解讀實(shí)驗(yàn)探究的方法策略

湖北 鄒興平

解讀實(shí)驗(yàn)探究的方法策略

湖北 鄒興平

科學(xué)探究是探索生物世界的重要方法，一直貫穿生物學(xué)的始終，如何掌握科學(xué)探究的方法呢？下面從探究的步驟、方案的設(shè)計、數(shù)據(jù)的處理分析、實(shí)驗(yàn)評價等方面進(jìn)行解讀。

解讀一、科學(xué)探究的步驟

【例1】表內(nèi)是探究螞蟻食性的過程，屬于科學(xué)探究過程中作出假設(shè)步驟的是 （ ）

步驟1 發(fā)現(xiàn)一群螞蟻正在往洞里搬運(yùn)食物，心想螞蟻愛吃哪________些食物__________________________________________步驟2_根據(jù)已有知識和生活經(jīng)驗(yàn)，推測螞蟻喜歡吃甜食_____步驟3 在一個培養(yǎng)皿的兩端分別放上少許鹽和少許糖，放進(jìn)________螞蟻進(jìn)行研究____________________________________步驟4_通過幾次重復(fù)試驗(yàn)，得出螞蟻愛吃甜的食物_________

A.步驟1 B.步驟2

C.步驟3 D.步驟4

【解析】步驟1是根據(jù)日常生活現(xiàn)象提出問題；步驟2是根據(jù)已有的知識和經(jīng)驗(yàn)，作出假設(shè)；步驟3是實(shí)施計劃，進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)；步驟4是進(jìn)行分析，得出結(jié)論。

【答案】B

【方法指導(dǎo)】掌握探究實(shí)驗(yàn)的每一步的目的和注意事項(xiàng)，是解決問題的關(guān)鍵。要注意分析每一步的要點(diǎn)和注意事項(xiàng)。

解讀二、科學(xué)探究的方案設(shè)計

制定恰當(dāng)?shù)奶骄坑媱潙?yīng)遵循：（1）對照原則，設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，并保證變量唯一，指實(shí)驗(yàn)中除了唯一變化的量不同之外，其他條件都相同的原則，這樣便于排除因其他因素的存在而影響、干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可能。其中不同的條件（變化的量）就是實(shí)驗(yàn)變量。（2）重復(fù)原則，定量分析的探究實(shí)驗(yàn)要設(shè)置重復(fù)組，以避免偶然誤差。（3）科學(xué)原則，嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件，實(shí)驗(yàn)材料達(dá)到一定數(shù)量，避免偶然性，盡量減小誤差，反復(fù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

【例2】家康在學(xué)校打掃時發(fā)現(xiàn)：馬纓丹（一種植物）附近幾乎沒有蚊子，而在長廊盡頭的迎春花附近蚊子成群。他想設(shè)計實(shí)驗(yàn)探究“馬纓丹有沒有祛除蚊子的作用”。

（1）該實(shí)驗(yàn)的假設(shè)是： ____________________。

（2）將馬纓丹、迎春花兩種植物放入一個透光的紗帳內(nèi)，施加___的水和肥料，然后在兩種植物的中央放入30只蚊子，靜置5分鐘，接著每隔5分鐘統(tǒng)計一次數(shù)據(jù)。

（3）若將馬纓丹設(shè)置為實(shí)驗(yàn)組，則迎春花為_____組。實(shí)驗(yàn)過程中為了減少誤差，建議做______實(shí)驗(yàn)。

（4）請你根據(jù)（2）、（3）小題，完善以下記錄數(shù)據(jù)的表格。

?

（5）家康在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，長廊的另一端較潮濕且有積水，就此提出：積水更有可能是招惹蚊子的原因。家康設(shè)計第二輪實(shí)驗(yàn)如下圖，請在橫線填寫出相應(yīng)變量。

【解析】設(shè)置對照時，只有馬纓丹、迎春花兩種植物不同，其他條件都要相同，所以施加相同的水和肥料。每隔5分鐘統(tǒng)計一次數(shù)據(jù)，時間應(yīng)該分別填5分鐘、10分鐘、15分鐘。將馬纓丹設(shè)置為實(shí)驗(yàn)組，則迎春花為對照組。實(shí)驗(yàn)過程中為了減少誤差，建議做多次實(shí)驗(yàn)。探究積水是否是招惹蚊子的原因，變量就是有無水，可以A組不放水，B組放水。

【答案】（1）馬纓丹沒有（或有）祛除蚊子的作用。（2）同等（相同等合理的就得分）

（3）對照組 重復(fù)或多次

（4）

時間組別 5分鐘 10分鐘 15分鐘___實(shí)驗(yàn)組（或馬_____________________________________纓丹）____對照組（或_______________________________________迎春花）

（5）不放水（不做任何處理） 放水 （答案順序可互換）

【方法指導(dǎo)】實(shí)驗(yàn)設(shè)計的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：①要設(shè)計對照實(shí)驗(yàn)。②在設(shè)計時要保證唯一變量。③嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件，盡量減少誤差。④為了提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，應(yīng)考慮增加重復(fù)次數(shù)，反復(fù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

