實驗原理在實驗問題中的應用

〔關鍵詞〕 實驗原理；認識；運用；確定

〔中圖分類號〕 G633.91 〔文獻標識碼〕 C

〔文章編號〕 1004—0463（2008）05（B）—0048—01

實驗與探究能力是高考生物對學生基本能力的要求，因其能比較全面地考查學生的實驗操作能力及綜合思維能力而成為近幾年高考的熱點。筆者在實踐中依據學生的認知規律，總結了認識原理?邛運用原理?邛確定原理的教學程序，收到了比較好的教學效果。

一、認識原理

原理是帶有普遍性的、最基本的、可以作為其他規律的基礎規律，是有普遍意義的道理。原理又是被大量的實踐所檢驗的正確的結論、科學的知識。實驗則主要是由目的、原理、方法、結果和結論等要素構成。其中的目的是干什么的問題，方法是選用什么材料、用具以及如何做的問題，結果和結論則是對目的是否實現的回應，而原理回答的是為什么這樣干的問題。如果說目的是實驗的旗幟，那原理就是實驗的靈魂，支配著實驗材料、用具的選擇，引領著實驗方案的確立和落實，預示著實驗結果的呈現。原理不明，寸步難行。

二、運用原理

教材中的實驗是培養和訓練學生實驗思維能力的最佳范本。教師在這些實驗的教學中，應充分體現學生的主體性，要求并引導學生從目的和原理出發，自主選擇實驗的材料、儀器、試劑，確立實驗方案，自行設計實驗步驟，預測并分析實驗的結果，最后得出相應的結論。例如，在做“生物組織中還原性糖的鑒定”這個實驗前，筆者先向學生講述了它的實驗原理，然后提出如下問題：根據原理，還原性糖的存在與否是以結果是否出現磚紅色沉淀為標志，那么，此實驗對生物材料的選擇有何要求？你選擇的材料是什么？如何讓細胞內的物質釋放出來并與斐林試劑反應？你需要哪些儀器？如果該反應條件是沸水浴加熱，你又需要哪些儀器？實驗將從哪幾個方面（即方案）著手進行？在這樣的問題鏈中，學生順利地一步一步完成了實驗的全部內容。這種運用原理、暴露思維過程的訓練方法，徹底改變了學生依靠教材內容被動實驗的習慣，活化了教材資源，提升了實驗思維的水平，使思維過程流暢有序，同時還拓展了學生實驗思維的深度和廣度，使其能不時地迸發出創新思維的火花。當學生自主探究的熱情被激發出來后，他們的腦海中就會產生無數的為什么，而這些問題的解決，不僅會幫助他們掌握實驗思維的規律，更重要的是這種成功體驗產生的動力將在他們的心靈深處開啟一道科學研究的閘門，為他們在科學的道路上登高望遠奠定堅實的基礎。

三、確定原理

在學生明確實驗原理的作用以及熟練運用實驗原理的基礎上，進行確定實驗原理的訓練，是進一步提高他們實驗思維能力的重要環節。

1.根據實驗目的確定原理。目的是實驗要達到的目標。原理是前人關于該實驗問題相關研究的最基礎的成果和結論，有些原理是實驗者已經掌握的知識，有些則需要實驗者借助相關資料查閱。實驗的一切內容及過程都是圍繞目的展開的，實驗原理是實驗目的的集中體現，實驗目的又規定了實驗原理。實驗教學中，在揭示了實驗目的之后，筆者先要求學生回顧關于該實驗問題自己已經學習了哪些基本知識，同時提示出學生未知的知識，結合兩方面的內容初步確定原理，再引導學生運用實驗原理進行實驗的初步設計，若原理包含的方法無法落實，結果無法檢測，就需要大家修正原理，直到能流暢地完成實驗過程，實現實驗目的為止。

2.根據實驗的設計過程確定原理。近幾年，高考生物中要求考生根據實驗過程提煉實驗原理的題目逐漸增加。對于這類題目，有兩點需要把握：第一，實驗步驟設計的起點就是實驗原理；第二，原理必須要以可感、可測的形式在實驗結果中表現出來。例如，（2005年全國理綜I）為了驗證胰島素具有降低血糖的作用，給小鼠注射胰島素溶液，一段時間后，小鼠會出現四肢無力、活動減少，甚至昏迷等低血糖癥狀……題目要求確定實驗原理。這道題學生普遍采用了胰島素降低血糖的機理作答，這就是忽視實驗結果的表現，因為該實驗結果并沒有體現出肝糖原的分解等現象，無法檢測，言過其實。

實驗原理的運用和確定是實驗教學的重點與難點，其思維的突破口是把握實驗原理的本質，理清實驗目的、原理、方法、結果之間的辯證關系，然后在此基礎上實事求是地進行判斷推理、分析綜合，并遵循由特殊到一般、由具體到抽象的認知規律，實現實驗思維的結構化，便可達到舉一反三的教學效果。