淺談實驗教學中培養低年級大學生的對照意識

陳來　張潔　羅小泉　郭權

摘 要：對照意識不僅在于理解對照的意義、掌握對照設置方法，更重要的是為清晰展現被考察因素與觀測結果之間的穩定可靠的聯系，而嚴格規范操作、忠實記錄并科學地解讀實驗結果，是學生必備的基本科學素養。低年級大學生正處于良好科學素養養成的關鍵時期，培養和建立對照意識，能為今后科研工作打下良好基礎。實驗教學過程中給學生灌輸對照理念，幫助學生理解對照的作用和對照意識在規范化操作中的指導作用，來激發、增強和實踐對照意識，是在有限的實驗教學中養成學生良好科研素養的可行途徑。

關鍵詞：實驗教學 低年級大學生 對照意識

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）10（c）-0152-02

大學生是未來科學研究主體，他們的科學研究素質能直接決定科學研究的水平高低和成果的大小，關系到我國科教興國戰略和萬眾創新思路的實施和實現。如何在有限的實驗教學過程中培養和提高大學生科學研究素養，是每個大學老師都要面臨和積極探索的課題。對照意識是科研素質中重要的組成部分，這是由其在科學研究中的重要性決定的。該文結合筆者教學實踐經驗就大學生在實驗過程中暴露出的對照意識薄弱、如何在生化實驗教學中培養大學生對照意識的問題進行探討。

1 對照和對照意識在科學研究中的重要性

對照是科學研究中用以排除干擾被考察因素和觀察結果之間建立可靠、穩定因果邏輯關系的因素，是科學研究設計時必不可少的一環。在科學研究中，為了明確某項因素變化與其可能帶來的結果之間的必然聯系，需要在比較該因素發生變化后所帶來的觀察結果，如果這一變化可以造成穩定的觀察結果的形成，就可以得出該因素是或否與這一結果之間存在因果邏輯關系。要明確這一關系，必需嚴格保證只有該因素發生變化而其它因素不變，而對照正是起這一重要作用，因此，沒有對照的實驗得出的結果是沒有說服力的。對照也可包括彰顯被考察因素變化所帶來的顯著視覺差異的措施，例如白背景上彰顯黑，這一措施使得不易觀察到的結果變得明顯，即去除噪音。總之，對照就是去除干擾和噪音以清晰地明確因素變化與結果之間的必然的邏輯關系。正因為對照在科學研究中的重要作用，因此，科研工作者應有牢固的對照意識，才能科研實踐中得出科學結論。

2 當前低年級大學生實驗中暴露出的對照意識薄弱的問題

當前低年級大學生在實驗中暴露的對照意識薄弱問題主要體現在以下兩方面。

（1）缺乏對照理念教育，沒有形成對照的概念。低年級大學生做實驗設計少，又沒有吃透實驗設計方案，不明白各實驗組的作用，而現有教材基本未述及對照的概念、意義和設置方法，加上教師未能講授，造成學生實驗對照意識薄弱；初學者未能養成嚴格按實驗步驟進行實驗的習慣，導致容易出現不做、漏做對照實驗，而得出錯誤實驗結果或不能正確解釋實驗現象。

（2）對照意識薄弱導致不能嚴格規范實驗操作。對照意識更重要的是體現在整個實驗過程中要始終確保操作嚴格符合規范、保證實驗實施過程中除了被考察因素有變化外，其余因素，包括試劑質與量、處理的時間、溫度等，應嚴格一致。對于低年級學生來說，要其嚴格按實驗步驟、教材和老師所授操作要領來操作，避免操作的隨意性，養成規范操作的意識和習慣。

