生物學是一門實驗性應用學科。近幾年來,在各種考試中,實驗試題占據(jù)一定的比例。然而,學生普遍認為實驗試題難以解答。通過對實驗試題的分析,考察學生的知識能力,以及對學生答題情況的總結,本人認為,引導學生從以下幾個方面加以思考,不但對實驗試題的解答有幫助,而且對學生邏輯思維能力和綜合思考能力有一定的幫助。一般地,一個實驗應該由以下幾個方面組成:1.實驗目的,2.實驗原理,3.實驗材料與用具,4.實驗步驟,5.實驗結果或現(xiàn)象,6.實驗結論。因此,在授課過程中,我有意識地要求學生從這些方面思考。
一明確實驗目的
實驗目的也就是要回答“為什么做這個實驗”的問題,這是一個實驗的根本出發(fā)點,其他幾點都要為這一點服務,很難想象沒有目的的實驗應該如何進行。只有在明確了實驗目的以后才能進一步思考實驗原理,選擇實驗材料和用具。
二理解實驗原理
明確了實驗目的后,接下來要做的是尋找怎樣才能達到這一目的理論依據(jù),也就是實驗原理,實驗原理其實是回答“憑什么做這個實驗”的問題。如剛才所說,原理是理論依據(jù),所以它對選材和步驟有指導作用,實驗原理往往是復雜的,涉及生物學及相關學科中的許多方法和原理,要結合課本所學知識,并充分利用題干中給出的實驗條件、方案,來確定實驗原理。如2005年全國理綜卷,為了驗證胰島素具有降低血糖的作用,某同學設計了實驗方案,根據(jù)實驗方案知道該實驗的原理是:①胰島素具有降血糖的作用;②體內胰島素含量過高時,會引起血糖下降,機體出現(xiàn)活動減少,甚至昏迷等低血糖癥狀;③低血糖癥狀可以通過補充葡萄糖溶液得到緩解。
三選取材料用具
生物實驗必須要選擇一定的生物材料,通過一定的手段使生物材料體現(xiàn)出一定的現(xiàn)象,以佐證我們的假設,達到我們的實驗目的,這就是對實驗材料和用具的選取過程。選擇實驗材料與用具就是回答“用什么做實驗”的問題。做實驗試題時,要注意題干中給定的實驗材料。
四設計實驗步驟
實驗步驟是進行實驗的必然過程,實驗目的要通過實驗步驟才能達到,實驗原理要通過實驗步驟才能得到體現(xiàn),實驗材料是在實驗步驟中使用的,實驗步驟就是回答“怎么做這個實驗”的問題。因為在實驗步驟中要體現(xiàn)學生對事件的整體規(guī)劃能力和實驗變量的控制能力,所以,實驗步驟是試題中經常考察的內容。對于中學階段的生物實驗,由于目的相對比較簡單,要考慮的變量也較少,所以步驟一般不會過于復雜。但在設計步驟時,要利用給定的儀器和藥品,安排最佳實驗程序,并設置好實驗組和對照組,遵循單一變量原則。例如測定細胞呼吸類型的實驗,如果給的實驗材料是一盆植物,則設計步驟時,就要放置暗處,防止植物進行光合作用影響實驗效果;如果給定的材料是種子,則設計實驗步驟時,就不需要放置在暗處,因為種子還沒產生綠色器官,不會進行光合作用,但是也要用死種子作為對照,而且要對種子進行消毒,以免微生物呼吸的干擾。
五預測實驗結果
一個完整的實驗,總會出現(xiàn)一定現(xiàn)象,也就是實驗結果,實驗結果就是回答“實驗出現(xiàn)了什么情況”的問題。實驗結果是在不同的變量條件下,實驗材料所表現(xiàn)出來的不同的生理反應。根據(jù)反應變量,尋找具有可操作性的觀察措施(如特異的顏色反應、沉淀反應、形態(tài)結構、生理特征變化等)或測定指標(如生長發(fā)育速度、生化反應速度等)。這是我們推導實驗結論的重要依據(jù),同時也是考察實驗是否成功的關鍵。一般地,正確地利用實驗原理,合理地選用選材,嚴格地按照實驗步驟來進行實驗,實驗結果是可以預測的。這也是實驗試題中常出現(xiàn)的類型,這就要求教師要引導學生從生物正常的生理反應入手,確定描述實驗現(xiàn)象的指標。
六推導實驗結論
有很多同學會認為,實驗結果和實驗結論是一回事,從而在答題時會覺得多此一舉。其實不然,實驗結論是通過對實驗結果的合理推導而來的,如果說結果是對實驗所出現(xiàn)的現(xiàn)象如實描述的話,那么實驗結論應該是提升到理論高度的。所以說實驗結論回答的是“說明了什么”的問題。實驗結果不同,得到的結論也將不同,例如:在給定青蛙后肢活動的反射弧模式圖,提供電刺激設備和電位計的條件下,設計實驗方案,驗證興奮在神經纖維上及神經元之間的傳導特點,此實驗的結果是電位計有無示數(shù),肌肉有無收縮,而實驗的結論是興奮在神經纖維上的傳導是雙向的,在神經元之間的傳遞是單向的。再如:德國植物學家薩克斯為驗證光合作用產物所做的實驗,實驗結果是曝光的一半呈深藍色,遮光的一半沒有顏色變化,實驗的結論是,說明光合作用產生了淀粉。
以上是本人對中學生物實驗的一些淺陋的見解,通過對幾個班學生的教學嘗試,大部分同學能夠接受,而且對生物實驗試題有了全新的認識。當然,這只是從大范圍來看待生物實驗,其中還有很多的細節(jié)工作要做。
(作者地址:江西省贛南師院附中)
責任編輯:周正旺