高中生物探究性實驗設計的一般思路摭談

李慧芹

山東省郯城縣美澳學校

高中生物探究性實驗設計的一般思路摭談

李慧芹

山東省郯城縣美澳學校

生物科學是基于實驗之上的學科，沒有實驗，生物學的發展就是無源之水無本之木。所以，學習生物的主要方法也是實驗，了解生物生存的各種現象，探究生物發展的規律。在生物教學和學生學習中，實驗的地位是不言而喻的。

高中生物；探究性實驗設計；思路

生物科學是基于實驗之上的學科，沒有實驗，生物學的發展就是無源之水無本之木。所以，學習生物的主要方法也是實驗，了解生物生存的各種現象，探究生物發展的規律。在生物教學和學生學習中，實驗的地位是不言而喻的。生物實驗分為探究性實驗與驗證性實驗兩種。

探究性實驗與驗證性實驗相比較，探究性實驗是指實驗者在不知曉實驗結果的前提下.通過自己的實驗、探索、分析得出結論，從而形成科學概念的一種認知活動.可探究性實驗設計往往對學生來說是一個難點，很多學生在解題過程中一遇到實驗設計題，尤其是要求寫出實驗設計步驟的題就頭疼，不知道如何下手。其實只要掌握探究性實驗設計的一般規律，遵循實驗設計過程中的一般原則，并加以靈活應用，很多問題就能迎刃而解。現就自己的一點觀點淺談如下：

一、探究性實驗設計必須遵循的幾個原則

要使實驗設計得科學，必須遵循以下幾個原則：

1.對照原則：生物實驗中必須要有對照才能使結果更具有可靠性。對照一般分為空白對照、條件對照、自身對照等。例如：要探究光對種子萌發的影響，必須將種子分為兩份，一份將種子置于光照下，作為對照另一份置于黑暗中，根據兩組的實驗結果來得出結論才可靠。

2.單因子變量原則：就是指在整個實驗中只能有一個自變量，除了這個變量以外其他條件完全相同，這樣得出的實驗結果不同才能是因為變量引起的，而不是其他無關變量引起的。

3.等量性原則、平行重復原則.遵循平行重復原則，目的是為了排除偶然性，使實驗結論更科學、可靠.實驗數據進行對比分析，最大的結果就是是實驗得出的結論令人信服，有很強的說服力。.單因子變量原則和等量性原則，強調的方面不一致，各有側重，但是他們是對立統一的整體，都是用于平衡和消除無關變量對結果的影響.著重說明的是等量，條件是常態和適宜條件下都要等量。否則，結論和結果都是不可信的，也是不科學的，因為這是必要條件。

二、明確實驗目的和實驗原理

解答實驗設計題的整體構思、過程設計、結果預測等，都要依據實驗目的.從分析實驗目的(或課題名)找出實驗變量和反應變量，是解題的關鍵。根據實驗的結果探究本次活動的目的，這是題目中給出沒有明確的實驗目的的情況。因為實驗目的與實驗結果是對應的。

明確實驗原理是正確解題的保證.從解讀題干或聯想課本相關知識來獲取實驗原理.中學生物課本的結論性斷語一般就是所謂的實驗原理。一定要學會分析和遷移，首先分析本實驗是想考察那部分生物內容，頭腦中連接這部分內容的知識網絡，從這些知識網絡中梳理出那個原理和結論。.比如“光合作用條件下的植物生長變化”，聯想課本知識可得實驗原理是“生長素對植物的生長具有兩重性，即低濃度的生長素可以促進植物生長，高濃度的生長素則抑制植物生長，甚至殺死植物”。

三、配備適當的實驗材料

正確的取材往往能達到事半功倍的效果。題干上給的材料用具是分析實驗方法步驟的主要依據.材料用具往往對解題有提示作用，一定要認真分析.是否都有用，是否都要用；需要考慮的是怎樣用，先用哪個后用哪個；能不能直接用，不能直接用需怎樣處理才能把干擾因素排除而只留下實驗變量；制取時用不用過濾研磨、用不用制片、用不用將種子提前浸泡。

四、設計實驗步驟

近幾年的高考題，特別注重考察學生設計探究性實驗步驟這一環節。一些考題只需要學生對不完整的實驗步驟進行補充，而大多考題則要求學生設計一個完整的實驗步驟。探究性實驗步驟一般可用“三步”或“四步”來總結。“三步”是指在實驗材料可直接使用的情況下，而“四步”是指實驗材料不能直接使用，還需要進行預處理，把干擾因素排除而只留下實驗變量，以保證實驗結果的可靠性。即具體如下：

第一步：對實驗材料進行處理，以達到實驗材料除了自變量以外其他條件完全相同。

第二步：分組編號，將實驗對象根據實驗具體要求分為若干組，并分別編號為1、2、3，……或A、B、C……等。

第三步，設計對照，就是將不同的組進行變量處理。例如：為了探究土壤中的微生物是否能分解農藥，必須把土壤均分為兩等份，裝入兩個大小相同的容器(A、B)中，一個(A)高溫滅菌，一個(B)不做處理，造成A容器的土壤中無生活的微生物，B容器的土壤中有生活的微生物，然后進行實驗，才能說明問題，這就是設置對照原則，其中A是實驗組。B是對照組在進型此實驗，讓兩個容器中的土壤在一切其他條件都相同的情況下進行實驗，惟一不同的只是A容器的土壤中有微生物，B容器的土壤中無微生物，有無微生物就成了這一實驗的單因子變量，這就是單因子變量原則。

第四步，觀察實驗現象，然后得出實驗結果并記錄相關現象或數據。其中數據可用表格或曲線來計算和數據分析，通過數據分析來判斷和總結，得到最后結果。實驗數據其實就是實驗的現象的數字表達。通過對比和分析，可以得出結論。結論的呈現形式就是對于預想結果的判斷，有兩種形式一種是肯定預想結果，第二種是否定預想結果。結論表述一定要明確，不可混淆，必要時分開表達，有時候實驗結果可能是不止一種，要分清各類條件下的結論，要把條件和結論對應，不可混為一談。

五、實驗設計過程中語言應準確，簡潔

文字的語言要簡潔，要注意表述規范，要注意多多運用題目中使用的語言。儀器的順序號碼一定要注明(如甲燒材、A試管、1號培養皿……)，常用詞語有：“選擇長勢相同、大小相似的同種植物隨機等量分組，分別編號為A、B、C…，選擇年齡、體重(性別)、健康狀況相同的某種動物隨機等量分組，分別編號為l、2、3…；適宜、等量，相同、各、分別、顯著差異、一段時間…等。

以上是筆者在探究性實驗設計解題過程中一些粗略的看法。實踐證明，這樣在一定程度上能夠提高學生的解題能力，也可以培養學生分析問題解決問題的能力。