王琴

【摘 要】生物學(xué)從本質(zhì)上說是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，生物規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和生物理論的建立都必須以嚴(yán)格的生物實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，并受到實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。在生物教學(xué)中，尤其是在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師注意不斷激勵(lì)學(xué)生通過觀察、比較、實(shí)驗(yàn)、歸納、類比等手段掌握探究性實(shí)驗(yàn)的基本原則、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和常見的幾種關(guān)系。

【關(guān)鍵詞】生物；實(shí)驗(yàn)；探究

在倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)的新課程理念之下，如何在教學(xué)中實(shí)施探究性教學(xué)，是教學(xué)面臨的新課題。在初中生物工程新課程教學(xué)實(shí)施中，實(shí)驗(yàn)探究是進(jìn)行科學(xué)探究活動(dòng)的重要途徑。其目的是培養(yǎng)學(xué)生的基本技能和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。生物探究實(shí)驗(yàn)?zāi)茉黾訉W(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)，讓學(xué)生參與設(shè)計(jì)、親自動(dòng)手，使學(xué)生在動(dòng)手的過程中更加深刻地理解和鞏固所學(xué)知識(shí)，通過探究活動(dòng)來理解抽象的知識(shí)，使學(xué)習(xí)變得生動(dòng)有趣。學(xué)生在提出問題和解決問題的過程中學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法、獲取豐富的體驗(yàn)和科學(xué)文化知識(shí)。本文針對初中生物新課程的特點(diǎn)對探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原則、精心設(shè)計(jì)，嚴(yán)謹(jǐn)實(shí)驗(yàn)等方面進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶接憽?/p>

一、掌握探究性實(shí)驗(yàn)的基本原則

1.控制變量原則

變量也稱為因素或因子，是研究者所操縱、控制的，在性質(zhì)上和數(shù)量上可以變化的條件或特征?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)往往受到多方面的變量及其相互關(guān)系的影響和制約。變量一般分為自變量、因變量、無關(guān)變量三類。實(shí)驗(yàn)時(shí)由于無關(guān)變量、自變量都會(huì)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，所以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要控制無關(guān)變量且一次只改變一個(gè)自變量，這樣才能保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性和可靠性。

2.實(shí)驗(yàn)對照原則

設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)的目的是為了消除無關(guān)變量對實(shí)驗(yàn)的影響。對比實(shí)驗(yàn)分為兩個(gè)組，一個(gè)實(shí)驗(yàn)組一個(gè)對照組。實(shí)驗(yàn)組是施加實(shí)驗(yàn)變量處理的被試組，對照組是不施加實(shí)驗(yàn)變量處理的控制組，兩者無關(guān)變量的影響是相等的，兩組之間的差別被認(rèn)為是來自實(shí)驗(yàn)變量的效果。對比實(shí)驗(yàn)?zāi)茉鰪?qiáng)實(shí)驗(yàn)的信度。

3.可重復(fù)性原則

科學(xué)講究可重復(fù)性原則，可重復(fù)性是判別真?zhèn)慰茖W(xué)的操作方式，真正的科學(xué)應(yīng)該是可重復(fù)的。因此科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)也應(yīng)該遵守可重復(fù)性原則。可重復(fù)性是指實(shí)驗(yàn)結(jié)果能在相同條件下為多個(gè)實(shí)驗(yàn)者所重復(fù)。不能重復(fù)的實(shí)驗(yàn)是不能推廣的，也就失去了實(shí)驗(yàn)的價(jià)值，可重復(fù)性是實(shí)驗(yàn)科學(xué)性的標(biāo)志。

二、精心設(shè)計(jì)，嚴(yán)謹(jǐn)實(shí)驗(yàn)