解讀三、科學(xué)探究的基本技能

實(shí)驗(yàn)法是考試的重點(diǎn)，要熟記實(shí)驗(yàn)法的步驟及每一步的操作要點(diǎn)和注意事項(xiàng)，理解實(shí)驗(yàn)原理，再經(jīng)過親自動手按步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，才有體驗(yàn)和感受，要及時記錄，收集數(shù)據(jù)，控制誤差程度，并分析出本質(zhì)和正確的結(jié)論。

【例3】在低倍鏡下觀察時視野內(nèi)所見的圖像是“上”和“6”那么載玻片上的圖形是 （ ）

A.“上”和“6” B.“下”和“9”

【解析】顯微鏡中看到的像是倒像，與實(shí)物的上下、左右方向都相反，簡單操作是，在桌面上將本子旋轉(zhuǎn)180度后，寫出實(shí)物的圖“上”和“6”，再將本子旋轉(zhuǎn)180度回到原來位置后，看到的像，就與顯微鏡中像相同。

【答案】C

【方法指導(dǎo)】由于學(xué)校條件限制，同學(xué)們對實(shí)驗(yàn)操作往往難以進(jìn)行或完成，需要師生共同努力，多花精力。

解讀四、科學(xué)探究的現(xiàn)象分析與得出結(jié)論

要準(zhǔn)確表達(dá)描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，仔細(xì)觀察圖像信息、表格資料數(shù)據(jù)，對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容作出分析，對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、計算、歸類，得到結(jié)果，再從中找出規(guī)律，歸納出正確的結(jié)論，實(shí)驗(yàn)結(jié)論是對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析、歸納和提升。主要考查對實(shí)驗(yàn)的目的、原理、過程、現(xiàn)象和結(jié)論等的分析。

【例4】某同學(xué)設(shè)計的實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的分析最合理的是 （ ）

A.該實(shí)驗(yàn)的目的是探究幼苗生長是否需要水

B.該實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)觀察并記錄幼苗根的總數(shù)量

C.該實(shí)驗(yàn)中起對照作用的變量是幼苗左右兩側(cè)土壤含水量不同

D.該實(shí)驗(yàn)證明了根的生長具有向地性

【解析】該實(shí)驗(yàn)的目的是探究幼苗生長過程中根的向水性；該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)該觀察記錄根的生長情況而不是數(shù)量；該實(shí)驗(yàn)中起對照作用的變量是幼苗左右兩側(cè)土壤含水量不同以此來探究根的向水性；該實(shí)驗(yàn)證明了根具有向水性，故選項(xiàng)ABD錯誤。

【答案】C

【方法指導(dǎo)】（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阂鶕?jù)試題提供的信息來判斷，諸如“研究、驗(yàn)證、探究”等關(guān)鍵詞后面的內(nèi)容就是實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

（2）實(shí)驗(yàn)原理：要充分利用實(shí)驗(yàn)所給的條件，并結(jié)合所學(xué)的知識來解決。如種子萌發(fā)需要吸收水分，可以用“酸雨”處理小麥來探究不同pH的酸雨對小麥種子萌發(fā)率的影響。

（3）實(shí)驗(yàn)過程：分析的關(guān)鍵是找到變量，如果提出的問題中，有“探究……對……的影響”的表述時，“對”字前邊的名詞就是變量。

（4）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：分析觀察到的現(xiàn)象或記錄到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：是對作出的假設(shè)的肯定或否定，結(jié)論要依據(jù)現(xiàn)象來進(jìn)行邏輯推理并正確表達(dá)。

解讀五、實(shí)驗(yàn)探究的評價

學(xué)會對實(shí)驗(yàn)原理和方法、變量設(shè)置、探究方案和步驟等的評價、修改、完善。考查方式也多樣。

【例5】根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理選擇恰當(dāng)?shù)牟牧稀⒂镁?，是保證實(shí)驗(yàn)獲得可靠結(jié)果的關(guān)鍵因素之一，下列實(shí)驗(yàn)選用的材料、用具合適的是 （ ）

A.用碘液檢驗(yàn)是否含有淀粉

B.用顯微鏡觀察大豆種子的結(jié)構(gòu)

C.用鼠婦探究真菌生活需要的條件

D.用沸水對天竺葵葉片進(jìn)行脫色處理

【解析】淀粉遇碘液有變藍(lán)的特性，所以可用碘液檢驗(yàn)是否含有淀粉；用放大鏡就觀察大豆種子的結(jié)構(gòu)；在探究真菌生活需要的條件時用面包等營養(yǎng)豐富的物質(zhì)較好，而不是用鼠婦；脫色時應(yīng)該用酒精隔水加熱，而不是直接把葉片放入沸水中。

【答案】A

【方法指導(dǎo)】檢查實(shí)驗(yàn)過程有沒有科學(xué)性錯誤、是否違背實(shí)驗(yàn)原理、語言文字表達(dá)是否應(yīng)用專業(yè)術(shù)語。（1）實(shí)驗(yàn)原理及方法是否科學(xué)合理。（2）變量是否唯一。（3）是否設(shè)計對照實(shí)驗(yàn)，如果有則看對照設(shè)計是否合理。（4）實(shí)驗(yàn)步驟及操作是否正確，主要有以下情況：①漏做或?qū)嶒?yàn)步驟順序顛倒；②操作方法錯誤；③實(shí)驗(yàn)缺少重復(fù)組，存在偶然性。

（作者單位：湖北省恩施市龍鳳初中）