例解初中生物探究实验

1　理解“探究”与“探究实验”

探究即探索研究，针对学生学习的方式来说，也可称为发现学习，是学生在学习情境中通过观察、阅读发现问题，搜索数据形成解释，获得答案并进行交流、检验。探究实验是本着上述原理，在不知道某一具体现象原因的前提下，先对该现象的产生作出合理的假设，然后设计一系列实验来验证假设。

2　探究实验的一般步骤

(1)提出问题：根据题目所提供材料提出相关的问题。

(2)作出假设：应用已有知识，对问题的答案提出可能的设想。

(3)实验：①制定计划：拟定探究计划，列出所需材料用具、选出控制变量、设计对照实验。②实施计划：严格按照探究方案做实验，仔细观察实验现象，认真详实地记录实验结果。

(4)得出结论：在充分分析实验现象的基础上进行概括，得出正确的结论。

(5)表达与交流：撰写探究报告，交流探究过程和结论。

【例1】(提出问题、作出假设、设置对照与实验变量)种子的萌发需要一定的外界条件。表1是某校生物

兴趣小组为探究“光对莴苣种子萌发的影响”设计的实验。

请你根据实验设计回答有关问题：

(1)他们提出的问题是：____________?

(2)他们作出的假设是：____________。

(3)上述实验中的对照组是____________，实验组是____________。实验变量是____________。

答案：(1)光对莴苣种子的萌发有影响吗(2)光对莴苣种子的萌发有影响(3)1号　2号　有无光照

【例2】(例证作出假设与设置对照)某饭店里有一道菜叫“西施舌(一种贝类)炒九层塔(一种香料植物)”，有媒体报道九层塔含有黄樟素。(甲)小明猜测微量黄樟素会导致癌症；(乙)于是，他准备了两组老鼠，一组长期喂含微量黄樟素的食物，另一组喂正常食物；(丙)一年后，两组老鼠都没有患癌症。

(1)文中(甲)属于科学探究的一般方法中的____________。

(2)步骤____________采用的是探究活动中常用的对照实验。

答案：(1)作出假设(2)乙

3　探究实验知识梳理

3.1对照实验的概念

在研究一种条件对探究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同以外，其他条件都相同的实验，叫做对照实验。

3.2实验变量

简称变量，即对照实验中不同的条件。两组对照实验中一般只能设计一个变量。简单地说，就是要做到两组对照装置中，只有一个条件不同。

3.3变量的设计

要紧紧围绕提出的问题和做出的假设，要具有可对比性，除了变量以外，其他实验条件都应该相同。

【例3】某生物兴趣小组为探究“非生物因素对马铃薯生长发育的影响”，做了如下实验：

①取6个同样大小的小花盆，分别装满同样的沙土，并编号。

②将一个刚出芽的马铃薯块茎切成同样大小的6块，每块马铃薯上都有一个芽眼。将这6块马铃薯分别埋进6个小花盆的沙土中5cm深。

③把6个花盆按照表2的要求分别培养，并观察、记录实验结果。

(1)该实验探究____________非生物因素对马铃薯生长发育的影响。其中1号和3号花盆组合可用来探究____________对马铃薯生长发育的影响，____________是这组实验的变量。

(2)你认为该实验设计____________(“存在”或“不存在”)缺陷?理由是：____________。

答案：(1)光、温度、水、空气温度温度(2)存在每种条件下只提供一个材料，很容易因其他因素而影响实验结果。

3.4关于对照实验申的对照组和实验组

(1)两组对照实验中一般只能设计一个变量(实验组是接受实验变量处理的一组；对照组对实验假设而言，是不接受实验变量处理的一组)。

(2)如果是多重对照实验，要先找出实验组，即与假设相一致的组，然后将各对照组逐一与实验组对比，找出各自的变量，再进行分析思考。

【例4】某生物兴趣小组的几个同学，为了探究“种子萌发所需要的外界条件”，设计了以下实验装置(图1)。

现在请你和他们一起来分析：

这四个装置可形成____________对照实验。请写出其中的一组：____________。该组的惟一变量是____________。

答案：三组　A和B或B和C或B和D

水或空气或温度

3.5探究实验方案的设计评价及修正

(1)探究实验方案设计的评价。

①实验材料的选择：生物学材料选择是否得当，实验器材选择是否合理，药剂选择使用是否准确。②步骤设计及操作：步骤是否合理、是否完整，具体操作有无违反生物学基本原理，具体操作中是否做到了诸如加热、搅拌、光照、消毒等的操作。③实验设计遵循的原则：本步承接上一步而来，看实验设计中是否遵循对照原则、单一变量原则、随机性原则、平行重复原则。对照实验设计是消除无关变量影响的有效方法，只有设计对照实验，才能有效地排除其他因素的干扰。

(2)探究实验方案设计的修正：实验最后要得出结果是做实验的最终目的，不同的实验小组得出的结果会有差别，甚至截然相反。可以从以下几个方面进行点评或指导：

①实验结果与预期是否吻合；②是否支持所作的假设；③正确分析实验变量与结果之间的逻辑关系；④引导不同的实验小组在探究的问题、过程、结果和结论等方面与其他小组交流，听取学生的质疑并进行科学解释；⑤引导不同的实验小组对存疑的实验结果做进一步探究。

【例5】在“探究水对种子萌发的影响”时，A、B两组同学分别进行了实验设计，主要实验设计如下图所示：

(1)本实验的变量是____________。

(2)你认为A、B两组同学的设计是否科学?请简要说明理由

答：A组____________。

答：B组____________。

(3)除上述的探究问题，就“影响种子萌发的外部条件”你还能够提出其他可以探究的问题吗?

答：____________。

答案：A组不科学。理由是对照组与实验组中种子的数量不相等B组也不科学，理由是没有设置对照组____温度对种子的萌发有影响吗?或土壤对种子的萌发有影响吗?或空气对种子的萌发有影响吗?_____或阳光对种子的萌发有影响吗?等等

【例6】将天竺葵放在黑暗处一昼夜，按图3所示装置好后，光照2～3h。取下叶片A和B，去掉叶片中的叶绿素，然后用碘液分别检验。

(1)该实验设计探究的问题是：植物进行光合作用需要____________作原料。

(2)实验中，A组对B组起____________作用。

(3)用碘液分别检验后，不能变蓝的叶片是____________，说明它没有进行____________作用。

答案：二氧化碳　对照　A　光合