組織實(shí)驗(yàn)探究是探究教學(xué)的中心環(huán)節(jié)，學(xué)生在教師的啟發(fā)引導(dǎo)下，運(yùn)用已有的知識(shí)，通過獨(dú)立的探究和相互交流，獲得新的知識(shí)和技能，并學(xué)會(huì)探究知識(shí)的方法。這一環(huán)節(jié)包括以下幾步：

（1）做出假設(shè)。讓學(xué)生利用自己已有的知識(shí)對問題的最終答案提出可能的設(shè)想，即做出假設(shè)，預(yù)測可能的結(jié)果。

（2）制定實(shí)驗(yàn)方案。讓學(xué)生利用提供的器材儀器，設(shè)計(jì)一個(gè)具有可操作性的實(shí)驗(yàn)方案。

（3）檢驗(yàn)假設(shè)。讓學(xué)生依據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，進(jìn)行觀察、實(shí)驗(yàn)以獲得事實(shí)和證據(jù)，具體包括實(shí)驗(yàn)的操作、實(shí)驗(yàn)的記錄、資料數(shù)據(jù)的處理、結(jié)果的分析等步驟。

以上幾個(gè)環(huán)節(jié)雖然各有不同的結(jié)構(gòu)和功能，但他們是緊密相連，環(huán)環(huán)相扣的。在這里學(xué)生就是一個(gè)小小的科學(xué)家，教師要以組織者、引導(dǎo)者的身份，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，讓學(xué)生自己動(dòng)手、動(dòng)口、動(dòng)腦去分析和解題。所以，生物探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)——制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃是探究實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵，具有較強(qiáng)的綜合性、創(chuàng)造性和靈活性等特點(diǎn)；同時(shí)，還要受學(xué)校實(shí)驗(yàn)條件的限制。要設(shè)計(jì)出既能達(dá)到探究目的，又能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的計(jì)劃難度較大，需要教師細(xì)心的指導(dǎo)，在此過程中，教師首先要引導(dǎo)學(xué)生自主解讀教材，使學(xué)生明確探究任務(wù)，把握探究問題的關(guān)鍵點(diǎn)，接著教師還要進(jìn)行必要的教學(xué)內(nèi)容分析和學(xué)校實(shí)驗(yàn)條件的說明。最后才能確定實(shí)驗(yàn)的材料用具、實(shí)驗(yàn)裝置和方法步驟。有了科學(xué)的探究計(jì)劃并不能保證實(shí)驗(yàn)一定就能取得成功，還需要教師進(jìn)行必要的探究方法的指導(dǎo)和提示，才能保證學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)匕刺骄坑?jì)劃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，教師如果忽視探究方法的引導(dǎo)，探究的成效將大大降低。

三、探究實(shí)驗(yàn)中的幾種常見關(guān)系

1.提問與假設(shè)的關(guān)系

問題的提出可從題目中的“目的”句入手，初中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題中的“目的”句為一般是“為探究……對……”或“為證明…對…”，很容易確定。只要找到了“目的”名，問題的提出就很好解決。如題目：“小明等幾個(gè)同學(xué)為探究‘光對鼠婦生活的影響設(shè)計(jì)了以下步驟…”。在制定實(shí)驗(yàn)方案時(shí)直接將題目中的“目的”句––為探究“光對鼠婦生活的影響”找到，再根據(jù)提問的句式為一般疑問句，有疑問詞和問號(hào)等特征，將“目的”句進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?，即可得到：提出問題——“光對鼠婦生活有影響嗎？”或“光會(huì)影響鼠婦的生活嗎？”如題目—“為探究‘果皮對果實(shí)內(nèi)部是否有保護(hù)作用，某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)…”。同樣的方法得到：提出問題——“果皮對果實(shí)內(nèi)部有保護(hù)作用嗎？”

