淺析高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則和改進(jìn)方法

摘 要：高中生物是一門(mén)實(shí)驗(yàn)為主的自然科學(xué)學(xué)科，而通過(guò)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加深學(xué)生對(duì)于書(shū)本理論知識(shí)的理解，同時(shí)促使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)的方法和技巧，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手實(shí)踐能力。隨著新課程改革的深入開(kāi)展，高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量有了很大提高，但是在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中還是存在一些問(wèn)題。筆者在本文中，闡述了高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則，探究了生物實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)方法，促使高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量得到提高。

關(guān)鍵詞：高中生物 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 原則 改進(jìn)方法

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.93 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2014）03（c）-0088-01

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是指在正式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，在原則和目標(biāo)的指導(dǎo)下，運(yùn)用已經(jīng)掌握的科學(xué)知識(shí)，制定實(shí)驗(yàn)方案。高中生物是一門(mén)實(shí)驗(yàn)為主的自然科學(xué)學(xué)科，因此，教師要給予實(shí)驗(yàn)教學(xué)足夠的重視。實(shí)踐證明，高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要遵循一定的原則，才能夠確保實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，提高高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

1 高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則

1.1 科學(xué)性原則

生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，是指要明確生物實(shí)驗(yàn)的目的，使用正確的實(shí)驗(yàn)原理，選用科學(xué)的實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)方法，確保定制的實(shí)驗(yàn)方案與生物學(xué)科的基本原則和原理相符合，千萬(wàn)不能夠偏離實(shí)驗(yàn)的原理和相關(guān)的生物知識(shí)。

1.2 可行性原則

生物實(shí)驗(yàn)的可行性，就是指設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案具有可操作性。

1.3 對(duì)照性原則

比較是確定事物之間異同和關(guān)系的過(guò)程，它是思維過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是能否提取和概

括本質(zhì)特征，舍棄非本質(zhì)特征的重要前提。實(shí)驗(yàn)中的無(wú)關(guān)變量非常多，因此在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要嚴(yán)格控制，平衡和小吃無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。實(shí)踐證明，設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)是消除無(wú)關(guān)變量影響最為有效的方法。高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，對(duì)照可分為空白對(duì)照、自身對(duì)照、條件對(duì)照、相互對(duì)照等。

1.4 機(jī)性原則

隨機(jī)是指分配于實(shí)驗(yàn)各組對(duì)象（樣本）是由實(shí)驗(yàn)對(duì)象的總體中任意抽取的，即在將實(shí)驗(yàn)對(duì)象分配致各實(shí)驗(yàn)組或?qū)φ战M時(shí)，它們的機(jī)會(huì)是均等的。如果在同一實(shí)驗(yàn)中存在數(shù)個(gè)處理因素（如先后觀察數(shù)種藥物的作用），則各處理因素施加順序的機(jī)會(huì)也是均等的。通過(guò)隨機(jī)化，一是盡量使抽取的樣本能夠代表總體，減少抽樣誤差；二是使各組樣本的條件盡量一致，消除或減少組間人為的誤差，從而使處理因素產(chǎn)生的效應(yīng)更加客觀，便于得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

1.5 可重復(fù)性原則

重復(fù)是保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠性的重要措施。由于受到各種因素的影響，任何實(shí)驗(yàn)都會(huì)存在誤差，所以需要多次重復(fù)的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，才能夠得到可靠的結(jié)果。重復(fù)的作用可以從兩個(gè)方面來(lái)看：一是降低試驗(yàn)誤差，擴(kuò)大試驗(yàn)的代表性；二是估計(jì)試驗(yàn)誤差的大小，判斷試驗(yàn)可靠程度。因此，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，必須要注意實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性。

1.6 單一變量原則

實(shí)驗(yàn)中的變量可以分為：實(shí)驗(yàn)變量和反應(yīng)變量?jī)煞N。實(shí)驗(yàn)變量是實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中的自變量；反應(yīng)變量是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的因變量，這就要確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)變量與反應(yīng)變量是相對(duì)應(yīng)的。另外，還要確保單一變量的操作規(guī)范性，盡量的避免無(wú)關(guān)因素的影響，也就是說(shuō)控制無(wú)關(guān)變量不變，單單改變實(shí)驗(yàn)變量。

