李慧芹

山東省郯城縣美澳學(xué)校

高中生物探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)之上的學(xué)科，沒有實(shí)驗(yàn)，生物學(xué)的發(fā)展就是無(wú)源之水無(wú)本之木。所以，學(xué)習(xí)生物的主要方法也是實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)的地位是不言而喻的。

高中生物；探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；思路

生物科學(xué)是基于實(shí)驗(yàn)之上的學(xué)科，沒有實(shí)驗(yàn)，生物學(xué)的發(fā)展就是無(wú)源之水無(wú)本之木。所以，學(xué)習(xí)生物的主要方法也是實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)的地位是不言而喻的。生物實(shí)驗(yàn)分為探究性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)兩種。

探究性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)相比較，探究性實(shí)驗(yàn)是指實(shí)驗(yàn)者在不知曉實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下.通過(guò)自己的實(shí)驗(yàn)、探索、分析得出結(jié)論，從而形成科學(xué)概念的一種認(rèn)知活動(dòng).可探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)往往對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是一個(gè)難點(diǎn)，很多學(xué)生在解題過(guò)程中一遇到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題，尤其是要求寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)步驟的題就頭疼，不知道如何下手。其實(shí)只要掌握探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，遵循實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)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?，F(xiàn)就自己的一點(diǎn)觀點(diǎn)淺談如下：

一、探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必須遵循的幾個(gè)原則

要使實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)得科學(xué)，必須遵循以下幾個(gè)原則：

1.對(duì)照原則：生物實(shí)驗(yàn)中必須要有對(duì)照才能使結(jié)果更具有可靠性。對(duì)照一般分為空白對(duì)照、條件對(duì)照、自身對(duì)照等。例如：要探究光對(duì)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(duì)照另一份置于黑暗中，根據(jù)兩組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)得出結(jié)論才可靠。

2.單因子變量原則：就是指在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中只能有一個(gè)自變量，除了這個(gè)變量以外其他條件完全相同，這樣得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同才能是因?yàn)樽兞恳鸬?，而不是其他無(wú)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(shí)驗(yàn)結(jié)論更科學(xué)、可靠.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，最大的結(jié)果就是是實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論令人信服，有很強(qiáng)的說(shuō)服力。.單因子變量原則和等量性原則，強(qiáng)調(diào)的方面不一致，各有側(cè)重，但是他們是對(duì)立統(tǒng)一的整體，都是用于平衡和消除無(wú)關(guān)變量對(duì)結(jié)果的影響.著重說(shuō)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?yàn)檫@是必要條件。

二、明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理

解答實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的整體構(gòu)思、過(guò)程設(shè)計(jì)、結(jié)果預(yù)測(cè)等，都要依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?從分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康?或課題名)找出實(shí)驗(yàn)變量和反應(yīng)變量，是解題的關(guān)鍵。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果探究本次活動(dòng)的目的，這是題目中給出沒有明確的實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡那闆r。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)?zāi)康呐c實(shí)驗(yàn)結(jié)果是對(duì)應(yīng)的。

明確實(shí)驗(yàn)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(shí)來(lái)獲取實(shí)驗(yàn)原理.中學(xué)生物課本的結(jié)論性斷語(yǔ)一般就是所謂的實(shí)驗(yàn)原理。一定要學(xué)會(huì)分析和遷移，首先分析本實(shí)驗(yàn)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(shí)網(wǎng)絡(luò)，從這些知識(shí)網(wǎng)絡(luò)中梳理出那個(gè)原理和結(jié)論。.比如“光合作用條件下的植物生長(zhǎng)變化”，聯(lián)想課本知識(shí)可得實(shí)驗(yàn)原理是“生長(zhǎng)素對(duì)植物的生長(zhǎng)具有兩重性，即低濃度的生長(zhǎng)素可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)，高濃度的生長(zhǎng)素則抑制植物生長(zhǎng)，甚至殺死植物”。

三、配備適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)材料

正確的取材往往能達(dá)到事半功倍的效果。題干上給的材料用具是分析實(shí)驗(yàn)方法步驟的主要依據(jù).材料用具往往對(duì)解題有提示作用，一定要認(rèn)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(gè)后用哪個(gè)；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(shí)驗(yàn)變量；制取時(shí)用不用過(guò)濾研磨、用不用制片、用不用將種子提前浸泡。

四、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟

近幾年的高考題，特別注重考察學(xué)生設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)步驟這一環(huán)節(jié)。一些考題只需要學(xué)生對(duì)不完整的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行補(bǔ)充，而大多考題則要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)步驟。探究性實(shí)驗(yàn)步驟一般可用“三步”或“四步”來(lái)總結(jié)?！叭健笔侵冈趯?shí)驗(yàn)材料可直接使用的情況下，而“四步”是指實(shí)驗(yàn)材料不能直接使用，還需要進(jìn)行預(yù)處理，把干擾因素排除而只留下實(shí)驗(yàn)變量，以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。即具體如下：

第一步：對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行處理，以達(dá)到實(shí)驗(yàn)材料除了自變量以外其他條件完全相同。

第二步：分組編號(hào)，將實(shí)驗(yàn)對(duì)象根據(jù)實(shí)驗(yàn)具體要求分為若干組，并分別編號(hào)為1、2、3，……或A、B、C……等。

第三步，設(shè)計(jì)對(duì)照，就是將不同的組進(jìn)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(gè)大小相同的容器(A、B)中，一個(gè)(A)高溫滅菌，一個(gè)(B)不做處理，造成A容器的土壤中無(wú)生活的微生物，B容器的土壤中有生活的微生物，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，才能說(shuō)明問題，這就是設(shè)置對(duì)照原則，其中A是實(shí)驗(yàn)組。B是對(duì)照組在進(jìn)型此實(shí)驗(yàn)，讓兩個(gè)容器中的土壤在一切其他條件都相同的情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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(wú)微生物，有無(wú)微生物就成了這一實(shí)驗(yàn)的單因子變量，這就是單因子變量原則。

第四步，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，然后得出實(shí)驗(yàn)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(lái)計(jì)算和數(shù)據(jù)分析，通過(guò)數(shù)據(jù)分析來(lái)判斷和總結(jié)，得到最后結(jié)果。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)其實(shí)就是實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象的數(shù)字表達(dá)。通過(guò)對(duì)比和分析，可以得出結(jié)論。結(jié)論的呈現(xiàn)形式就是對(duì)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(shí)分開表達(dá)，有時(shí)候?qū)嶒?yàn)結(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(duì)應(yīng)，不可混為一談。

五、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中語(yǔ)言應(yīng)準(zhǔn)確，簡(jiǎn)潔

文字的語(yǔ)言要簡(jiǎn)潔，要注意表述規(guī)范，要注意多多運(yùn)用題目中使用的語(yǔ)言。儀器的順序號(hào)碼一定要注明(如甲燒材、A試管、1號(hào)培養(yǎng)皿……)，常用詞語(yǔ)有：“選擇長(zhǎng)勢(shì)相同、大小相似的同種植物隨機(jī)等量分組，分別編號(hào)為A、B、C…，選擇年齡、體重(性別)、健康狀況相同的某種動(dòng)物隨機(jī)等量分組，分別編號(hào)為l、2、3…；適宜、等量，相同、各、分別、顯著差異、一段時(shí)間…等。

以上是筆者在探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)解題過(guò)程中一些粗略的看法。實(shí)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。