高中生物探究性實驗設(shè)計的一般思路摭談

李慧芹

山東省郯城縣美澳學(xué)校

高中生物探究性實驗設(shè)計的一般思路摭談

李慧芹

山東省郯城縣美澳學(xué)校

生物科學(xué)是基于實驗之上的學(xué)科，沒有實驗，生物學(xué)的發(fā)展就是無源之水無本之木。所以，學(xué)習(xí)生物的主要方法也是實驗，了解生物生存的各種現(xiàn)象，探究生物發(fā)展的規(guī)律。在生物教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)中，實驗的地位是不言而喻的。

高中生物；探究性實驗設(shè)計；思路

生物科學(xué)是基于實驗之上的學(xué)科，沒有實驗，生物學(xué)的發(fā)展就是無源之水無本之木。所以，學(xué)習(xí)生物的主要方法也是實驗，了解生物生存的各種現(xiàn)象，探究生物發(fā)展的規(guī)律。在生物教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)中，實驗的地位是不言而喻的。生物實驗分為探究性實驗與驗證性實驗兩種。

探究性實驗與驗證性實驗相比較，探究性實驗是指實驗者在不知曉實驗結(jié)果的前提下.通過自己的實驗、探索、分析得出結(jié)論，從而形成科學(xué)概念的一種認知活動.可探究性實驗設(shè)計往往對學(xué)生來說是一個難點，很多學(xué)生在解題過程中一遇到實驗設(shè)計題，尤其是要求寫出實驗設(shè)計步驟的題就頭疼，不知道如何下手。其實只要掌握探究性實驗設(shè)計的一般規(guī)律，遵循實驗設(shè)計過程中的一般原則，并加以靈活應(yīng)用，很多問題就能迎刃而解。現(xiàn)就自己的一點觀點淺談如下：

一、探究性實驗設(shè)計必須遵循的幾個原則

要使實驗設(shè)計得科學(xué)，必須遵循以下幾個原則：

1.對照原則：生物實驗中必須要有對照才能使結(jié)果更具有可靠性。對照一般分為空白對照、條件對照、自身對照等。例如：要探究光對種子萌發(fā)的影響，必須將種子分為兩份，一份將種子置于光照下，作為對照另一份置于黑暗中，根據(jù)兩組的實驗結(jié)果來得出結(jié)論才可靠。

2.單因子變量原則：就是指在整個實驗中只能有一個自變量，除了這個變量以外其他條件完全相同，這樣得出的實驗結(jié)果不同才能是因為變量引起的，而不是其他無關(guān)變量引起的。

3.等量性原則、平行重復(fù)原則.遵循平行重復(fù)原則，目的是為了排除偶然性，使實驗結(jié)論更科學(xué)、可靠.實驗數(shù)據(jù)進行對比分析，最大的結(jié)果就是是實驗得出的結(jié)論令人信服，有很強的說服力。.單因子變量原則和等量性原則，強調(diào)的方面不一致，各有側(cè)重，但是他們是對立統(tǒng)一的整體，都是用于平衡和消除無關(guān)變量對結(jié)果的影響.著重說明的是等量，條件是常態(tài)和適宜條件下都要等量。否則，結(jié)論和結(jié)果都是不可信的，也是不科學(xué)的，因為這是必要條件。

二、明確實驗?zāi)康暮蛯嶒炘?/h2>

解答實驗設(shè)計題的整體構(gòu)思、過程設(shè)計、結(jié)果預(yù)測等，都要依據(jù)實驗?zāi)康?從分析實驗?zāi)康?或課題名)找出實驗變量和反應(yīng)變量，是解題的關(guān)鍵。根據(jù)實驗的結(jié)果探究本次活動的目的，這是題目中給出沒有明確的實驗?zāi)康牡那闆r。因為實驗?zāi)康呐c實驗結(jié)果是對應(yīng)的。

