浅谈生物的对照实验和实验设计

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（山东省招远市玲珑镇罗山初级中学 265400）

【中图分类号】G633.91 【文献标识码】B【文章编号】2095-3089（2012）06-0136-01

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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”。新教材及时贯彻了“重视能力培养”的教改精神。针对初中学生正处在形象思维向抽象思维过渡的关键时期，在编写上进行了有益的尝试。课堂教学内容的安排大多数先从实验入手，由此引出问题（学习内容）。让学生围绕问题思考，讨论，再探索更好，更多的思维方法。作为老师，应从科学的认识方法论的角度，设计并安排一系列的有针对性的实验，引导学生从观察实验入手，启发学生分析思考问题。使学生思维得以深化。学生思维能力发展的方向及质量，则体现在教师的教学思路和方法上。亦即设计实验的科学性，组合性，巧妙性。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。

自然界的某种现象是多种因素综合作用的结果。在实验设计中，通过设置对照组，可排除无关变量的影响，减少实验误差。实验设计中可采用的对照方法很多。

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

例如光对鼠妇生活的影响。当进这个实验之前，要求每个学生在实验课的前一天采集一些鼠妇，而且对学生了解鼠妇的生活环境有很大帮助。而学生也观察到一种现象，当搬开花盆或石块，鼠妇很快就爬走了。我们通过观察发现问题。为什么在花盆下、石块下等处容易找到鼠妇？这些地方有什么特点？

其次，提出假设：鼠妇的活动可能与光照条件有关。

然后设计实验，验证假设。 实验和对照在同一对象（鼠妇）上进行，为了消除无关变量的干扰，突出自变量，找出自变量和因变量的因果联系，必须创造一个除“光照”以外其它条件均相同的、只有明暗两处相通的场所。实验的对象是同一批鼠妇，把一定数量的鼠妇放在其中，观察鼠妇在明暗两处的数量分布情况。

最后，分析、讨论实验结果，推导结论验证假设的真伪。

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，观察草履虫对外界刺激能作出一定的反应。在做实验之前，首先，要求同学们观察草履虫，确定草履虫是一种单细胞生物，然后作出假设，既然草履虫是一种单细胞生物，那么它对外界的有利刺激或有害刺激能作出怎样的反应？ 然后让同学们自己设计实验，想一想什么是有利刺激，什么是有害刺激。一般来讲，食物之类的是有利刺激，而外界环境的变化（酸碱度的变化，溶液浓度的变化）是有害刺激。

实验的步骤是分别在两块载玻片上两端各滴一滴草履虫培养液，并使两滴培养液连通。一块载玻片右侧培养液的边缘放一小块肉片，另一块载玻片右侧培养液的边缘放一小颗食盐。观察两个实验组不同处理所出现的现象，分析实验结果。

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，种子萌发的环境条件，首先要提出问题，种子在什么环境下才能萌发？然后从日常生活中做出假设，种子萌发是需要适宜的温度，一定的水分和充足的空气。但这些条件都是缺一不可。所以我们就作出假设，假如这些条件缺少一样，种子能够发芽吗？

根据假设，我们就设计这实验的材料，用具。准备四个培养皿。都放有能吸水的布，和30颗种子。这些条件都相同了。不同的是第一个培养皿不放水，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都是种子萌发的条件。

认识和了解生物的对照实验，通过比较对照组实验在实验过程中的重要作用，使学生学会运用实验设计科学性原则设立对照组，是生物学科学习的一个重要途径。由于新教材的实验以探究为主，着重培养自主学习能力。培养学生的生物设计实验能力，是中学生物教学大纲明确提出的培养学生观察能力、思维能力、实验能力和自学能力等四种能力之一，而生物实验设计能力既是实验能力的重要内容，也是实验能力的最高层次，其本身具有较强的综合性、创造性和灵活性等特点。而大多数生物实验以对照性原则进行设计的。

例如探究鱼鳍在游泳中的作用是一个开放性的试验课题，通过讨论的三种方法学生自行进行实验，对照这三种方法，得出结论就是最好的方法还是把鱼的各个鱼鳍分开每个小组把它剪下来。就可以观察到鱼的在剪去那个鱼鳍后游泳的失常表现，从而得出鱼鳍在游泳中的作用。而模拟实验中的模具要做的好比较难，而且只能知道尾鳍的作用。把鱼鳍捆扎有太多的影响因素。而且鱼鳍也不容易捆扎，通过不同的方法进行对照。学生就可以自己探究找到最好的方法。再如设计“光合作用需要的条件的探究实验”时，针对植物光合作用是否需要光？就要启发学生思考“只有证明在无光条件下植物不能进行光合作用，才能证明植物需要光”，因此必须创设出有光和无光两个环境作对照。根据这个条件进行实验设计。

新教材的探究性实验都能按照对照性原则进行实验，对照性实验是生物科学基本的研究方法。通过对照实验设计可以培养学生的学习兴趣，启发他们学习的主动性，形成客观的实事求是的科学态度。同时，实验教学也是发挥学生智力和能力、提高教学质量的重要途径。