例解初中生物探究實驗

1 理解“探究”與“探究實驗”

探究即探索研究，針對學生學習的方式來說，也可稱為發現學習，是學生在學習情境中通過觀察、閱讀發現問題，搜索數據形成解釋，獲得答案并進行交流、檢驗。探究實驗是本著上述原理，在不知道某一具體現象原因的前提下，先對該現象的產生作出合理的假設，然后設計一系列實驗來驗證假設。

2 探究實驗的一般步驟

(1)提出問題：根據題目所提供材料提出相關的問題。

(2)作出假設：應用已有知識，對問題的答案提出可能的設想。

(3)實驗：①制定計劃：擬定探究計劃，列出所需材料用具、選出控制變量、設計對照實驗。②實施計劃：嚴格按照探究方案做實驗，仔細觀察實驗現象，認真詳實地記錄實驗結果。

(4)得出結論：在充分分析實驗現象的基礎上進行概括，得出正確的結論。

(5)表達與交流：撰寫探究報告，交流探究過程和結論。

【例1】(提出問題、作出假設、設置對照與實驗變量)種子的萌發需要一定的外界條件。表1是某校生物

興趣小組為探究“光對萵苣種子萌發的影響”設計的實驗。

請你根據實驗設計回答有關問題：

(1)他們提出的問題是：____________?

(2)他們作出的假設是：____________。

(3)上述實驗中的對照組是____________，實驗組是____________。實驗變量是____________。

答案：(1)光對萵苣種子的萌發有影響嗎(2)光對萵苣種子的萌發有影響(3)1號 2號 有無光照

【例2】(例證作出假設與設置對照)某飯店里有一道菜叫“西施舌(一種貝類)炒九層塔(一種香料植物)”，有媒體報道九層塔含有黃樟素。(甲)小明猜測微量黃樟素會導致癌癥；(乙)于是，他準備了兩組老鼠，一組長期喂含微量黃樟素的食物，另一組喂正常食物；(丙)一年后，兩組老鼠都沒有患癌癥。

(1)文中(甲)屬于科學探究的一般方法中的____________。

(2)步驟____________采用的是探究活動中常用的對照實驗。

答案：(1)作出假設(2)乙

3 探究實驗知識梳理

3.1對照實驗的概念

在研究一種條件對探究對象的影響時，所進行的除了這種條件不同以外，其他條件都相同的實驗，叫做對照實驗。

3.2實驗變量

簡稱變量，即對照實驗中不同的條件。兩組對照實驗中一般只能設計一個變量。簡單地說，就是要做到兩組對照裝置中，只有一個條件不同。

3.3變量的設計

要緊緊圍繞提出的問題和做出的假設，要具有可對比性，除了變量以外，其他實驗條件都應該相同。

【例3】某生物興趣小組為探究“非生物因素對馬鈴薯生長發育的影響”，做了如下實驗：

①取6個同樣大小的小花盆，分別裝滿同樣的沙土，并編號。

②將一個剛出芽的馬鈴薯塊莖切成同樣大小的6塊，每塊馬鈴薯上都有一個芽眼。將這6塊馬鈴薯分別埋進6個小花盆的沙土中5cm深。

③把6個花盆按照表2的要求分別培養，并觀察、記錄實驗結果。

(1)該實驗探究____________非生物因素對馬鈴薯生長發育的影響。其中1號和3號花盆組合可用來探究____________對馬鈴薯生長發育的影響，____________是這組實驗的變量。

(2)你認為該實驗設計____________(“存在”或“不存在”)缺陷?理由是：____________。

答案：(1)光、溫度、水、空氣溫度溫度(2)存在每種條件下只提供一個材料，很容易因其他因素而影響實驗結果。

3.4關于對照實驗申的對照組和實驗組

(1)兩組對照實驗中一般只能設計一個變量(實驗組是接受實驗變量處理的一組；對照組對實驗假設而言，是不接受實驗變量處理的一組)。

(2)如果是多重對照實驗，要先找出實驗組，即與假設相一致的組，然后將各對照組逐一與實驗組對比，找出各自的變量，再進行分析思考。

【例4】某生物興趣小組的幾個同學，為了探究“種子萌發所需要的外界條件”，設計了以下實驗裝置(圖1)。

現在請你和他們一起來分析：

這四個裝置可形成____________對照實驗。請寫出其中的一組：____________。該組的惟一變量是____________。

答案：三組 A和B或B和C或B和D

水或空氣或溫度

3.5探究實驗方案的設計評價及修正

(1)探究實驗方案設計的評價。

①實驗材料的選擇：生物學材料選擇是否得當，實驗器材選擇是否合理，藥劑選擇使用是否準確。②步驟設計及操作：步驟是否合理、是否完整，具體操作有無違反生物學基本原理，具體操作中是否做到了諸如加熱、攪拌、光照、消毒等的操作。③實驗設計遵循的原則：本步承接上一步而來，看實驗設計中是否遵循對照原則、單一變量原則、隨機性原則、平行重復原則。對照實驗設計是消除無關變量影響的有效方法，只有設計對照實驗，才能有效地排除其他因素的干擾。

(2)探究實驗方案設計的修正：實驗最后要得出結果是做實驗的最終目的，不同的實驗小組得出的結果會有差別，甚至截然相反。可以從以下幾個方面進行點評或指導：

①實驗結果與預期是否吻合；②是否支持所作的假設；③正確分析實驗變量與結果之間的邏輯關系；④引導不同的實驗小組在探究的問題、過程、結果和結論等方面與其他小組交流，聽取學生的質疑并進行科學解釋；⑤引導不同的實驗小組對存疑的實驗結果做進一步探究。

【例5】在“探究水對種子萌發的影響”時，A、B兩組同學分別進行了實驗設計，主要實驗設計如下圖所示：

(1)本實驗的變量是____________。

(2)你認為A、B兩組同學的設計是否科學?請簡要說明理由

答：A組____________。

答：B組____________。

(3)除上述的探究問題，就“影響種子萌發的外部條件”你還能夠提出其他可以探究的問題嗎?

答：____________。

答案：A組不科學。理由是對照組與實驗組中種子的數量不相等B組也不科學，理由是沒有設置對照組____溫度對種子的萌發有影響嗎?或土壤對種子的萌發有影響嗎?或空氣對種子的萌發有影響嗎?_____或陽光對種子的萌發有影響嗎?等等

【例6】將天竺葵放在黑暗處一晝夜，按圖3所示裝置好后，光照2～3h。取下葉片A和B，去掉葉片中的葉綠素，然后用碘液分別檢驗。

(1)該實驗設計探究的問題是：植物進行光合作用需要____________作原料。

(2)實驗中，A組對B組起____________作用。

(3)用碘液分別檢驗后，不能變藍的葉片是____________，說明它沒有進行____________作用。

答案：二氧化碳 對照 A 光合