3 在實驗教學中培養大學生的對照意識

結合筆者實驗教學經驗，從以下三方面來培養大學生的對照意識。

（1）講解實驗中對照的概念、意義、灌輸對照理念，激發對照意識。

生化實驗課一般在低年級大學生中進行。因此，教師應對實驗設計中各項實驗組在實現實驗目的中所起的作用進行講解，強調對照是去除干擾因素以實現清晰彰顯被考察因素與觀察結果之間可靠聯系而設置必做實驗組。例如在鑒定糖原時，需將糖原水溶液和水各滴一滴在干凈的白瓷板上，并且說明，水滴應該是用于溶解糖原的蒸餾水，不是其它水例如自來水，再說明或者讓學生來指出水就是對照，水和糖原溶液比，少了糖原，其它都一樣，滴加相同碘液后，所造成的水為淡黃色而糖原溶液為褐色就只能解釋成是糖原改變了顏色而不是水中的其它因素；再問學生將糖原溶液及其水滴在白瓷板上和滴在黑色實驗臺上所形成的視覺觀感有何不同？然后解說這種背景設置也是對照，用以提高清晰度。最后要求學生指出后續實驗中對照設置是什么、用于去除什么干擾因素等。通過這些解說和提醒來強化學生頭腦中的對照概念，激發他們的對照意識。

（2）展示實驗中對照的作用和沒有對照的后果，幫助學生理解對照設置方法，增強對照意識。

采用反向教學法，故意演示或者指出學生實驗中不做對照的例子，讓學生來解釋。繼續前例，如果沒有水做對照或者就以糖原溶液液滴做“對照”，出現褐色的變化，能直接解釋為是由于溶液中的糖原引起的嗎？不會是溶解糖原的溶劑中其它成份引起的嗎？再如，血清谷丙轉氨酶活性測定實驗中，標準液組和酶促反應組各有一個對照，讓學生計算沒有對照和有對照或弄反對照的情況下算出的活力單位有何不同，并解釋原因。顯然結果是迥異的，這就能給學生留下較深刻的印象，理解設置對照和正確選定對照在得出正確結論中的重要意義，從而增強學生的對照意識。

（3）展示實驗中不嚴格操作造成的實驗結果和結論的謬誤，培養學生將對照意識貫穿實驗的全過程，從而自覺實踐對照意識。

對照意識更為重要的是體現為嚴格摒棄實驗中的各種主客觀干擾因素，清晰展現被考察因素與觀測結果之間的穩定可靠的聯系，體現在嚴格規范的實驗操作，還體現在忠實記錄實驗結果并科學地解讀結果，是學生必備的基本科學素養，是科學精神的體現。在實驗過程中除了實驗中已設置的對照所力圖排除的干擾因素外，實驗條件包括處理溫度、時間和量取試劑的準確性、混勻是否充分以及試劑的加樣和處理順序等，也是造成實驗結果波動的因素。為了確保實驗結果的可靠性，要求學生吃透實驗目的、原理、方法步驟和注意事項，并進行規范操作。還是以血清GPT活性測定為例。微量移液槍有兩個檔：一檔以準確取液；二檔打出已取溶液，如果以二檔取液，就會多取；如果一檔取液但未等彈簧完全放松就將槍頭抽出液面，就會少取；處理的溫度不到37℃、四支試管前后間隔較大而未同時放入水浴鍋、紫外分光光度計未調零或調零所用溶液不正確、比色皿未清洗干凈或沒放到位，等等造成實驗結果偏離正常值過大，分組同學的數據之間波動較大，以及為達到教科書的所謂正確結果不如實記錄觀測結果等，正是教育學生要實踐對照意識，養成規范操作習慣和忠實記錄實驗觀測結果的生動事例。

總之，對照是科學研究中去除干擾因素清晰彰顯被考察因素之間穩定可靠的因果聯系必不可少的手段，對照意識體現為在科研實踐過程中為摒棄各種主客觀因素干擾得出可靠結論而養成的合理設計、規范操作和誠實記錄的科學素養、嚴謹求實的科學精神。當前在大學生在實驗中暴露出來的對照意識薄弱的問題，要求教師在實驗教學中給學生灌輸對照理念、幫助學生理解對照的作用和對照意識在規范化操作中的指導作用，來激發、增強和實踐對照意識，是在有限的實驗教學中養成學生良好的科學研究素養和科學精神的有效途徑。

參考文獻

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