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基于检索表的拓展实验设计与

检索表在我国中学生物教学有所涉及,但尚无系统的让学生掌握这一重要研究方法的实验.《义务教育生物课程标准》要求学生掌握“科学地将生物进行分类,弄清生物之间的亲缘关系”这一重要概念.同时,在教学中,建议进行认识植物并挂牌活动,以便通过辨认植物的活动,掌握不同植物的主要特征.人教版初中生物教材中,列举了动植物的分类,但尚无检索表的使用与编制内容.倘若在现有教学内容的基础之上,拓展一个运用检索表的实验,能有助于学生依据生物之间的亲疏关系,系统的将某些生物进行分类.因此,有必要汲取国外优秀实验资源,以发展我国生物课程实验部分.

下面以美国中学生物核心教材“Biology”中的 “建立一个鉴定生物检索表”实验为例,作一简要介评.

一、“建立一个鉴定生物检索表”实验

1. 简介

2007年5月,科学家和志愿者们聚集在美国华盛顿特区滚石希腊公园参加一个生物限时寻——24小时调查公园的物种.团队4个小时轮班一次.在24小时内,在公园里共鉴定出超过650个物种!

整个团队成员来自不同的领域,包括鸟类、昆虫、真菌和植物等方面的专家.专家们利用检索表帮助他们鉴别发现的生物.

在这个实验中,首先你会用一个检索表来鉴定鲨鱼.检索表是根据一对直观的特征陈述建立的.使用者要从两个特征中选出描述最符合的.按照检索表上的步骤,使用者逐渐缩小范围,最后确定到某种生物.在你学会使用检索表之后,你要为一组生物设计一个检索表.

2. 问题讨论

(1)观察:写出三种用在检索表中的鲨鱼生理特征.

(2)分类:你所鉴别的鲨鱼都属于同一个属吗?解释原因.

(3)概念运用:当你列出了一系列用在检索表中的生理特征之后,你怎么决定哪个特征用在检索表的第一步呢?

3. 实验步骤

(1)学习使用一个二歧分类检索表

①在你鉴定鲨鱼之前,你需要了解一些鲨鱼的解剖学特征.图1是一个鲨鱼的简图,图中列出了不同位置的鲨鱼鳍.请参考图1,根据检索表鉴定出图2中的鲨鱼.

②在图2中选择一个鲨鱼简图.首先查阅检索表中1a和1b的表述,其中一个表述符合你选的鲨鱼的特征,另外一个不符合.选择一个能够准确描述鲨鱼特征的描述,按照指示继续.

③继续按照检索表中的信息检索直到你鉴别出物种.把鲨鱼的学名和俗名写在记录表中.

④重复步骤2和3,鉴定出图2中的其它鲨鱼.

(2)构建一个二歧分类检索表

你将研究一组生物,例如蜗牛、鸟、羚羊、啮齿动物,或者观赏鱼等.你需要查阅关于物种带插图的书籍或网页.

①选择一组生物.列出在这组生物中普遍存在的特征.

②从这组生物里选择6—8种,在纸上画出8种生物的简图.用字母分别给每个简图做标记,在对应的字母旁写出该生物的学名和俗名.

③参考鲨鱼检索表,在空白处为你选择的这组生物建立分类检索表.

④检验二歧检索表的实用性.让另外一名同学利用你构建的检索表鉴别你所画的生物简图.

4. 分析与推断

(1)推理:如果你要用检索表来鉴别10种不同的鲨鱼,检索表应该怎样修改?

(2)评价:在构建分类检索表的过程中,哪一部分你遇到的挑战最大?

(3)推理:假如你有一组真的生物而非简图,你认为还有什么特征可以作为构建分类检索表的依据?

(4)比较:鲨鱼二叉检索表把3种缺少臀鳍的鲨鱼归为一组,但进化分支图表明其中一种鲨鱼(格陵兰鲨)与有臀鳍的七鳃鲨亲缘关系更密切,这告诉我们什么?

(5)分类检索表与生物进化分支图有什么区别?

(6)得出结论:用来构建检索表的生理特征与用来构建进化分支图的特征相比有哪些局限性?

(7)推理:本实验中的检索表可以把生物鉴定到种的水平.能用检索表把未知生物归类到林奈分类系统的更高水平吗?为什么可以?或者为什么不行?

5. 拓展研究

在课本或参考书中找到一个列出衍生特征的进化分支图.哪一个衍生特征可以作为依据用在分类检索表中?哪些不能?为什么?

二、思考与建议

通过对比中美两国在生物分类方面的实验内容,发现美国二歧分类检索表相关的实验设计具有一定的参考价值.

首先,建议在现有教材中,通过概念图对事物进行分类的基础上,为进一步提高学生获取信息的能力,建立系统辨别动植物的能力.可先教给他们获取信息的方向,识别动植物的途径或学习工具,例如生物检索表的使用与编制方法,以帮助他们构建较为完整的生物专业知识与能力.更重要的是,在这个学习的过程中,让学生体会严谨而缜密的科学思维的重要性.

其次,在实验设计过程中,应由浅入深.从学生学会利用二歧分类检索表,查出所要鉴定生物的名称,再到要求学生学会编制简单的检索表;从初步了解方法到运用新知解决问题,再到更深层的设计、评价的科学思维训练.

特别需要注意的是,在实验后设置适当的问题是训练学生思维的重要方式.可在实验设计中增加对比、推理、评价等方式的问题.

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