眼見為虛 實驗為實

摘 要：高中的生物課離不開實驗操作，觀察和實驗是學習生物課程的基礎(chǔ)。學生只有通過親自動手操作，才能學習和訓練最基本的操作技能，學生通過觀察、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過程中，教師要重視學生實驗操作技能的培養(yǎng)，通過學生親自動手實驗，得到的結(jié)論對學生來說才是最可靠、最可信的，對實驗設(shè)計的三大基本內(nèi)容進行了分析探究，希望得出科學性的生物實驗的設(shè)計探究，為今后生物教學打下理論基礎(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習，實現(xiàn)高效課堂，加強探究學習科學的實驗方法和技能以及創(chuàng)新性思維方式和科學的精神。動手能力、實際操作永遠是生物學科最薄弱的環(huán)節(jié)。加強眼見為虛實驗更加真實的理念，學習更多實驗中要用到的基礎(chǔ)原則。

1.對照性原則

在生物學習中，眼見為虛，實驗為實，更加強調(diào)實驗操作是此科目學習的重要基礎(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)，這是具有科學依據(jù)的操作標志，能夠提升結(jié)果的準確度。實驗中的對象雖然是隨機抽取的樣本，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)更具科學性。讓這幾組實驗的裝置在相同環(huán)境下組裝等細節(jié)性的操作在相同環(huán)境中進行，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

為了達到實驗?zāi)康?，我們要充分了解實驗原理，遵循實驗原則[2]，要制定一個嚴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密、合理、準確。探究性實驗一般可以分為以下幾個步驟：認真閱讀實驗?zāi)康?，了解實驗所需要的實驗器材，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，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，正確做好實驗準備，為后續(xù)工作做好正確的分析。從而可以形成一個科學的實驗步驟。

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，保證實驗的科學性。

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

參考文獻：

[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，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“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，甘肅省白銀市會寧縣第五中學。

編輯 李琴芳