摘 要：高中的生物課離不開實驗操作，觀察和實驗是學(xué)習(xí)生物課程的基礎(chǔ)。學(xué)生只有通過親自動手操作，才能學(xué)習(xí)和訓(xùn)練最基本的操作技能，學(xué)生通過觀察、動手和思考掌握的基礎(chǔ)生物知識才是最牢固的。所以在高中生物教學(xué)過程中，教師要重視學(xué)生實驗操作技能的培養(yǎng)，通過學(xué)生親自動手實驗，得到的結(jié)論對學(xué)生來說才是最可靠、最可信的，對實驗設(shè)計的三大基本內(nèi)容進(jìn)行了分析探究，希望得出科學(xué)性的生物實驗的設(shè)計探究，為今后生物教學(xué)打下理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：高中生物；課堂實驗；設(shè)計原則

一、實驗設(shè)計的原則

隨著新課程改革的發(fā)展，實驗的類型越來越接近自發(fā)探究性，提升生物科類探究過程中對理論知識的學(xué)習(xí)，實現(xiàn)高效課堂，加強(qiáng)探究學(xué)習(xí)科學(xué)的實驗方法和技能以及創(chuàng)新性思維方式和科學(xué)的精神。動手能力、實際操作永遠(yuǎn)是生物學(xué)科最薄弱的環(huán)節(jié)。加強(qiáng)眼見為虛實驗更加真實的理念，學(xué)習(xí)更多實驗中要用到的基礎(chǔ)原則。

1.對照性原則

在生物學(xué)習(xí)中，眼見為虛，實驗為實，更加強(qiáng)調(diào)實驗操作是此科目學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ)，也是考試中的重點考查途徑。在整個實驗過程中存在許多與實驗最終結(jié)果無關(guān)的因素，影響著最后的結(jié)果，因此導(dǎo)致同樣的步驟卻產(chǎn)生了不一樣的結(jié)果，得到錯誤的數(shù)據(jù)和結(jié)論。從近幾年的題目類型匯總分析來看，題目多側(cè)重于創(chuàng)新探究類，增強(qiáng)分析、自我探究已經(jīng)成為考試題的命題趨勢。所以設(shè)計實驗中少不了添加最常用的對照法，實際含義為除了主觀可控制因素以外，其他因素完全與對照實驗相同，這樣可以有效地平衡減少無關(guān)因素對結(jié)果的影響。在設(shè)計實驗時，把可能會產(chǎn)生影響的因素考慮全面，排除其他可能對實驗結(jié)果可能產(chǎn)生影響的因素，使實驗更加周密、完整。大部分實驗，特別是生理類的更加需要添加相應(yīng)的對照組。如在“唾液淀粉酶促進(jìn)淀粉水解”實驗設(shè)計里，添加與唾液等量的清水作為實驗的對照組，排除“淀粉本身就可以在水溶液中快速水解”存在的非本質(zhì)特征[1]。在實驗設(shè)計中添加空白對照（對于實驗的因素不做任何處理的對照組）、相互對照（不加設(shè)對照組，利用幾組實驗間的相互對照）、自身（實驗對象為同一個，對象不設(shè)置對照）、條件（對于實驗組改變某項條件，對照組改變與其不同的另一項條件是本身具有的，但不在實驗中研究的）等對照方式。

2.單一變量原則

單一變量原則指的是單因素變量的原則，其他要改變的元素不變，改變其中一特別研究的因素，全程觀察記錄總結(jié)它的改變對實驗產(chǎn)生的影響。如“探究酸堿度對酶活性的改變”時，只能改變實驗過程中的pH值，其他客觀、主觀因素盡可能保持不變，如酶、溫度、濃度等條件要完全相同。在實驗過程中，設(shè)置單一變量對照組和實驗組里也只有一項的因素不同，其他完全相同，還應(yīng)繼續(xù)考慮實驗報告中列出的其他可能影響實驗的額外因素。

