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象和生命運動規律的科學，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，并會對實驗現象和結果進行分析解釋。

而新課標則倡導探究性學習，將發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。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，再根據我們所學過的知識聯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，認真領悟實驗原理，結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（如條件適宜相同環境）；（4）檢測因變量、觀察、統計、比較。如果實驗現象是隱蔽的，必須找出具體的檢測方法，以顯現實驗結果，便于觀察，之后找出具體的觀察和記錄對象，觀察、記錄、統計、比較實驗數據和現象；（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）可能出現什么樣的實驗現象，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基呈膠體狀態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的問題，所以在培養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基溶膠后在進行接種，并且使其均勻分布，然后使培養基在恒溫箱中呈凝膠狀態下進行培養，并定期觀察實驗現象。