科學(xué)探究思想在生物實(shí)驗(yàn)中的滲透及解題策略

李江肅

科學(xué)探究思想是追求知識(shí)的確鑿性、用實(shí)驗(yàn)證據(jù)來證明或解決自然領(lǐng)域問題的一種思維方式。與其他形式的思維相比，科學(xué)思維具有廣闊性、深刻性、獨(dú)立性和敏捷性等特點(diǎn)，因此在各種考試中都可不同程度地體現(xiàn)了對(duì)學(xué)生的科學(xué)探究能力的考查?？茖W(xué)探究是一個(gè)過程，有一定的活動(dòng)程序或階段。一般來說該過程包括提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)施實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果（若支持假設(shè)則建立某一理論，若否定假設(shè)則改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)再實(shí)驗(yàn)或重新假設(shè)），即從發(fā)現(xiàn)問題到解決問題。

雖然新課程倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)理念，但試題中要求學(xué)生獨(dú)立完成全程性探究實(shí)驗(yàn)的各個(gè)方面可能性不大，而要求學(xué)生對(duì)探究過程中的個(gè)別方面，也就是對(duì)某個(gè)局部進(jìn)行科學(xué)的補(bǔ)充或評(píng)價(jià)可能性較大。根據(jù)其在實(shí)驗(yàn)題中的考查形式不同可分為補(bǔ)充完善類實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)與修訂兩大類，針對(duì)不同的考題特點(diǎn)就要求有相應(yīng)的解題策略加以應(yīng)對(duì)。

1.補(bǔ)充完善類實(shí)驗(yàn)

1.1 試題特點(diǎn)?該類實(shí)驗(yàn)題一般給出了具體的實(shí)驗(yàn)材料及條件，要求對(duì)已有的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行補(bǔ)充和完善。常進(jìn)行補(bǔ)充完善的內(nèi)容有實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)思路、實(shí)驗(yàn)步驟、結(jié)果預(yù)期及結(jié)論等。此類試題的突破應(yīng)充分挖掘題干已有信息和相關(guān)的生物學(xué)知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，并要抓住科學(xué)探究各環(huán)節(jié)之間的內(nèi)在聯(lián)系，對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)的方案進(jìn)行完善和補(bǔ)充，結(jié)合例1講解如下。

例1：現(xiàn)有一種植物的種子，已經(jīng)知道它的萌發(fā)受水分、溫度和氧氣的影響，但不了解其萌發(fā)與光是否有關(guān)，探究光的有無對(duì)該種子萌發(fā)的影響，請(qǐng)你依據(jù)所給材料和用品設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)的方法步驟，預(yù)測(cè)可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并分別得出相應(yīng)的結(jié)論。

材料和用品：數(shù)量充足的鋪有濾紙的培養(yǎng)皿、無菌水、表面消毒過的種子若干、光源等。

1.2 解題策略 此類試題所考實(shí)驗(yàn)的目的、原理、步驟、結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論等每一環(huán)節(jié)的補(bǔ)充完善都有一定的技巧，掌握解題技巧可起到事半功倍的效果。

1.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡慕獯鸨容^簡(jiǎn)單，一般情況下在題目中驗(yàn)證或探究的內(nèi)容轉(zhuǎn)述下即可。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)原理

實(shí)驗(yàn)原理是指實(shí)驗(yàn)操作的依據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因。因此完整的實(shí)驗(yàn)原理一般按照三方面寫：一寫實(shí)驗(yàn)組如何操作;二寫出現(xiàn)什么結(jié)果;三寫操作與結(jié)果對(duì)應(yīng)的理論依據(jù)。

1.2.3 實(shí)驗(yàn)假設(shè)

實(shí)驗(yàn)假設(shè)內(nèi)容的作出是由問題決定的，并與自己的基本預(yù)測(cè)有很大的關(guān)系。假設(shè)在實(shí)驗(yàn)之前沒有正確和錯(cuò)誤之分，只有可檢驗(yàn)和不可檢驗(yàn)之分，因此要求作出的假設(shè)是可以檢驗(yàn)的。作出假設(shè)的基本句式是“如果……，那么……?！薄叭绻钡膬?nèi)容是基本預(yù)測(cè)，“那么”的內(nèi)容是可觀察或計(jì)量的定義。

1.2.4 實(shí)驗(yàn)材料和用具

如果材料是給定的，要考慮每一種材料和用具的作用，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)材料和用具的作用，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)材料和用具來推斷實(shí)驗(yàn)步驟。如果材料是自選的，也可以先確定實(shí)驗(yàn)方法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)具體操作步驟來推斷實(shí)驗(yàn)材料和用具。注意選材原則：① 方便易得;② 材料量合適;③ 材料或?qū)嶒?yàn)對(duì)象要盡可能無差別。

1.2.5 實(shí)驗(yàn)思路

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路主要指如何操縱自變量、如何控制無關(guān)變量、如何檢測(cè)因變量。

