小议生物教学设计思考

摘要:实验不仅意味着某种精确的操作,更能表现一种思维方式。探究性实验设计本身就是一项小型的科学研究活动,它有一定的原则和一般规律可循,使学生熟练掌握实验设计方法是提高学生实验能力的重要途径之一。本文简要介绍生物学实验的设计方法。

关键词:生物学实验;环节;设计方法

纵观近几年高考生物学实验发现,高考对学生实验能力的要求,已经从过去仅仅强调对步骤和结果的简单考查,转变到了更加注重对实验方法和实验思想的考查。这告诉我们,实验不仅意味着某种精确的操作,更能表现一种思维方式。探究性实验设计本身就是一项小型的科学研究活动,它有一定的原则和一般规律可循,使学生熟练掌握实验设计方法是提高学生实验能力的重要途径之一。本文简要介绍生物学实验的设计方法。

生物学实验应当要求学生在明确实验要求、实验原理和目的的前提下,遵循实验设计的基本原则:即“操作简单方便、程序科学合理、材料药品易得、据现象推结论”的原则进行设计。可分以下几个环节。

1.提出理论假设。根据题目要求,确定实验的条件即实验变量A,实验中要注意控制“变量”。一般一个实验只能确定一个变量,即唯一一个对实验结果可能产生影响的变量,在此基础上提出理论假设,它常常可以描述为:“当条件A存在时,事件B(实验现象)可能发生;当条件A改变时,若事件B发生,能得出何结论;若事件B不发生,又能得出何结论”。

2.设计探究性假设。此环节可分以下几个步骤进行。(1)实验的准备,包括必要的实验器材及实验药品实验材料的准备。(2)满足条件A设计一个实验,观察事件B(实验现象)能否发生。(3)改变条件A设计一个实验,观察事件B(实验现象)能否发生,发生程度如何。(4)设计对照实验。一个实验通常分为实验组和对照组(控制组)。实验组是施加实验变量处理的被试组;对照组是不施加实验变量处理的对象组,两者对无关变量的影响是相等的,两组之间的差别,被认为是来自实验变量的结果,如2005年春季高考3题中为研究光对幼苗生长的影响时实验变量应为撤掉光照,因而暗处生长的小麦幼苗应为实验组,而自然状态(即来接受实验变量处理)的小麦幼苗应为对照组,通过对照组能增强实验的信度。按照对照方式的不同可分为4种:

空白对照:即不给对照组任何处理因素的对照组。例如,在还原糖鉴定实验中留一部分样液不加入斐林试剂,以作对照。

相互对照:即不设控制组,只在几个实验组之间相互对比。例如,在植物激素与向性的设计实验中,5个实验组的相互比较。在实验中要找出一个最佳效果点,就要采取相互对照进行实验。条件对照:即虽然给对照组施以部分实验因素,但不是所要研究的实验因素的对照。例如,动物激素饲喂小动物的实验方案中:饲喂甲状腺激素的为实验组;饲喂甲状腺抑制剂的是条件对照组;不饲喂药剂的是空白对照组。

自身对照:即对照和实验都在同一研究对象上进行。例如,将过氧化氢酶加入过氧化氢溶液中证明酶是生物催化剂可催化过氧化氢水解,即自身对照,处理前的对象状况为对照组,处理后的对象变化为实验组。

再如:在探究温度(或pH)对酶催化活性影响实验中温度(或pH)(0度、50度,100度)为条件对照。清水(软水)、河水(硬水)对加酶洗衣粉影响中,清水(软水)、河水(硬水)为相互对照。用缺素营养液培养的出现缺素症状的植株加入某元素后恢复正常为自身对照。

另外,在设置对照实验时,一定要体现等量性原则:即一定要使反应条件相同,参加反应物质的量相等。

在理科综合能力测试中,受时间和卷面的限制,实验设计能力考查无法面面俱到,或者是考查实验步骤的设计、续写或修改,或者只是考查实验结果的分析与讨论,或者是实验装置的检验或改进等等。了解一份完整的实验方案的要求和所涉及的内容,掌握实验设计的思路和方法,在理科综合能力测试的实验能力考查中就能够有据可依,有法可循,总体考虑,综合分析,达到事半功倍的效果。

“授人以鱼,只供一饭之需,授人以渔,则终身受用无穷。”最重要的知识是方法的知识。因此,在学习过程中掌握方法对于学生学习知识至关重要,教学中我们要针对学生的学习情况进行学法指导,力求学生形成行之有效的学习方法。但要真正达到融会贯通,仅仅按照某种方法处理问题还远远不够。对于掌握生物学实验设计方法最为重要的是:深刻理解科学的本质——探索真理和发现真理。只有当理解了知识的本质特征以后,才能将注意力从记忆转移到思考和创造上来,才能将设计和运用实验、发现和探索真理作为自己学习的目的和习惯。到那时,有关生物学实验设计的难题才会迎刃而解。