記錄顯微鏡的放大倍數(shù)以及觀察到的細(xì)胞形態(tài)特點(diǎn)。6.實(shí)驗(yàn)討論與分析*制作臨時(shí)裝片時(shí)，為什么要將材料展平或涂抹均勻？*蓋蓋玻片時(shí)為什么要緩慢放下？如果出現(xiàn)較多氣泡，會(huì)對(duì)觀察產(chǎn)生什么影響？*染色的目的是什么？染色時(shí)為什么要從一側(cè)滴加染液，另一側(cè)用吸水紙吸引？*你所觀察到的洋蔥表皮細(xì)胞和人口腔上皮細(xì)胞在形態(tài)和結(jié)構(gòu)上有哪些相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？*使用顯微鏡觀察時(shí)，若視野中出現(xiàn)污點(diǎn)，如何判斷污點(diǎn)是在目鏡、物鏡還是玻片上？7.注意事項(xiàng)*顯微鏡是精密儀器，取送時(shí)務(wù)必輕拿輕放，避免碰撞。鏡頭臟污時(shí)，應(yīng)用專用擦鏡紙擦拭，切勿用手或紗布擦拭。*制作裝片時(shí)，材料要薄而透明，操作要規(guī)范，注意保持載、蓋玻片的潔凈。*使用碘液等染液時(shí)，注意不要污染實(shí)驗(yàn)臺(tái)和衣物，若不慎沾染，應(yīng)立即用清水沖洗。*實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)將顯微鏡擦拭干凈，物鏡轉(zhuǎn)離通光孔，鏡筒降至最低處，放入鏡箱。清理實(shí)驗(yàn)臺(tái)，將廢棄物放入指定容器。第二部分：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二：探究綠葉在光下制造有機(jī)物1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?檢驗(yàn)綠葉在光下是否能夠制造淀粉。*理解光是綠色植物進(jìn)行光合作用的必要條件。*學(xué)習(xí)葉片脫色、淀粉鑒定等基本實(shí)驗(yàn)技能，進(jìn)一步規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作。2.實(shí)驗(yàn)原理綠色植物的葉片在光下通過光合作用能夠制造有機(jī)物，主要是淀粉。淀粉具有遇碘變藍(lán)色的特性，可據(jù)此鑒定淀粉的存在。將葉片部分遮光，與見光部分形成對(duì)照，通過比較兩部分是否產(chǎn)生淀粉，即可驗(yàn)證光是光合作用的必要條件。利用酒精可以溶解葉片中的葉綠素，使葉片脫色，便于后續(xù)觀察淀粉遇碘變藍(lán)的顏色反應(yīng)。3.實(shí)驗(yàn)材料與用具*材料：生長健壯的盆栽天竺葵（或其他綠色植物，如蠶豆、銀邊吊蘭等）。*用具：不透光的黑紙片、曲別針、大燒杯、小燒杯、培養(yǎng)皿、酒精燈、三腳架、石棉網(wǎng)、鑷子、火柴、清水、酒精（體積分?jǐn)?shù)為70%-80%）、碘液。4.實(shí)驗(yàn)步驟*暗處理：實(shí)驗(yàn)前一至兩天，將盆栽天竺葵放在黑暗處（如暗室或用黑色塑料袋罩住），目的是讓葉片內(nèi)原有的淀粉運(yùn)走耗盡，避免其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生干擾。*選葉遮光：選取一片生長健壯的葉片，用不透光的黑紙片從葉片的上下兩面遮蓋住葉片的一部分（注意遮光要嚴(yán)密，形成一個(gè)明顯的對(duì)照區(qū)域），并用曲別針固定好。*光照處理：將經(jīng)過遮光處理的盆栽天竺葵移到陽光下照射數(shù)小時(shí)（一般建議3-4小時(shí)以上，以保證有足夠的淀粉生成）。*摘取葉片：光照結(jié)束后，小心取下經(jīng)過處理的葉片，除去遮光的黑紙片。*酒精脫色：將葉片放入盛有適量酒精的小燒杯中，再將小燒杯放入盛有清水的大燒杯中，進(jìn)行水浴加熱（這一步非常重要，直接加熱酒精易引發(fā)危險(xiǎn)）。直到葉片變成黃白色，表明葉綠素已溶解到酒精中。*清水漂洗：將脫色后的葉片從酒精中取出，用清水反復(fù)漂洗干凈，以去除殘留的酒精和葉綠素。*滴加碘液：將漂洗干凈的葉片平鋪在培養(yǎng)皿中，向葉片上滴加幾滴碘液，使葉片充分接觸碘液。*觀察現(xiàn)象：稍等片刻后，用清水沖掉葉片上多余的碘液，仔細(xì)觀察葉片顏色的變化。特別是比較葉片遮光部分和見光部分的顏色差異。