通過分析對照實驗培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力

分析近七年高考理綜試題中生物實驗試題的類型，多數(shù)題的共同點都是滲透著對照實驗的原理，均為設(shè)計型題型，這類習(xí)題不僅考查學(xué)生掌握的基礎(chǔ)知識，更重要的是考查學(xué)生實驗設(shè)計的思想和方法及創(chuàng)新思維的能力。在高中生物教材中，有關(guān)酶的發(fā)現(xiàn)，酶的催化效率受溫度、酸堿度的影響；缺乏礦質(zhì)離子對植物生長的影響；光合作用、呼吸作用的影響因素；生長素的發(fā)現(xiàn)過程等許多知識都是通過對照實驗而得出結(jié)論的。這就要求教師在平時的實驗教學(xué)中，通過每一個對照實驗進行分析比較，揭示研究對象的實質(zhì)或原因，加強學(xué)生實驗操作技能、實驗過程中學(xué)生創(chuàng)新思維方法的培養(yǎng)，挖掘?qū)W生潛在的創(chuàng)新思維能力。在這些方面，我做了一些探討，收到了良好的教學(xué)效果。

分析對照實驗的原理，讓學(xué)生掌握對照實驗的思維方法

在演示或?qū)W生對照實驗中，實驗設(shè)計根據(jù)實驗?zāi)康模淼牟煌?，?yīng)把實驗分為實驗組和對照組，確定其中一組或（幾組）為對照組作為比較的標(biāo)準(zhǔn)，另一組或（幾組）為實驗組，因此實驗時把對照組與實驗組的結(jié)果進行比較，從而確定單一可變量對實驗的影響。在實驗過程中要形成對照實驗的思維方法，即分析比較法，必須先讓學(xué)生了解對照實驗的有關(guān)知識。

1.對照實驗中的可變量與不變量的設(shè)計。對照實驗的關(guān)鍵是根據(jù)實驗?zāi)康囊鬀Q定實驗中的可變量與不變量，若研究某一量的或某一因素的變化對實驗結(jié)果的影響，這種量就是可變量，在對照實驗中只允許有一個。其余的量在各對照小組中應(yīng)該保持不變，這些量就是不變量。要正確顯示可變量可能造成不同的實驗結(jié)果，對照組的其余條件必須相同，排除結(jié)果分析中的干擾因素，這樣，才能確?？勺兞颗c實驗現(xiàn)象或?qū)嶒灲Y(jié)果的因果關(guān)系，揭示出可變量的作用。例如，唾液淀粉酶的催化效率受PH值影響的驗證實驗，教學(xué)中我設(shè)計了如下的實驗：

在上述實驗中，漿糊的量、唾液的量、溫度、反應(yīng)的時間，碘液的量以及試管中液體的總量都是不變量，而可變量是各試管中緩沖液的PH值不同。

在對照實驗中，要判斷不同變量對實驗結(jié)果的影響，必須對可變量進行對照實驗的設(shè)置，為了使實驗效果明顯，在實驗設(shè)置的過程中，一定要引導(dǎo)學(xué)生分析清楚可變量與不變量，把握好整個實驗的程度，并提高實驗結(jié)論可信度。

2.對照實驗中定性與定量的分析。對照實驗中還需分析清實驗由可變量的質(zhì)還是量的變化引起，有的可變量是質(zhì)的變化，如檢驗缺乏礦質(zhì)元素N、P、Mg等對植物生長的影響，對照組利用的完全培養(yǎng)液（或土壤溶液），而實驗組應(yīng)該在完全培養(yǎng)液中除去N、P、Mg等礦質(zhì)元素。再如講基因型與表現(xiàn)型相互作用的關(guān)系時，設(shè)計三組對照實驗：玉米苗（aa)白化苗；玉米苗（AA）綠色；玉米苗（AA）白化苗。此實驗中，其實驗組與對照組的可變量是有光或黑暗處理，這些可變量都是質(zhì)的不同，這種對照實驗的分析方法是定性分析。有的可變量是量的變化，如在切去尖端的胚芽鞘頂端一側(cè)放置不同濃度的生長素溶液處理過的瓊脂切塊，研究瓊脂塊中生長素的含量與胚芽鞘生長彎曲程度的關(guān)系，其可變量是不同瓊脂塊中不同濃度的生長素的含量是量的變化，這種對照實驗的分析方法是定量分析。定量分析能揭示出可變量與實驗結(jié)果的函數(shù)關(guān)系。而定性分析是定量分析的基礎(chǔ)，只有在定性分析的基礎(chǔ)上才能定量分析。通過上述方法的比較，能培養(yǎng)學(xué)生嚴密的思維能力。

3.對照實驗驗證性與探索性的分析。驗證性對照實驗是按規(guī)定的實驗原理和規(guī)定好的設(shè)計程序進行操作的，達到對某些原理的驗證，此類實驗對學(xué)生鞏固知識、掌握基本的實驗技能有一定作用，但對學(xué)生創(chuàng)新思維的啟迪不大。如酶的催化作用受溫度、PH值影響等實驗均屬此類。而探索性對照實驗是指通過學(xué)生自己設(shè)計對照實驗達到某些原理或自己發(fā)現(xiàn)某些生物學(xué)現(xiàn)象的驗證，增加探索研究因素。

引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計對照實驗，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力

如何根據(jù)生物學(xué)科的特點，結(jié)合教材中對照實驗的相關(guān)內(nèi)容，有意識的激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力呢？在近幾年的生物教學(xué)中，我放手讓學(xué)生自己設(shè)計和操作了一些對照實驗，能夠充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。其具體的指導(dǎo)方法是，首先教師提出問題，注意問題的性質(zhì)和特征，考慮可供選擇的不同措施。其次，讓學(xué)生經(jīng)過思考，選擇出對教師提出問題最為切合實際的設(shè)計方案，然后由學(xué)生自己動手做實驗驗證。如為了證實適當(dāng)濃度生長素溶液能促進扦插枝條的生根這一事實，可用葡萄的枝條進行分組對照實驗，由于學(xué)生手中沒有生長素溶液，考慮選擇的葡萄枝條一組必須代芽，一組不代芽（芽能合成生長素），然后兩組用同一培養(yǎng)液（土壤溶液）培養(yǎng)，觀察兩組枝條的生根數(shù)目以及枝條的成活率。我們在教學(xué)中，根據(jù)學(xué)生的已有知識水平選擇一些切實可行的對照實驗課題，讓學(xué)生思考，獨立設(shè)計實驗方案，盡可能地創(chuàng)造條件讓學(xué)生根據(jù)自己的設(shè)計方案進行實驗操作。這種從探究實驗?zāi)康牡綄嶒灢牧系倪x擇，再到具體實驗條件的控制，實驗方法的運用以及實驗結(jié)果的預(yù)測和分析是學(xué)生主動探索學(xué)習(xí)的過程，通過此過程，既培養(yǎng)學(xué)生的操作能力，實驗分析能力，實驗設(shè)計的能力；又能激勵學(xué)生大膽創(chuàng)新，使學(xué)生逐步養(yǎng)成創(chuàng)新思維的習(xí)慣，從而培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新思維能力。