高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則及改進(jìn)方法探討

劉淑麗

摘要：生物是學(xué)生在高中階段學(xué)習(xí)的一門(mén)重要學(xué)科，而高中生物是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為主的自然學(xué)科，在教學(xué)中為了能夠加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)知和理解，就要引導(dǎo)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)的技巧和方法，對(duì)此在本文中筆者將對(duì)高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則進(jìn)行分析，并提出以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)改進(jìn)方法，旨在促使高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量得到提升。

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

在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)主要是指在正式實(shí)驗(yàn)前，依照相關(guān)原則和目標(biāo)作為指導(dǎo)，運(yùn)用以往掌握的知識(shí)制定實(shí)驗(yàn)方案。而從近幾年的高考改革命題趨勢(shì)分析也可以發(fā)現(xiàn)，“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”題占據(jù)越來(lái)越重要的比例，因此在今后的高中生物教學(xué)中，教師強(qiáng)化生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則及改進(jìn)方法研究十分重要。

一、高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則

高中生物是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，實(shí)踐證明，在生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，有以下原則是必須要遵守的。第一科學(xué)性原則，生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性主要體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)中要有明確的目的，同時(shí)能夠正確的使用實(shí)驗(yàn)原理，選擇科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，確保整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不會(huì)偏離正確軌跡。第二對(duì)照性原則，比較是確定事物之間異同的重要方式，因此若是想要概括事物的本質(zhì)特征，就應(yīng)該舍棄非本質(zhì)特征，而在生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是消除無(wú)關(guān)變量影響的有效方法。第三隨機(jī)性原則，在生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，實(shí)驗(yàn)對(duì)象或者實(shí)驗(yàn)樣本必須是隨機(jī)抽選的，保障實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組之間機(jī)會(huì)均等，這樣才能更好的消除組間誤差，促使整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更加客觀(guān)，為實(shí)驗(yàn)結(jié)果的有效性提供保障。第四可重復(fù)性，重復(fù)是保障實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠性的重要措施，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不可避免的會(huì)受到多種因素的影響，因此任何實(shí)驗(yàn)都會(huì)存在誤差，為了能夠得到更加可靠的結(jié)果，往往要進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)保障實(shí)驗(yàn)可重復(fù)性十分重要。

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

（一）準(zhǔn)確把握實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，明確實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理

在高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菍?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的靈魂，采用的所有實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)步驟都是圍繞“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹边@個(gè)原理展開(kāi)，因此在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，必須要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑥摹吧飳W(xué)事實(shí)”出發(fā)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)，這樣才能保障生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的有效性。在這里筆者舉這樣的一個(gè)例子，如在學(xué)習(xí)《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》中，涉及一個(gè)重要的生物實(shí)驗(yàn)就是“淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的作用”，在進(jìn)行此節(jié)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)的目的就是讓學(xué)生了解酶催化特定化學(xué)反應(yīng)的方法以及酶是否能催化淀粉和蔗糖這兩種化學(xué)反應(yīng)，只有明確這樣的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，才能確定實(shí)驗(yàn)原理展開(kāi)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。因此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理就可以從“由于淀粉和蔗糖都是非還原糖，而斐林試劑可以鑒定溶液中有無(wú)還原糖這一原理出發(fā)，從而判斷淀粉酶是否可以催化淀粉和蔗糖水解”展開(kāi)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，因此準(zhǔn)確把握實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鞔_實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理是保證高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵。

（二）根據(jù)實(shí)驗(yàn)變量關(guān)系，制定科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法

在高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，涉及很多“變量”，如實(shí)驗(yàn)變量，反應(yīng)變量、無(wú)關(guān)變量等，只要明確這些“變量”之間的關(guān)系，精心制定實(shí)驗(yàn)方法，才能為實(shí)驗(yàn)成功提供保障。其中實(shí)驗(yàn)變量主要是指實(shí)驗(yàn)研究中的變量，如在“溫度與PH對(duì)酶的活性影響”實(shí)驗(yàn)中，“溫度”與“PH”就是實(shí)驗(yàn)變量，一般情況下根據(jù)實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)就可以確定。而反應(yīng)變量是實(shí)驗(yàn)中因?qū)嶒?yàn)變量引起的變化結(jié)果，在“溫度與PH對(duì)酶的活性影響”實(shí)驗(yàn)中，“酶的活性”就是反應(yīng)變量，由此可以看出，在高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，實(shí)驗(yàn)變量是認(rèn)為改變的實(shí)驗(yàn)條件，而這一條件的改變可以使反應(yīng)變量發(fā)生改變。而無(wú)關(guān)變量主要是通過(guò)對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)置體驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組之間，無(wú)關(guān)變量要做到相同的適宜性，從而抵消無(wú)關(guān)變量對(duì)研究對(duì)象的干擾。在高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，要明確這些“變量”之間的關(guān)系，從而科學(xué)的制定實(shí)驗(yàn)方法，繼而獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)結(jié)論。

（三）準(zhǔn)確預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)論

在高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案完成后，要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)掌握的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)原理對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)分析，對(duì)可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)測(cè)性判斷，這也是生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)步驟。通常情況下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)期有兩種情況，一種是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，其假設(shè)是既定的，因此得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期一般是唯一的，因此無(wú)論是支持還是不支持，兩者都是假設(shè)的證明。另外一種則是探究性實(shí)驗(yàn)，此種實(shí)驗(yàn)得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是有多重可能的，因此在進(jìn)行此種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，要注意實(shí)驗(yàn)預(yù)期的完整和準(zhǔn)確，要將可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都作出假設(shè)，通過(guò)推理解釋出實(shí)驗(yàn)背后隱藏的規(guī)律性知識(shí)。如在進(jìn)行“細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸之間的關(guān)系”這一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果就是有多種可能的，學(xué)生要通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀(guān)察才能，了解細(xì)胞內(nèi)的分子吸收程度，才能闡釋細(xì)胞代謝對(duì)于細(xì)胞分裂的促進(jìn)作用，從而得出科學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

三、結(jié)語(yǔ)

高中生物是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，實(shí)驗(yàn)可以加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)知和理解，而在進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，不可盲目進(jìn)行，必須要遵循相關(guān)原則，采用正確的實(shí)驗(yàn)方法，這樣才能真正保障學(xué)生在生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中得到裨益，謀求更好的生物學(xué)習(xí)發(fā)展，從而提高學(xué)生生物學(xué)習(xí)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)學(xué)生生物學(xué)習(xí)水平的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]李海鳳.淺析高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則和改進(jìn)方法[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2014，（09）.

[2]李萍.高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則及改進(jìn)方法探討[J].中國(guó)校外教育，2016，（31）.

[3]史華波.高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則和方法[J].教學(xué)與管理，2015，（01）.

（作者單位：內(nèi)蒙古呼倫貝爾海拉爾區(qū)鐵路一中）