5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與記錄*記錄葉片在滴加碘液并沖洗后的顏色變化。見光部分呈現(xiàn)什么顏色？遮光部分呈現(xiàn)什么顏色？*繪制簡單的實(shí)驗(yàn)結(jié)果示意圖，標(biāo)注不同區(qū)域的顏色。6.實(shí)驗(yàn)討論與分析*葉片的見光部分變藍(lán)，說明了什么？遮光部分不變藍(lán)，又說明了什么？*為什么實(shí)驗(yàn)前要對(duì)植物進(jìn)行暗處理？*為什么要進(jìn)行水浴加熱脫色，而不是直接加熱酒精？*如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，遮光部分也出現(xiàn)了少量藍(lán)色，可能的原因是什么？（如：遮光不嚴(yán)、暗處理時(shí)間不足等）7.注意事項(xiàng)*酒精是易燃液體，必須嚴(yán)格遵守水浴加熱的操作規(guī)程，絕對(duì)禁止直接用酒精燈加熱盛有酒精的小燒杯，以防發(fā)生火災(zāi)。*葉片脫色過程中，注意觀察葉片顏色變化，避免加熱時(shí)間過長導(dǎo)致葉片煮爛。*實(shí)驗(yàn)中使用的碘液具有一定刺激性，操作時(shí)注意安全，避免濺入眼中。*實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，妥善處理實(shí)驗(yàn)廢液（如含酒精和碘液的廢液），不能隨意倒入下水道。第三部分：探究性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三：探究某種環(huán)境因素對(duì)鼠婦生活的影響1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?嘗試提出影響鼠婦生活的環(huán)境因素，并作出相應(yīng)的假設(shè)。*學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)并完成對(duì)照實(shí)驗(yàn)，探究一種環(huán)境因素（如光照、濕度、溫度等）對(duì)鼠婦生活的影響。*體驗(yàn)科學(xué)探究的一般過程，包括提出問題、作出假設(shè)、制定計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、得出結(jié)論、表達(dá)和交流。*培養(yǎng)觀察能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、數(shù)據(jù)分析能力以及合作探究精神，同時(shí)增強(qiáng)愛護(hù)小動(dòng)物的情感。2.實(shí)驗(yàn)原理鼠婦（又稱潮蟲、西瓜蟲）是一種常見的小型陸生節(jié)肢動(dòng)物，通常生活在陰暗、潮濕的環(huán)境中。它們對(duì)環(huán)境中的各種因素（如光照強(qiáng)度、土壤濕度、溫度等）會(huì)表現(xiàn)出一定的趨避行為。通過設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，控制單一變量（即我們所要探究的環(huán)境因素），觀察鼠婦在不同環(huán)境條件下的分布情況或行為反應(yīng)，即可推斷該因素對(duì)鼠婦生活的影響。3.實(shí)驗(yàn)材料與用具*材料：鼠婦若干只（實(shí)驗(yàn)前采集，注意保護(hù)其生活環(huán)境，實(shí)驗(yàn)后放回自然）。*用具：不透光的長方形紙盒（或塑料盒，如鞋盒、培養(yǎng)皿組合等）、黑紙板、玻璃板（或透明塑料板）、干土、濕土（或吸水紙、脫脂棉）、計(jì)時(shí)器、鑷子、小鏟子、鉛筆、記錄本。4.實(shí)驗(yàn)步驟*提出問題：根據(jù)對(duì)鼠婦生活環(huán)境的觀察，提出一個(gè)想要探究的問題。例如：“光會(huì)影響鼠婦的生活嗎？”或“土壤的濕度會(huì)影響鼠婦的生活嗎？”（本方案以探究“光對(duì)鼠婦生活的影響”為例進(jìn)行說明，其他因素可參照此模式設(shè)計(jì)）*作出假設(shè)：針對(duì)提出的問題，根據(jù)已有的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)作出假設(shè)。例如：“鼠婦適于生活在陰暗的環(huán)境中，光會(huì)影響鼠婦的生活?！?制定計(jì)劃：1.