科学探究思想在生物实验中的渗透及解题策略

李江肃

科学探究思想是追求知识的确凿性、用实验证据来证明或解决自然领域问题的一种思维方式。与其他形式的思维相比，科学思维具有广阔性、深刻性、独立性和敏捷性等特点，因此在各种考试中都可不同程度地体现了对学生的科学探究能力的考查。科学探究是一个过程，有一定的活动程序或阶段。一般来说该过程包括提出问题、作出假设、设计实验方案、实施实验、分析实验结果（若支持假设则建立某一理论，若否定假设则改进实验设计再实验或重新假设），即从发现问题到解决问题。

虽然新课程倡导探究性学习理念，但试题中要求学生独立完成全程性探究实验的各个方面可能性不大，而要求学生对探究过程中的个别方面，也就是对某个局部进行科学的补充或评价可能性较大。根据其在实验题中的考查形式不同可分为补充完善类实验和实验评价与修订两大类，针对不同的考题特点就要求有相应的解题策略加以应对。

1.补充完善类实验

1.1 试题特点 该类实验题一般给出了具体的实验材料及条件，要求对已有的实验设计进行补充和完善。常进行补充完善的内容有实验原理、实验思路、实验步骤、结果预期及结论等。此类试题的突破应充分挖掘题干已有信息和相关的生物学知识的内在联系，并要抓住科学探究各环节之间的内在联系，对现有实验的方案进行完善和补充，结合例1讲解如下。

例1：现有一种植物的种子，已经知道它的萌发受水分、温度和氧气的影响，但不了解其萌发与光是否有关，探究光的有无对该种子萌发的影响，请你依据所给材料和用品设计出实验的方法步骤，预测可能的实验结果，并分别得出相应的结论。

材料和用品：数量充足的铺有滤纸的培养皿、无菌水、表面消毒过的种子若干、光源等。

1.2 解题策略 此类试题所考实验的目的、原理、步骤、结果预测及结论等每一环节的补充完善都有一定的技巧，掌握解题技巧可起到事半功倍的效果。

1.2.1 实验目的

实验目的的解答比较简单，一般情况下在题目中验证或探究的内容转述下即可。

1.2.2 实验原理

实验原理是指实验操作的依据和实验结果的原因。因此完整的实验原理一般按照三方面写：一写实验组如何操作;二写出现什么结果;三写操作与结果对应的理论依据。

1.2.3 实验假设

实验假设内容的作出是由问题决定的，并与自己的基本预测有很大的关系。假设在实验之前没有正确和错误之分，只有可检验和不可检验之分，因此要求作出的假设是可以检验的。作出假设的基本句式是“如果……，那么……。”“如果”的内容是基本预测，“那么”的内容是可观察或计量的定义。

1.2.4 实验材料和用具

如果材料是给定的，要考虑每一种材料和用具的作用，要根据实验材料和用具的作用，要根据实验材料和用具来推断实验步骤。如果材料是自选的，也可以先确定实验方法，根据实验具体操作步骤来推断实验材料和用具。注意选材原则：① 方便易得;② 材料量合适;③ 材料或实验对象要尽可能无差别。

1.2.5 实验思路

实验设计思路主要指如何操纵自变量、如何控制无关变量、如何检测因变量。

1.2.6 实验步骤

这是实验设计中的难点，也是高频考点，常规实验步骤主要有这几个步组成：取材分组、实验组与对照组的处理、观测与记录。

1）取材分组编号

在取材方面其实是有规律或技巧可循的。例如定性实验只需要观察现象可以少取，定量实验要求平均值可以多取;选择实验对象时，若是选取动物，则选取年龄、性别相同，健康的同种动物;若是选取植物，则选取长势相同、大小相似的同种植物。还有，植物实验时可以多取，动物实验可以少取;实验动物个体较大如狗可以少取，个体小的动物如蝌蚪可以多取;若需做切除手术的一般不选幼小动物。例如：探究“生长激素对动物生长的影响”实验，一组需切除垂体作为实验组，一组不切除垂体作为对照组，不能用蝌蚪或小鼠，原因是小动物易死亡，应用体型较大的狗。

取材之后就对要实验选材进行分组。凡实验对象或器材涉及到三组或三组以上，所选实验对象或器材要随机分组，并用1、2、3……或A、B、C……或甲、乙、丙……等加以编號便于区分，一般不要连续描述。

2）实验组与对照组的处理

在实验设计中，无论是探究类还是验证类的实验，对照组是不需要变量进行就可知道结果的，实验组是需要进行一组或多组变量处理才能知道结果的。对实验组和对照组进行处理的区别就主要是否加入变量因素，在对两者的具体的描述上就体现了语言表达的准确性。例如，加试剂时，对照组描述为加入“一定量”的对照试剂;实验组加入“等量且适量”的试剂。

3）观察现象并记录

实验组和对照组处理后要对实验现象进行描述，一般情况下，实验现象我们可以直接观察，但有一些实验现象肉眼观察不到，可考虑加入指示剂，借助颜色变化或仪器辅助观察。实验现象的描述的要有一定的观察指标，若观察指标可以量化，则需要对该观察指标量化描述。例如：验证“甲状腺激素能促进动物新陈代谢”实验，甲状腺激素激素促进物质氧化分解的化学反应无法观察，但可以以大鼠的“耗氧量”和“活动量”为观察指标。

备考建议：实验是高考必考题型，借助于实验可以考查多个考点，更能体现出考纲对学生的科学探究能力的考查。因此在高考备考中，除了掌握实验的解题技巧外，还应注意以下几点：

（1）重视科学研究中常用的一些科学方法。假说-演绎、建立模型与类比推理等都是科学研究中常用的方法。例如在探究性实验设计中结果和结论的预测分析时要经常用到“假说-演绎”法，先进行逆向思维分析然后再进行正向组织答案进行描述。“假说-演绎”有利于学生的逆向思维能力和培养和提高，故在平时思考问题和解题时多用“假说-演绎”法。

（2）重视教材实验材料和试剂的选取和使用。正确的选用实验材料和试剂才能得到预期的实验现象和结果。因此在复习过程中，要通过归纳、分类比较等手段记住各常用实验材料的名称、取材部位和时间、试剂的种类和使用方法。

（3）重视分析实验程序。在实验专题复习过程中，学会分析实验中各步骤的作用、设置意义及内在联系，通过分析有助于从中学习解决问题和研究问题的方法。