生物探究实验中的几个应注意问题

王琴

【摘 要】生物学从本质上说是一门实验科学，生物规律的发现和生物理论的建立都必须以严格的生物实验为基础，并受到实验的检验。在生物教学中，尤其是在探究性实验教学中，教师注意不断激励学生通过观察、比较、实验、归纳、类比等手段掌握探究性实验的基本原则、设计实验和常见的几种关系。

【关键词】生物；实验；探究

在倡导探究性学习的新课程理念之下，如何在教学中实施探究性教学，是教学面临的新课题。在初中生物工程新课程教学实施中，实验探究是进行科学探究活动的重要途径。其目的是培养学生的基本技能和提高学生的科学素养。生物探究实验能增加学生动手机会，让学生参与设计、亲自动手，使学生在动手的过程中更加深刻地理解和巩固所学知识，通过探究活动来理解抽象的知识，使学习变得生动有趣。学生在提出问题和解决问题的过程中学习科学研究方法、获取丰富的体验和科学文化知识。本文针对初中生物新课程的特点对探究实验的设计原则、精心设计，严谨实验等方面进行适当的探讨。

一、掌握探究性实验的基本原则

1.控制变量原则

变量也称为因素或因子，是研究者所操纵、控制的，在性质上和数量上可以变化的条件或特征。科学实验往往受到多方面的变量及其相互关系的影响和制约。变量一般分为自变量、因变量、无关变量三类。实验时由于无关变量、自变量都会对实验结果造成影响，所以设计实验时要控制无关变量且一次只改变一个自变量，这样才能保证实验结果的真实性和可靠性。

2.实验对照原则

设计对比实验的目的是为了消除无关变量对实验的影响。对比实验分为两个组，一个实验组一个对照组。实验组是施加实验变量处理的被试组，对照组是不施加实验变量处理的控制组，两者无关变量的影响是相等的，两组之间的差别被认为是来自实验变量的效果。对比实验能增强实验的信度。

3.可重复性原则

科学讲究可重复性原则，可重复性是判别真伪科学的操作方式，真正的科学应该是可重复的。因此科学探究实验的设计也应该遵守可重复性原则。可重复性是指实验结果能在相同条件下为多个实验者所重复。不能重复的实验是不能推广的，也就失去了实验的价值，可重复性是实验科学性的标志。

二、精心设计，严谨实验

组织实验探究是探究教学的中心环节，学生在教师的启发引导下，运用已有的知识，通过独立的探究和相互交流，获得新的知识和技能，并学会探究知识的方法。这一环节包括以下几步：

（1）做出假设。让学生利用自己已有的知识对问题的最终答案提出可能的设想，即做出假设，预测可能的结果。

（2）制定实验方案。让学生利用提供的器材仪器，设计一个具有可操作性的实验方案。

（3）检验假设。让学生依据自己的实验设计，进行观察、实验以获得事实和证据，具体包括实验的操作、实验的记录、资料数据的处理、结果的分析等步骤。

以上几个环节虽然各有不同的结构和功能，但他们是紧密相连，环环相扣的。在这里学生就是一个小小的科学家，教师要以组织者、引导者的身份，充分发挥学生学习的主动性，让学生自己动手、动口、动脑去分析和解题。所以，生物探究实验的设计——制定实验计划是探究实验成败的关键，具有较强的综合性、创造性和灵活性等特点；同时，还要受学校实验条件的限制。要设计出既能达到探究目的，又能进行实验操作的计划难度较大，需要教师细心的指导，在此过程中，教师首先要引导学生自主解读教材，使学生明确探究任务，把握探究问题的关键点，接着教师还要进行必要的教学内容分析和学校实验条件的说明。最后才能确定实验的材料用具、实验装置和方法步骤。有了科学的探究计划并不能保证实验一定就能取得成功，还需要教师进行必要的探究方法的指导和提示，才能保证学生严谨地按探究计划进行实验操作，教师如果忽视探究方法的引导，探究的成效将大大降低。