實(shí)驗(yàn)裝置：在長方形紙盒的底部鋪上一層薄薄的濕土（或在盒底一側(cè)鋪上濕吸水紙，另一側(cè)鋪干吸水紙，若探究濕度）。將紙盒一側(cè)用黑紙板完全遮蓋，另一側(cè)用玻璃板遮蓋，或一側(cè)不作處理保持陰暗，另一側(cè)用燈光照射（確保形成明顯的明暗對(duì)照區(qū)域）。在紙盒的中央位置準(zhǔn)備放入鼠婦。2.實(shí)驗(yàn)變量：本實(shí)驗(yàn)的變量是“光照”。除光照條件不同外，其他條件（如溫度、濕度、土壤等）都應(yīng)保持相同且適宜，以確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，這就是對(duì)照實(shí)驗(yàn)的原則。3.鼠婦數(shù)量：為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，避免偶然性，所用鼠婦的數(shù)量不宜過少，建議使用10只左右。4.觀察記錄：將鼠婦輕輕放入紙盒中央，迅速蓋好（或設(shè)置好光照條件）。靜置一段時(shí)間（如2分鐘）后，開始觀察并記錄一定時(shí)間內(nèi)（如每隔1分鐘）明亮區(qū)域和陰暗區(qū)域鼠婦的數(shù)量。共觀察并記錄若干次（如5-10次）。*實(shí)施計(jì)劃：按照制定的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃進(jìn)行操作，仔細(xì)觀察，認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)過程中要保持實(shí)驗(yàn)環(huán)境的安靜，避免干擾鼠婦的正?；顒?dòng)。*得出結(jié)論：對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析。計(jì)算不同時(shí)間點(diǎn)或?qū)嶒?yàn)結(jié)束時(shí)，明亮區(qū)和陰暗區(qū)鼠婦數(shù)量的平均值或最終分布情況。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，判斷假設(shè)是否成立，從而得出結(jié)論。*表達(dá)與交流：小組內(nèi)或小組間交流實(shí)驗(yàn)過程、結(jié)果和結(jié)論。討論實(shí)驗(yàn)中可能存在的問題、改進(jìn)方法以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性等。5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與記錄*設(shè)計(jì)表格記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，例如：觀察次數(shù)時(shí)間（分鐘）明亮區(qū)域鼠婦數(shù)量陰暗區(qū)域鼠婦數(shù)量:-------:-----------:---------------:---------------1223......平均值*根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制簡單的柱狀圖或曲線圖，更直觀地展示結(jié)果。6.實(shí)驗(yàn)討論與分析*你的實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持你的假設(shè)嗎？如果支持，能得出什么結(jié)論？如果不支持，可能的原因是什么？*這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組分別是哪一部分？*為什么要用多只鼠婦做實(shí)驗(yàn)？只用1只鼠婦可以嗎？*實(shí)驗(yàn)中，為什么要計(jì)算平均值或進(jìn)行多次觀察記錄？*除了光照，你認(rèn)為還有哪些因素可能會(huì)影響鼠婦的生活？如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去探究？*在實(shí)驗(yàn)過程中，你遇到了哪些問題？是如何解決的？7.注意事項(xiàng)*鼠婦是生物，實(shí)驗(yàn)過程中要注意愛護(hù)，避免傷害。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，務(wù)必將鼠婦全部放回它們?cè)瓉淼淖匀簧瞽h(huán)境中。*采集