明確實驗原理是正確解題的保證.從解讀題干或聯(lián)想課本相關(guān)知識來獲取實驗原理.中學(xué)生物課本的結(jié)論性斷語一般就是所謂的實驗原理。一定要學(xué)會分析和遷移，首先分析本實驗是想考察那部分生物內(nèi)容，頭腦中連接這部分內(nèi)容的知識網(wǎng)絡(luò)，從這些知識網(wǎng)絡(luò)中梳理出那個原理和結(jié)論。.比如“光合作用條件下的植物生長變化”，聯(lián)想課本知識可得實驗原理是“生長素對植物的生長具有兩重性，即低濃度的生長素可以促進植物生長，高濃度的生長素則抑制植物生長，甚至殺死植物”。

三、配備適當?shù)膶嶒灢牧?/h2>

正確的取材往往能達到事半功倍的效果。題干上給的材料用具是分析實驗方法步驟的主要依據(jù).材料用具往往對解題有提示作用，一定要認真分析.是否都有用，是否都要用；需要考慮的是怎樣用，先用哪個后用哪個；能不能直接用，不能直接用需怎樣處理才能把干擾因素排除而只留下實驗變量；制取時用不用過濾研磨、用不用制片、用不用將種子提前浸泡。

四、設(shè)計實驗步驟

近幾年的高考題，特別注重考察學(xué)生設(shè)計探究性實驗步驟這一環(huán)節(jié)。一些考題只需要學(xué)生對不完整的實驗步驟進行補充，而大多考題則要求學(xué)生設(shè)計一個完整的實驗步驟。探究性實驗步驟一般可用“三步”或“四步”來總結(jié)。“三步”是指在實驗材料可直接使用的情況下，而“四步”是指實驗材料不能直接使用，還需要進行預(yù)處理，把干擾因素排除而只留下實驗變量，以保證實驗結(jié)果的可靠性。即具體如下：

第一步：對實驗材料進行處理，以達到實驗材料除了自變量以外其他條件完全相同。

第二步：分組編號，將實驗對象根據(jù)實驗具體要求分為若干組，并分別編號為1、2、3，……或A、B、C……等。

第三步，設(shè)計對照，就是將不同的組進行變量處理。例如：為了探究土壤中的微生物是否能分解農(nóng)藥，必須把土壤均分為兩等份，裝入兩個大小相同的容器(A、B)中，一個(A)高溫滅菌，一個(B)不做處理，造成A容器的土壤中無生活的微生物，B容器的土壤中有生活的微生物，然后進行實驗，才能說明問題，這就是設(shè)置對照原則，其中A是實驗組。B是對照組在進型此實驗，讓兩個容器中的土壤在一切其他條件都相同的情況下進行實驗，惟一不同的只是A容器的土壤中有微生物，B容器的土壤中無微生物，有無微生物就成了這一實驗的單因子變量，這就是單因子變量原則。

第四步，觀察實驗現(xiàn)象，然后得出實驗結(jié)果并記錄相關(guān)現(xiàn)象或數(shù)據(jù)。其中數(shù)據(jù)可用表格或曲線來計算和數(shù)據(jù)分析，通過數(shù)據(jù)分析來判斷和總結(jié)，得到最后結(jié)果。實驗數(shù)據(jù)其實就是實驗的現(xiàn)象的數(shù)字表達。通過對比和分析，可以得出結(jié)論。結(jié)論的呈現(xiàn)形式就是對于預(yù)想結(jié)果的判斷，有兩種形式一種是肯定預(yù)想結(jié)果，第二種是否定預(yù)想結(jié)果。結(jié)論表述一定要明確，不可混淆，必要時分開表達，有時候?qū)嶒灲Y(jié)果可能是不止一種，要分清各類條件下的結(jié)論，要把條件和結(jié)論對應(yīng)，不可混為一談。

五、實驗設(shè)計過程中語言應(yīng)準確，簡潔

文字的語言要簡潔，要注意表述規(guī)范，要注意多多運用題目中使用的語言。儀器的順序號碼一定要注明(如甲燒材、A試管、1號培養(yǎng)皿……)，常用詞語有：“選擇長勢相同、大小相似的同種植物隨機等量分組，分別編號為A、B、C…，選擇年齡、體重(性別)、健康狀況相同的某種動物隨機等量分組，分別編號為l、2、3…；適宜、等量，相同、各、分別、顯著差異、一段時間…等。

以上是筆者在探究性實驗設(shè)計解題過程中一些粗略的看法。實踐證明，這樣在一定程度上能夠提高學(xué)生的解題能力，也可以培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的能力。