1.2.6 實(shí)驗(yàn)步驟

這是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)，也是高頻考點(diǎn)，常規(guī)實(shí)驗(yàn)步驟主要有這幾個(gè)步組成：取材分組、實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的處理、觀測(cè)與記錄。

1）取材分組編號(hào)

在取材方面其實(shí)是有規(guī)律或技巧可循的。例如定性實(shí)驗(yàn)只需要觀察現(xiàn)象可以少取，定量實(shí)驗(yàn)要求平均值可以多取;選擇實(shí)驗(yàn)對(duì)象時(shí)，若是選取動(dòng)物，則選取年齡、性別相同，健康的同種動(dòng)物;若是選取植物，則選取長(zhǎng)勢(shì)相同、大小相似的同種植物。還有，植物實(shí)驗(yàn)時(shí)可以多取，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)可以少取;實(shí)驗(yàn)動(dòng)物個(gè)體較大如狗可以少取，個(gè)體小的動(dòng)物如蝌蚪可以多取;若需做切除手術(shù)的一般不選幼小動(dòng)物。例如：探究“生長(zhǎng)激素對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)的影響”實(shí)驗(yàn)，一組需切除垂體作為實(shí)驗(yàn)組，一組不切除垂體作為對(duì)照組，不能用蝌蚪或小鼠，原因是小動(dòng)物易死亡，應(yīng)用體型較大的狗。

取材之后就對(duì)要實(shí)驗(yàn)選材進(jìn)行分組。凡實(shí)驗(yàn)對(duì)象或器材涉及到三組或三組以上，所選實(shí)驗(yàn)對(duì)象或器材要隨機(jī)分組，并用1、2、3……或A、B、C……或甲、乙、丙……等加以編號(hào)便于區(qū)分，一般不要連續(xù)描述。

2）實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的處理

在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，無論是探究類還是驗(yàn)證類的實(shí)驗(yàn)，對(duì)照組是不需要變量進(jìn)行就可知道結(jié)果的，實(shí)驗(yàn)組是需要進(jìn)行一組或多組變量處理才能知道結(jié)果的。對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組進(jìn)行處理的區(qū)別就主要是否加入變量因素，在對(duì)兩者的具體的描述上就體現(xiàn)了語(yǔ)言表達(dá)的準(zhǔn)確性。例如，加試劑時(shí)，對(duì)照組描述為加入“一定量”的對(duì)照試劑;實(shí)驗(yàn)組加入“等量且適量”的試劑。

3）觀察現(xiàn)象并記錄

實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組處理后要對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行描述，一般情況下，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象我們可以直接觀察，但有一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象肉眼觀察不到，可考慮加入指示劑，借助顏色變化或儀器輔助觀察。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述的要有一定的觀察指標(biāo)，若觀察指標(biāo)可以量化，則需要對(duì)該觀察指標(biāo)量化描述。例如：驗(yàn)證“甲狀腺激素能促進(jìn)動(dòng)物新陳代謝”實(shí)驗(yàn)，甲狀腺激素激素促進(jìn)物質(zhì)氧化分解的化學(xué)反應(yīng)無法觀察，但可以以大鼠的“耗氧量”和“活動(dòng)量”為觀察指標(biāo)。

備考建議：實(shí)驗(yàn)是高考必考題型，借助于實(shí)驗(yàn)可以考查多個(gè)考點(diǎn)，更能體現(xiàn)出考綱對(duì)學(xué)生的科學(xué)探究能力的考查。因此在高考備考中，除了掌握實(shí)驗(yàn)的解題技巧外，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）重視科學(xué)研究中常用的一些科學(xué)方法。假說-演繹、建立模型與類比推理等都是科學(xué)研究中常用的方法。例如在探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中結(jié)果和結(jié)論的預(yù)測(cè)分析時(shí)要經(jīng)常用到“假說-演繹”法，先進(jìn)行逆向思維分析然后再進(jìn)行正向組織答案進(jìn)行描述?！凹僬f-演繹”有利于學(xué)生的逆向思維能力和培養(yǎng)和提高，故在平時(shí)思考問題和解題時(shí)多用“假說-演繹”法。

（2）重視教材實(shí)驗(yàn)材料和試劑的選取和使用。正確的選用實(shí)驗(yàn)材料和試劑才能得到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果。因此在復(fù)習(xí)過程中，要通過歸納、分類比較等手段記住各常用實(shí)驗(yàn)材料的名稱、取材部位和時(shí)間、試劑的種類和使用方法。

（3）重視分析實(shí)驗(yàn)程序。在實(shí)驗(yàn)專題復(fù)習(xí)過程中，學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)中各步驟的作用、設(shè)置意義及內(nèi)在聯(lián)系，通過分析有助于從中學(xué)習(xí)解決問題和研究問題的方法。