假設(shè)是對于自然界或生物實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象，依據(jù)一定的經(jīng)驗(yàn)材料或科學(xué)原理，提出的一種推測或猜想的過程。每一個(gè)目的（課題）的確定，都是一個(gè)假設(shè)形成的過程。假設(shè)以客觀存在的現(xiàn)象為出發(fā)點(diǎn)，帶有猜測，但有一定依據(jù)和推理。案例：探究光對鼠婦生活的影響。作出假設(shè)：鼠婦適于生活在陰暗的環(huán)境中，光會(huì)影響鼠婦的生活。作出假設(shè)的依據(jù)是：在花盆、石塊等陰暗的地方常常看到鼠婦，而在明亮、干燥的地方看不到鼠婦。當(dāng)把花盆、石塊搬開后，鼠婦很快就爬走了?！罁?jù)一定的生活經(jīng)驗(yàn)。至于假設(shè)成不成立則需要通過具體的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，所以假設(shè)既可以是肯定的也可以是否定。與提問相比假設(shè)是陳述句。一般情況下將提問中疑問詞和問號(hào)去掉就可以變成假設(shè)。如：“光對鼠婦生活有影響嗎？”變成假設(shè)—“光對鼠婦生活有（或沒有）影響”即可。

2.預(yù)測結(jié)果與真實(shí)結(jié)果的關(guān)系

預(yù)測結(jié)果是根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件推測得來，是一種假設(shè)的情況，因而預(yù)測結(jié)果有多種可能。真實(shí)結(jié)果則是按實(shí)驗(yàn)步驟操作得出的結(jié)果，具有唯一性，如探究“光對種子萌發(fā)的影響”的預(yù)測結(jié)果有三個(gè)，而真實(shí)結(jié)果可能是預(yù)測結(jié)果中的一個(gè)。如題目“種子的萌發(fā)”需要一定的外界條件，下面是某興趣小組為探究“光對種子萌發(fā)影響”設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)材料：若干飽滿且經(jīng)過休眠的活種子以及必須實(shí)驗(yàn)用具。實(shí)驗(yàn)步驟：取兩只大小相同的玻璃瓶，標(biāo)為甲、乙；在兩瓶中放入等量的水和等量的種子；將甲瓶遮光，乙瓶不遮光，將兩玻璃瓶同時(shí)放在相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時(shí)間，觀察并記錄。請補(bǔ)充完整預(yù)測的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

[預(yù)測結(jié)果一] 甲瓶中的種子萌發(fā)，乙瓶中種子未萌發(fā)。

[預(yù)測結(jié)果二] 甲瓶中的種子未萌發(fā)，乙瓶中種子萌發(fā)。

[預(yù)測結(jié)果三] 甲乙兩瓶中種子均萌發(fā)。

3.結(jié)果與結(jié)論的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)結(jié)果是通過具體的實(shí)驗(yàn)操作得出的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，面實(shí)驗(yàn)結(jié)論則需要結(jié)合實(shí)驗(yàn)假設(shè)、條件和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)并提升為一種理論。如“光對種子萌發(fā)的影響”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是兩個(gè)瓶中的種子都萌發(fā)，結(jié)論則是光對種子萌發(fā)沒有影響或影響不大。如“光對鼠婦生活的影響”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是紙盒飯中遮光部分鼠婦的數(shù)量較多，不遮光部分鼠婦的數(shù)量較少或沒有。結(jié)論則是光會(huì)影響到鼠婦的生活或是鼠婦喜歡生活在陰暗的地方。

探究實(shí)驗(yàn)課教學(xué)是初中生物教學(xué)的重要組成部分，上好實(shí)驗(yàn)探究課，有利于提高學(xué)生對生物學(xué)科學(xué)習(xí)的興趣，獲取生物學(xué)知識(shí)和探究技能，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決實(shí)際問題的能力和嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度是每一個(gè)生物教師應(yīng)盡的職責(zé)，生物教師應(yīng)千方百計(jì)創(chuàng)造條件讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究并給予適當(dāng)?shù)恼_指導(dǎo)，才能真正將實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)落到實(shí)處，提高教學(xué)質(zhì)量。endprint