摘 要 生物學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，在高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)當(dāng)中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手、動(dòng)腦能力，還能夠進(jìn)一步提高學(xué)生的生物學(xué)綜合能力和學(xué)習(xí)興趣。高中生物實(shí)驗(yàn)分兩種類型，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和探究性實(shí)驗(yàn)，而后者更能體現(xiàn)探究能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和運(yùn)用生物學(xué)知識(shí)和方法分析和解決實(shí)際問(wèn)題能力，故現(xiàn)將有關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本理論、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路方法作一介紹，以期增加理論知識(shí)，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力之目的。

關(guān)鍵詞 高中生物；探究性實(shí)驗(yàn)；設(shè)計(jì)方法

生物是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，在高中生物教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)具有不可替代的作用。進(jìn)一步突出生物學(xué)科的特征，強(qiáng)化探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教育功能是高中生物教學(xué)中的共識(shí)。幫助學(xué)生學(xué)會(huì)探究，同樣是高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重要部分。探究性實(shí)驗(yàn)一般包括：提出問(wèn)題、假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、完成實(shí)驗(yàn)、觀察并記錄結(jié)果、分析結(jié)果并推導(dǎo)結(jié)論六個(gè)基本內(nèi)容。

一、提出問(wèn)題

人們對(duì)事物作縝密觀察以后，常常由于好奇心或想作進(jìn)一步的了解而提出問(wèn)題，雖然任何人都能提出問(wèn)題，但只有意義的問(wèn)題才值得探討，是實(shí)驗(yàn)要達(dá)到的具體目標(biāo)。

二、假設(shè)

科學(xué)方法的第三步是假設(shè)。假設(shè)，也稱假說(shuō)或猜測(cè)，指用來(lái)說(shuō)明某種現(xiàn)象但未經(jīng)證實(shí)的論題，也就是對(duì)所提出的問(wèn)題所做出的參考答案。例如， “食用激素水果會(huì)引起動(dòng)物性早熟嗎”，其假設(shè)是：“食用激素水果不會(huì)引起動(dòng)物性早熟”；其預(yù)期結(jié)果是：“用適量激素水果飼喂幼齡動(dòng)物，不會(huì)促使幼齡動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育加速”。實(shí)驗(yàn)預(yù)期是較具體的推斷。一個(gè)問(wèn)題常有多個(gè)可能的答案，但通常只有一個(gè)是正確的。因此，假設(shè)是對(duì)還是錯(cuò)，還需要加以驗(yàn)證，即依據(jù)假設(shè)或預(yù)期，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證假設(shè)和解決問(wèn)題的最終途徑，指在人為控制的條件下研究事物的變化的一種方法。要想實(shí)驗(yàn)成功，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，就要掌握或貫徹以下幾點(diǎn)：

1.單一變量原則

（1）實(shí)驗(yàn)變量與反應(yīng)變量。實(shí)驗(yàn)變量是實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)者操縱的因素或條件，而反應(yīng)變量是指由實(shí)驗(yàn)變量而引起的變化結(jié)果，二者之間是前因后果的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)的目的就在于獲得和解釋前因與后果；

（2）無(wú)關(guān)變量與額外變量。無(wú)關(guān)變量是指實(shí)驗(yàn)中除實(shí)驗(yàn)變量外的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)象的因素或條件。由無(wú)關(guān)變量引起的變化結(jié)果就叫額外變量。它們之間也是前因后果的關(guān)系。但它們的存在對(duì)實(shí)驗(yàn)與反應(yīng)變量的獲得起干擾作用。

2.對(duì)照性原則

對(duì)照是實(shí)驗(yàn)控制的手段之一，目的還是在于消除無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)對(duì)照原則是設(shè)計(jì)和實(shí)施實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)則之一。通過(guò)設(shè)置實(shí)驗(yàn)對(duì)照對(duì)比。既可排除無(wú)關(guān)變量的影響，又可增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度和說(shuō)服力。

通常，一個(gè)實(shí)驗(yàn)總分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)組，是接受實(shí)驗(yàn)變量處理的對(duì)象組：對(duì)照組，也稱控制組，對(duì)實(shí)驗(yàn)假設(shè)而言，是不接受實(shí)驗(yàn)變量處理的對(duì)象組。按對(duì)照的內(nèi)容和形式上的不同，通常有以下對(duì)照類型：

（1）空白對(duì)照 指不做任何實(shí)驗(yàn)處理的對(duì)象組；

（2）自身對(duì)照 指實(shí)驗(yàn)與對(duì)照在同一對(duì)象上進(jìn)行，即不另設(shè)對(duì)照組。單組法和輪組法，一般都包含有自身對(duì)照；

（3）條件對(duì)照 指雖給對(duì)象施以某種實(shí)驗(yàn)處理，但這種處理是作為對(duì)照意義的，或者說(shuō)這種處理不是實(shí)驗(yàn)假設(shè)所給定的實(shí)驗(yàn)變量意義的；

（4）相互對(duì)照 指不另設(shè)對(duì)照組，而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組相互對(duì)比對(duì)照，在等組實(shí)驗(yàn)法中，大都是運(yùn)用對(duì)照。

3.科學(xué)性原則

所謂科學(xué)性，是指實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊鞔_，實(shí)驗(yàn)原理要正確，實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)手段的選擇要恰當(dāng)，整個(gè)設(shè)計(jì)思路和實(shí)驗(yàn)方法的確定都不能偏離生物學(xué)基本知識(shí)和基本原理以及其他學(xué)科領(lǐng)域的基本原則，都要具有可行性。

4.重復(fù)性原則

在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中也必須注意實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性。任何實(shí)驗(yàn)部必須要有足夠的實(shí)驗(yàn)次數(shù)，才能判斷結(jié)果的可靠性，尤其是有數(shù)據(jù)計(jì)算的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)不能只能進(jìn)行一次，在無(wú)法重復(fù)的情況下，作為正式結(jié)論，這樣的結(jié)論易被推翻。

四、完成實(shí)驗(yàn)

五、觀察并記錄結(jié)果

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的觀察內(nèi)容、方法和次數(shù)進(jìn)行如實(shí)記錄。

六、分析結(jié)果（數(shù)據(jù)）并推導(dǎo)結(jié)論

觀察、實(shí)驗(yàn)的目的在于獲得驗(yàn)證性的結(jié)果。所以，在實(shí)驗(yàn)中要記錄實(shí)驗(yàn)的事實(shí)、現(xiàn)象、數(shù)據(jù)，即捕捉、記錄由實(shí)驗(yàn)變量帶來(lái)的反應(yīng)變量。據(jù)此論證、說(shuō)明實(shí)驗(yàn)中的自變量與因變量的因果關(guān)系，進(jìn)而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

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