淺談新課標下的高中生物探究實驗

生物科學是研究生命現(xiàn)象和生命運動規(guī)律的科學，觀察和實驗是研究生命科學的基本方法。因此在以前的舊高考大綱中，對學生實驗能力就提出明確的要求：要具備驗證簡單生物學事實的能力，并會對實驗現(xiàn)象和結果進行分析解釋。

而新課標則倡導探究性學習，將發(fā)展學生的科學探究能力和增強學生的生物學實驗的基本技能，列入了新課標的具體目標。尤其是對發(fā)展學生的科學探究能力，《新課程標準》中提出了11項具體要求，其中的許多方面只有通過實驗探究才能實現(xiàn)。因此，我們有理由相信，在新課改后的新高考中，探究性實驗試題的比例將會大增。

對于探究性實驗習題，當中有很多科學問題或者結論都是我們課本中沒有出現(xiàn)過的，同時問題的靈活性很大。例如，實驗中要探究的問題可能是正確的，也有可能是錯誤的。所以，很多學生碰到這類試題，都有過棘手的感覺。其實這種試題的規(guī)律性很強，只要大家掌握了這類習題的一些基本做題方法，探究性實驗試題反而會成為大家考試中最容易拿分的題型。

探究實驗設計的一般方法：

第一步：認真閱讀題干，了解題目要求，主要是判斷實驗類型，因為除了探究實驗以外，還有可能是驗證實驗；即弄清楚本實驗要求我們做什么。

第二步：準確的把握實驗的目的，即為什么要做這個實驗，并找出自變量。

第三步：提出實驗假設：即在未做題之前，對實驗目的中提出的問題，作出一種可以用即將進行的實驗來檢測的猜測性回答。

第四步：確定實驗的原理。實驗原理通常根據(jù)實驗的目的和題目所給的材料進行分析處理，確定實驗變量的檢測方案，再根據(jù)我們所學過的知識聯(lián)系起來確定實驗的原理，這些知識可能是生物學知識，也可能是物理、化學或其他學科的知識。

第五步：設置對照實驗，選擇合理的實驗對照方法。

第六步：選定或分析實驗對象、器材、藥品；即用什么對象做實驗能夠驗證或探究本實驗所提出的問題，需要用到哪些儀器、設備、藥品等，在選擇實驗實驗對象、儀器、藥品時，都要遵循可行性，簡便性原則。一般情況下，題中給出的實驗材料都有用途。

第七步：構想實驗思路：針對實驗目的，認真領悟?qū)嶒炘恚Y合題目所提供的實驗對象、器材、藥品，設想該怎樣設計實驗過程，才能達到實驗目的，在腦海中構想一個大致框架。

第八步：設計實驗步驟：設計實驗步驟時最好能理順實驗思路，設計步驟時一定要注意遵循實驗設計的四個基本原則（對照原則、單一變量原則、等量原則、科學性原則）。實驗步驟基本模式是：(1)將相關的實驗材料、用具或相應的實驗對象等隨機平均分組，并編號（目的是為了防止偶然誤差）；(2)施加實驗變量，控制無關變量而設置對照（注意：單一因素不同；其他因素相同且條件要適宜）；(3)進一步相同處理（如條件適宜相同環(huán)境）；（4）檢測因變量、觀察、統(tǒng)計、比較。如果實驗現(xiàn)象是隱蔽的，必須找出具體的檢測方法，以顯現(xiàn)實驗結果，便于觀察，之后找出具體的觀察和記錄對象，觀察、記錄、統(tǒng)計、比較實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象；（5）有些實驗可能需要反復操作本實驗。目的是防止偶然誤差。

這里需要說明的是，上述五個步驟的順序并不是一成不變的。例如，第二步和第三步的順序是可以顛倒的，即先做共性處理，再做變量處理，而有的實驗中第一步分組編號和第三步共性處理則合并為一步。當然，不同的對照實驗，還會有其特定的實驗步驟，這就要根據(jù)特定實驗的具體實際來設計。

第九步：預測實驗結果:即在實驗未做之前，根據(jù)實驗原理分析，這個實驗最后會是什么結果，這里需要注意的是，如果是驗證性實驗，只有一種結果（根據(jù)實驗原理推導出來的與實驗假設相一致的結果），而新高考中主要考查的探究性實驗則要根據(jù)比較抽象的原理，要考慮到各種可能的結果（一般會有2—4種不同的結果）

第十步：解釋或分析實驗結果：即解釋出現(xiàn)這種結果的原因，實際上就是尋找實驗原理與實驗結果之間的關系。

第十一步：寫出實驗結論：即回答實驗目的中所提出的問題。探究性實驗回答的基本模式：如果（若）可能出現(xiàn)什么樣的實驗現(xiàn)象，則（說明）相對應的實驗結論。有多種可能（一般有3種，即肯定假設，否定假設，與假設無關）

當然，不同類型的探究性實驗試題，考察的角度可以有所不同，而并不一定需要將上述所有步驟都作為考察對象，從第二步到第十一步均可以作為考察對象，但是，解答這些不同類型的探究性實驗設計題的思維過程是相同的。

結合試驗方法進行分析：本實驗是一道典型的探究性生物實驗試題，其實驗目的就是要判定某一種細菌的異化作用類型，既要判斷該種微生物的呼吸方式。而整個實驗的自變量就是氧氣在培養(yǎng)基呈膠體狀態(tài)后的不同部位分布不均勻，因變量則是細菌繁殖后的菌落在培養(yǎng)基上的分布位置。因此該實驗應該是一個自身條件對照實驗，理論上只需要一組實驗即可。可是該實驗又是一道涉及微生物培養(yǎng)的問題，所以在培養(yǎng)前必須對實驗裝置進行滅菌處理，而這也恰恰是該題所設置的一個陷阱，因此該實驗必須得設置兩組，其中一組是空白對照實驗組，主要目的就是要判斷雜菌是否徹底消滅。而實驗組則主要是要判斷該種細菌在培養(yǎng)基上生長的部位。

另外，從題干中及提供的材料、用具，再結合我們課本上的知識，我們就很容易知道，實驗時，實驗組一定要先用水溶鍋將瓊脂培養(yǎng)基溶膠后在進行接種，并且使其均勻分布，然后使培養(yǎng)基在恒溫箱中呈凝膠狀態(tài)下進行培養(yǎng)，并定期觀察實驗現(xiàn)象。