3.平行重復(fù)原則

平行重復(fù)原則指的是控制要改變因素的改變幅度，在同樣的條件下不斷重復(fù)實驗，觀察實驗過程中因素改變對實驗結(jié)果的影響程度。任何實驗在保證質(zhì)量的前提下仍要重復(fù)，這是具有科學(xué)依據(jù)的操作標(biāo)志，能夠提升結(jié)果的準(zhǔn)確度。實驗中的對象雖然是隨機(jī)抽取的樣本，這個條件很大程度上消除非處理因素對實驗產(chǎn)生的誤差，但無法完全排除影響。面對這個問題，科學(xué)家尋找一定的解決辦法，其中平行重復(fù)原則就是為此提出的。在實驗時，有些情況出現(xiàn)是存在偶然性的，多做幾次對照實驗得出了一樣的結(jié)果便更具有說服力，使得結(jié)果數(shù)據(jù)更具科學(xué)性。讓這幾組實驗的裝置在相同環(huán)境下組裝等細(xì)節(jié)性的操作在相同環(huán)境中進(jìn)行，這就是平行重復(fù)原則的實際意義。

二、實驗設(shè)計的基本方法和步驟

為了達(dá)到實驗?zāi)康模覀円浞至私鈱嶒炘?，遵循實驗原則[2]，要制定一個嚴(yán)密的實驗方法和步驟，每一步實驗都要經(jīng)過推敲，每一步之間的銜接要嚴(yán)密、合理、準(zhǔn)確。探究性實驗一般可以分為以下幾個步驟：認(rèn)真閱讀實驗?zāi)康模私鈱嶒炈枰膶嶒炂鞑?，能夠分辨出是哪一種實驗類型，通過閱讀要了解是控制單一變量還是因變量并觀察是什么指標(biāo)，運用實驗的總思路，設(shè)置好合理的對照組，明確哪一變量是需要控制的，哪些變量是與實驗組相同的。分析出哪些變量是無關(guān)變量，是否可以通過多次實驗把結(jié)果出現(xiàn)的偶然性的錯誤抵消掉。精煉語言，防止廢話聊天給閱讀人帶來心情上的煩躁。通過閱讀實驗步驟能夠明確地了解實驗過程，正確做好實驗準(zhǔn)備，為后續(xù)工作做好正確的分析。從而可以形成一個科學(xué)的實驗步驟。

三、實驗的現(xiàn)象及結(jié)論

在實驗得出結(jié)果之前要注意實驗的預(yù)實驗，過程中的分析，預(yù)先通過計算得出實驗結(jié)論，比如：現(xiàn)知道有一種子的萌發(fā)會受到水分的多少、溫度的高低、氧氣的濃度的影響，但是不清楚光照是否對種子的萌發(fā)有影響，有光照，可能使種子萌發(fā)，無光照，可能種子也萌發(fā)。所以設(shè)置對照實驗，把水分、溫度和氧氣的濃度設(shè)定為完全相同，然后一個有光照一個無光照。每個小時記錄觀察種子的狀態(tài)最后得出結(jié)論[3]。最后結(jié)論為若光照組的種子萌發(fā)，則說明種子的萌發(fā)也會受到光照的影響，若無光照組的種子萌發(fā)，那么說明種子的萌發(fā)不會受到光照的影響。在實驗過程中要密切注意無關(guān)因素的消耗或改變，保證實驗的科學(xué)性。

生物課程當(dāng)中的一切結(jié)論均來自于實驗，因此，也只有實驗才能夠幫助學(xué)生對這些理論知識進(jìn)行更深入的理解和掌握，并且在未來的科學(xué)研究中，實驗室的操作技能也是學(xué)生所必須掌握的。高中實驗課要求學(xué)生對實驗的目的、原理以及步驟都要有所了解，并且要學(xué)會基本儀器的操作、實驗數(shù)據(jù)的處理、實驗結(jié)論的分析，最重要的是要學(xué)會對簡單實驗的自主設(shè)計。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱少芳.淺析生物分組實驗存在的問題與策略[J].現(xiàn)代閱讀（教育版），2013（10）.

[2]張志強(qiáng)，崔士友.高中生物實驗與多媒體的有效整合實踐[J].中國教育藝術(shù)裝備，2015（9）.

[3]趙昌木.教師在批判性教學(xué)反思中成長[J].教育理論與實踐，2004（9）.

注：本文系甘肅省白銀市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題研究成果，課題立項編號：BY[2018]G462號。

作者簡介：王佳蓉（1989—），女，甘肅省會寧縣，生物教學(xué)，甘肅省白銀市會寧縣第五中學(xué)。

編輯 李琴芳