高中生物探究性实验设计的一般思路摭谈

李慧芹

山东省郯城县美澳学校

高中生物探究性实验设计的一般思路摭谈

李慧芹

山东省郯城县美澳学校

生物科学是基于实验之上的学科，没有实验，生物学的发展就是无源之水无本之木。所以，学习生物的主要方法也是实验，了解生物生存的各种现象，探究生物发展的规律。在生物教学和学生学习中，实验的地位是不言而喻的。

高中生物；探究性实验设计；思路

生物科学是基于实验之上的学科，没有实验，生物学的发展就是无源之水无本之木。所以，学习生物的主要方法也是实验，了解生物生存的各种现象，探究生物发展的规律。在生物教学和学生学习中，实验的地位是不言而喻的。生物实验分为探究性实验与验证性实验两种。

探究性实验与验证性实验相比较，探究性实验是指实验者在不知晓实验结果的前提下.通过自己的实验、探索、分析得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动.可探究性实验设计往往对学生来说是一个难点，很多学生在解题过程中一遇到实验设计题，尤其是要求写出实验设计步骤的题就头疼，不知道如何下手。其实只要掌握探究性实验设计的一般规律，遵循实验设计过程中的一般原则，并加以灵活应用，很多问题就能迎刃而解。现就自己的一点观点浅谈如下：

一、探究性实验设计必须遵循的几个原则

要使实验设计得科学，必须遵循以下几个原则：

1.对照原则：生物实验中必须要有对照才能使结果更具有可靠性。对照一般分为空白对照、条件对照、自身对照等。例如：要探究光对种子萌发的影响，必须将种子分为两份，一份将种子置于光照下，作为对照另一份置于黑暗中，根据两组的实验结果来得出结论才可靠。

2.单因子变量原则：就是指在整个实验中只能有一个自变量，除了这个变量以外其他条件完全相同，这样得出的实验结果不同才能是因为变量引起的，而不是其他无关变量引起的。

3.等量性原则、平行重复原则.遵循平行重复原则，目的是为了排除偶然性，使实验结论更科学、可靠.实验数据进行对比分析，最大的结果就是是实验得出的结论令人信服，有很强的说服力。.单因子变量原则和等量性原则，强调的方面不一致，各有侧重，但是他们是对立统一的整体，都是用于平衡和消除无关变量对结果的影响.着重说明的是等量，条件是常态和适宜条件下都要等量。否则，结论和结果都是不可信的，也是不科学的，因为这是必要条件。

二、明确实验目的和实验原理

解答实验设计题的整体构思、过程设计、结果预测等，都要依据实验目的.从分析实验目的(或课题名)找出实验变量和反应变量，是解题的关键。根据实验的结果探究本次活动的目的，这是题目中给出没有明确的实验目的的情况。因为实验目的与实验结果是对应的。

明确实验原理是正确解题的保证.从解读题干或联想课本相关知识来获取实验原理.中学生物课本的结论性断语一般就是所谓的实验原理。一定要学会分析和迁移，首先分析本实验是想考察那部分生物内容，头脑中连接这部分内容的知识网络，从这些知识网络中梳理出那个原理和结论。.比如“光合作用条件下的植物生长变化”，联想课本知识可得实验原理是“生长素对植物的生长具有两重性，即低浓度的生长素可以促进植物生长，高浓度的生长素则抑制植物生长，甚至杀死植物”。

三、配备适当的实验材料

正确的取材往往能达到事半功倍的效果。题干上给的材料用具是分析实验方法步骤的主要依据.材料用具往往对解题有提示作用，一定要认真分析.是否都有用，是否都要用；需要考虑的是怎样用，先用哪个后用哪个；能不能直接用，不能直接用需怎样处理才能把干扰因素排除而只留下实验变量；制取时用不用过滤研磨、用不用制片、用不用将种子提前浸泡。

四、设计实验步骤

近几年的高考题，特别注重考察学生设计探究性实验步骤这一环节。一些考题只需要学生对不完整的实验步骤进行补充，而大多考题则要求学生设计一个完整的实验步骤。探究性实验步骤一般可用“三步”或“四步”来总结。“三步”是指在实验材料可直接使用的情况下，而“四步”是指实验材料不能直接使用，还需要进行预处理，把干扰因素排除而只留下实验变量，以保证实验结果的可靠性。即具体如下：

第一步：对实验材料进行处理，以达到实验材料除了自变量以外其他条件完全相同。

第二步：分组编号，将实验对象根据实验具体要求分为若干组，并分别编号为1、2、3，……或A、B、C……等。

第三步，设计对照，就是将不同的组进行变量处理。例如：为了探究土壤中的微生物是否能分解农药，必须把土壤均分为两等份，装入两个大小相同的容器(A、B)中，一个(A)高温灭菌，一个(B)不做处理，造成A容器的土壤中无生活的微生物，B容器的土壤中有生活的微生物，然后进行实验，才能说明问题，这就是设置对照原则，其中A是实验组。B是对照组在进型此实验，让两个容器中的土壤在一切其他条件都相同的情况下进行实验，惟一不同的只是A容器的土壤中有微生物，B容器的土壤中无微生物，有无微生物就成了这一实验的单因子变量，这就是单因子变量原则。

第四步，观察实验现象，然后得出实验结果并记录相关现象或数据。其中数据可用表格或曲线来计算和数据分析，通过数据分析来判断和总结，得到最后结果。实验数据其实就是实验的现象的数字表达。通过对比和分析，可以得出结论。结论的呈现形式就是对于预想结果的判断，有两种形式一种是肯定预想结果，第二种是否定预想结果。结论表述一定要明确，不可混淆，必要时分开表达，有时候实验结果可能是不止一种，要分清各类条件下的结论，要把条件和结论对应，不可混为一谈。

五、实验设计过程中语言应准确，简洁

文字的语言要简洁，要注意表述规范，要注意多多运用题目中使用的语言。仪器的顺序号码一定要注明(如甲烧材、A试管、1号培养皿……)，常用词语有：“选择长势相同、大小相似的同种植物随机等量分组，分别编号为A、B、C…，选择年龄、体重(性别)、健康状况相同的某种动物随机等量分组，分别编号为l、2、3…；适宜、等量，相同、各、分别、显著差异、一段时间…等。

以上是笔者在探究性实验设计解题过程中一些粗略的看法。实践证明，这样在一定程度上能够提高学生的解题能力，也可以培养学生分析问题解决问题的能力。