浅谈初中生物的对照实验设计

生物学是一门以实验为基础的自然科学，在生物实验教学中，其基本思想就是“对照”。新教材（北师大版）及时贯彻了“重视能力培养”的新课程改革精神。初中学生正处在形象思维向抽象思维过渡的关键时期，在《生物学》（北师大版）教材中，安排很多的活动，让学生围绕问题思考、讨论，再探索更好，更多的思维方法。作为教师，应从科学的认识论和方法论的角度，设计并安排一系列的有针对性的实验活动，引导学生从观察实验入手，启发学生分析思考问题.使学生思维得以发展。学生思维能力发展的方向及质量，体现在设计实验的科学性。学生一旦将科学方法内化为自己的思维和行为方式，将会取得事半功倍的效果。让学生掌握科学的实验设计思路，就是要教会学生在遇到具体问题时，能够按照科学的思维方式去分析、思考，找到解决问题的正确方法。自然界的生物现象是多种因素综合作用的结果。在实验设计中，通过设置对照，可排除无关变量的影响，减少实验误差。

一、设计对照实验的原则：

（一） 对照性原则

在对照实验中，遵循对照性原则，一般要设计一个对照组，以控制变量对实验结果的影响。

（二）单因子变量原则

实验要控制在同一适宜条件下的单一变量原则，即控制其他因素不变，只改变其中某一变量，观察其对实验结果的影响。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外，其他实验条件要求做到前后一致。

（三） 随机性原则

实验中选取的材料是随机的，这样的实验结果才具有代表性。

（四）平行可重复性原则

所设计的实验要能在同样的条件下重复，并能得到一致的结果，以避免因偶然性而得到的结果，使结果不具有科学性。

二、实验设计中经常采用的对照方法

（一） 空白对照：指不做任何实验处理的对照组

例如观察唾液淀粉酶对淀粉的消化作用，两个试管都有等量的浆糊，一个试管放唾液，另外一个试管放清水，那放清水的试管就是一个空白对照。

（二）自身对照：指实验和对照在同一对象上进行，即不另设对照组

例如，在“脉搏与运动的关系”教学中，设计以学生个体在运动前测量的脉搏与运动后测量的脉搏进行对比，将运动前的脉搏作为对照。说明运动对脉搏的影响。

又如，在“探究光对鼠妇的影响”实验中，将鼠妇放在一半明一半暗的条件下，观察鼠妇在不同环境中的分布。实验和对照在同一对象（鼠妇）上进行。

（三）条件对照：给实验组某种处理，给对照组另一条件的处理

例如，在“脉搏与运动关系”活动中，选定的组内两名同学，测量运动前的脉搏，让一名同学处于安静状态，另一名同学作运动（跑、跳、下蹲等），运动后又同时测两名同学的脉搏。

又如，在《生物》（北师大版）七（上）探究植物细胞的吸水活动中，要从生活现象（泡菜和拌菜中出现水）引入新课后，引导学生探究植物在不同浓度的水里的吸水或失水情况。学生设计一杯清水和一杯盐水，将同样的萝卜条放入其中，过一段时间后测量萝卜条的重量变化。也有的学生设计出低浓度与高浓度进行对照。最后通过分析数据得出，植物细胞在浓度低的环境中吸水，在浓度高的环境中失水。

（四）相互对照：指不另设对照组，而是利用几个实验组相互对照

例如，在探究“种子萌发的环境条件”活动中，我们设计这们的实验，在四个同样的培养皿中。都放有能吸水的布和40粒小麦种子，这些条件都相同。不同的是第一个培养皿不加水，第二个和第三个培养皿放适量的水，使里面的布潮湿就可以，第三个与第二个加等量的水，不同的是将第三个放进冰箱。第四个培养皿就灌满水.那么我们就可以从这几个实验组里互相比较得出三个条件（水、温度、空气）都是种子萌发的条件。

三、对照实验的设计的具体举例：

例如：在探究“光是光合作用所需的条件”的活动中，我们可以这样引导学生设计实验。

1、 明确活动目的，学生通过这个活动，理解太阳光是光合作用所需的条件。培养学生的动手能力和实验设计能力。

2、 明白实验原理，如果进行了光合作用，就会产生淀粉，用碘液检验时会变蓝色；没有进行光合作用，不产生淀粉，用碘液检验时不变蓝色。

3 、材料及器材的选择，你选用的材料要较易脱色，可选用天竺葵或白菜幼苗为原料，也可选用其它植物。

4 、对照实验的设计，在这个实验中，探究的条件是光，所以对照组与实验组的唯一区别只能是光，光是唯一的变量，考虑到植物光合作用进行的连续性，实验组和对照组都要先放在黑暗的地方进行暗处理，以消耗植物体内的淀粉，将对照组叶片用不透光的纸遮住，将植物放在阳光下，4H后对实验组叶片和对照组叶片进行处理，用碘液检验淀粉的存在，进而证明光合作用的进行需要光。

5、 防止干扰，在实验中除了控制单一变量外，对其它对实验有影响的因素也要控制。要选用生长状态相近的绿色叶片，保证水的供给，不能因为其它原因影响实验的正常进行。

6 、合理安排好实验步骤。选择植物及实验对象 叶片处理 暗处理 阳光下照射 脱色处理 滴加碘液 观察