三、探究实验中的几种常见关系

1.提问与假设的关系

问题的提出可从题目中的“目的”句入手，初中生物实验设计题中的“目的”句为一般是“为探究……对……”或“为证明…对…”，很容易确定。只要找到了“目的”名，问题的提出就很好解决。如题目：“小明等几个同学为探究‘光对鼠妇生活的影响设计了以下步骤…”。在制定实验方案时直接将题目中的“目的”句––为探究“光对鼠妇生活的影响”找到，再根据提问的句式为一般疑问句，有疑问词和问号等特征，将“目的”句进行适当的修改，即可得到：提出问题——“光对鼠妇生活有影响吗？”或“光会影响鼠妇的生活吗？”如题目—“为探究‘果皮对果实内部是否有保护作用，某同学设计了以下实验…”。同样的方法得到：提出问题——“果皮对果实内部有保护作用吗？”

假设是对于自然界或生物实验中观察到的现象，依据一定的经验材料或科学原理，提出的一种推测或猜想的过程。每一个目的（课题）的确定，都是一个假设形成的过程。假设以客观存在的现象为出发点，带有猜测，但有一定依据和推理。案例：探究光对鼠妇生活的影响。作出假设：鼠妇适于生活在阴暗的环境中，光会影响鼠妇的生活。作出假设的依据是：在花盆、石块等阴暗的地方常常看到鼠妇，而在明亮、干燥的地方看不到鼠妇。当把花盆、石块搬开后，鼠妇很快就爬走了。——依据一定的生活经验。至于假设成不成立则需要通过具体的实验来验证，所以假设既可以是肯定的也可以是否定。与提问相比假设是陈述句。一般情况下将提问中疑问词和问号去掉就可以变成假设。如：“光对鼠妇生活有影响吗？”变成假设—“光对鼠妇生活有（或没有）影响”即可。

2.预测结果与真实结果的关系

预测结果是根据实验条件推测得来，是一种假设的情况，因而预测结果有多种可能。真实结果则是按实验步骤操作得出的结果，具有唯一性，如探究“光对种子萌发的影响”的预测结果有三个，而真实结果可能是预测结果中的一个。如题目“种子的萌发”需要一定的外界条件，下面是某兴趣小组为探究“光对种子萌发影响”设计了如下的实验。实验材料：若干饱满且经过休眠的活种子以及必须实验用具。实验步骤：取两只大小相同的玻璃瓶，标为甲、乙；在两瓶中放入等量的水和等量的种子；将甲瓶遮光，乙瓶不遮光，将两玻璃瓶同时放在相同且适宜的条件下培养一段时间，观察并记录。请补充完整预测的实验结果。

[预测结果一] 甲瓶中的种子萌发，乙瓶中种子未萌发。

[预测结果二] 甲瓶中的种子未萌发，乙瓶中种子萌发。

[预测结果三] 甲乙两瓶中种子均萌发。

3.结果与结论的关系

实验结果是通过具体的实验操作得出的实验现象，面实验结论则需要结合实验假设、条件和实验结果进行总结并提升为一种理论。如“光对种子萌发的影响”的实验结果是两个瓶中的种子都萌发，结论则是光对种子萌发没有影响或影响不大。如“光对鼠妇生活的影响”的实验结果是纸盒饭中遮光部分鼠妇的数量较多，不遮光部分鼠妇的数量较少或没有。结论则是光会影响到鼠妇的生活或是鼠妇喜欢生活在阴暗的地方。

探究实验课教学是初中生物教学的重要组成部分，上好实验探究课，有利于提高学生对生物学科学习的兴趣，获取生物学知识和探究技能，培养学生分析、解决实际问题的能力和严肃认真的科学态度是每一个生物教师应尽的职责，生物教师应千方百计创造条件让学生进行实验探究并给予适当的正确指导，才能真正将实验探究教学落到实处，提高教学质量。endprint