1.7 嚴(yán)整性原則

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)整性，是指實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_、實(shí)驗(yàn)原理科學(xué)、實(shí)驗(yàn)操作嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范、實(shí)驗(yàn)步驟簡(jiǎn)潔明了、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯、實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確、實(shí)驗(yàn)推斷科學(xué)合理。

2 高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的改進(jìn)方法

生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是一種探究性的教學(xué)活動(dòng)，探究往往是由問(wèn)題開(kāi)始的，因此作為一線的教師，要認(rèn)識(shí)到發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的重要性。在日常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師要將生物實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容轉(zhuǎn)化成為問(wèn)題，巧設(shè)問(wèn)題，能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生內(nèi)心的求知欲望，使學(xué)生積極主動(dòng)地通過(guò)自身的努力找到解決問(wèn)題的方案。另外，教師構(gòu)建和諧的學(xué)習(xí)氛圍，消除學(xué)生的恐懼心理，使學(xué)生大膽的提出自己的疑惑。學(xué)生提出疑惑時(shí)，教師不要急于苛責(zé)學(xué)生，而是給予學(xué)生正確的引導(dǎo)，使學(xué)生心中的疑惑得到解決。教師還要及時(shí)地整合學(xué)生提出的問(wèn)題信息，采用科學(xué)合理的方式方法解決問(wèn)題，促使學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力得到提高，同時(shí)激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。例如，在《影響酶活性的條件》這一實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生往往會(huì)出提出很多問(wèn)題：用什么試劑能夠了解溫度對(duì)于酶活性的影響？溫度高低對(duì)酶活性的影響有區(qū)別嗎？多高的溫度才能夠使酶失去活性呢？酶活性達(dá)到最高需要的溫度是多少，等等。從上述問(wèn)題，可以看出學(xué)生在探究溫度對(duì)酶活性的影響是，并沒(méi)有受到教材只是的局限性，且提出的問(wèn)題都具有探究的價(jià)值。這樣的過(guò)程，不僅能夠加深學(xué)生對(duì)于書(shū)本知識(shí)的理解，還能夠使學(xué)生體會(huì)到探究生物知識(shí)的樂(lè)趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的積極性。因此，作為當(dāng)代的高中生物教師，要樹(shù)立新的教學(xué)理念，將課堂交還給學(xué)生，消除學(xué)生的恐懼心理，構(gòu)建平等和諧的師生關(guān)系，使學(xué)生大膽的提出問(wèn)題，從而提高高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

新課改背景下，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，而不是將代替學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，因此，教師要注重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，使學(xué)生能夠以解決問(wèn)題的科學(xué)思維完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。首先，明確實(shí)驗(yàn)的目的，指明實(shí)驗(yàn)需要解決的問(wèn)題。高中階段學(xué)生的分析能力還是非常有限的，往往不能夠準(zhǔn)確抓住實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)，因此在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師要采用科學(xué)合理的方式，使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的目的。例如，教師要將實(shí)驗(yàn)變量與反應(yīng)變量之間的關(guān)系講解清楚，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到對(duì)照實(shí)驗(yàn)的重要性，促使學(xué)生掌握正確觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)變量的方法。其次，找到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，指出解決問(wèn)題的方法。生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不僅需要掌握教材的理論知識(shí)，還需要學(xué)生具備創(chuàng)新思維，能夠從問(wèn)題出發(fā)，找到解決問(wèn)題的方法。在日常的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要充分發(fā)揮自身的引導(dǎo)和指導(dǎo)作用，注重訓(xùn)練學(xué)生的思維，促使學(xué)生得到全面的發(fā)展，慢慢掌握生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的相關(guān)能力。

3 結(jié)語(yǔ)

高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不能盲目的進(jìn)行，而是要遵循相關(guān)的原則，確保實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)和理性，因此，在日常的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要樹(shù)立新的教學(xué)理念，創(chuàng)新和完善教學(xué)模式，充分發(fā)揮自身的引導(dǎo)作用，鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，使學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力得到提高。

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