实验目的是解决实验问题的核心

冯卫敏

实验为背景的试题在各类试卷中十分常见，但学生对实验类试题却往往抓不住要领，忽视对实验目的的价值研究，从而时常出现偏差。本文将结合实例，从实验材料的选择、实验的单一变量和对照实验的设置、实验研究方向和实验结论等方面阐述实验目的的价值所在。

一、实验目的决定实验材料的选择

科学实验的成功与合适的实验材料是分不开的。虽然实验材料的选择需要考虑多种因素，但是实验材料选择的首要依据仍是实验目的，实验的目的决定了实验材料必需具备的最基本条件。

例如，在 “检测生物组织中的还原性糖” 实验中，选择苹果或梨等匀浆作为实验材料而不选用甘蔗汁，就是因为实验目的——“检测生物组织中还原性糖的存在”决定了实验材料中必须含有还原性糖！虽然甘蔗汁很甜，但其甜度主要来自蔗糖，含还原性糖很少。

二、实验目的决定实验的单一变量和对照实验的设置

科学性是实验设计的基本原则，单一变量原则和对照原则是实验设计科学的重要保障。实验目的明确了需要解决的具体问题，为确定实验的单一变量、对照实验等提供了准确又关键的依据。

例如，有人设计实验探究有机肥是否能提高土壤肥力并优于化肥。实验分为两组，一组农田施有机肥，一组农田施化肥。该实验设计缺少（）。

A.施用有机肥和适量化肥的对照田

B.既不施用有机肥也不施用化肥的对照田

C.施用大量化肥和少量有机肥的对照田

D.施用少量化肥和大量有机肥的对照田

分析：无疑该实验需要达成两个目的：①有机肥是否能提高土壤肥力；②有机肥是否优于化肥。因此，探究①需要有一个既不施用有机肥也不施用化肥的对照；探究②则需要有机肥组、化肥组进行比较分析。答案为B。

三、实验目的确定了实验研究的方向

在分析和设计实验时，首要课题就是明确实验目的以避免方向性迷失。实验研究的方向按理一般是不会出偏差的，尤其是在简单实验中。因为实验目的一旦确定，实验需要解决什么问题也就明了了。然而，在比较复杂的实验中时，常因忽视对实验目的的研究而出现偏差。

例如，在“性状分离比的模拟”实验中，其实验目的是“通过模拟实验，认识和理解遗传因子的分离和配子的随机结合与性状之间的数量关系，体验孟德尔的假说”。可见，在实验中需要达成3个目的：①基因型为Dd的个体产生的配子种类及比例，认识和理解遗传因子的分离（这应该是本实验的主要目的，也是分离定律的实质所在！）；②雌雄配子的结合，体现配子结合的随机性；③子代基因型DD、Dd、dd的比例与表现出的性状的比例关系，证明性状分离的现象及与基因型的关系。但从模拟实验的教学设计和具体操作过程来看，往往只是统计了子代的基因型（即雌雄配子的随机结合）以及性状表现，忽略了本实验的主要目的——遗传因子分离的研究，而恰恰该问题才是基因分离定律的实质和本模拟实验的主要价值所在！因此，在模拟实验中应该重点关注、统计雌雄个体各自产生的配子种类及比例。

四、实验目的指明了实验的预期或结论

实验结论应该直接、具体地体现出实验的目的。“实验结论与实验目的相吻合”也是学生必备的实验分析和判断能力。

例如，在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，课题的目的是解决酵母菌细胞呼吸的方式是什么。实验借助于对细胞呼吸产物的鉴定，进而推断酵母菌细胞呼吸的方式。然而，许多教师和学生以及教辅资料上将该实验的结论定为“酒精是酵母菌进行无氧呼吸的产物”、“有氧呼吸比无氧呼吸产生的CO2多”等，这样的结论仅仅是表象，而没有真正触及实验的目的。实验的主要结论应该是“酵母菌的细胞呼吸方式是有氧呼吸和无氧呼吸两种，其无氧呼吸产生酒精和CO2”。这是由课题目的决定的，其他的一些结论只是次要的。

探究性实验和验证性实验的目的是不一样的，因此，它们预期的结果也是存在差异的。

例如，在“探究光合作用是否需要光”实验中，预期结果和结论：如果见光部分遇碘呈蓝色，而不见光部分不变蓝，则说明光合作用需要光；如果见光部分和不见光部分均遇碘呈蓝色，则说明光合作用不需要光。

总之，实验目的永远是解决实验问题的思想源泉和关键。实验的一切都是围绕实验目的这一核心而展开的，失去了对实验目的的研究，也就成为了“无源之水”、“ 无本之木”。因此，无论对实验材料的选择、单一变量的确定、对照实验的设置、实验研究方向和实验结论的得出，还是其他实验问题的解决，在实验目的的研究中都会有所获益。重视对实验目的的分析和把握必将对实验问题的解决起到事半功倍的效果，也必将有利于学生分析问题、解决问题能力的培养，有利于学生生物科学素养的提升。