实验

王海玮

1什么是“实验——探究”模式

“实验一探究”模式就是通过生物学实验创设问题情景，激发学生的探究欲望，使学生自主地进行探究，并通过实验不断发现新问题从中获取新知识，并获得全面发展的一种教学模式。在“实验—探究”模式中，“实验：是手段，“探究”是核心，是一种对实验教学功能全面开发的教学模式，是一种以学生发展为目标的探索性、发现性学习的实验教学模式，是最具有典型意义的教学模式。

2“实验一探究”教学模式的目标

“实验—探究”教学模式的目标是：通过实验创设的问题情境，激发学生的探究欲望，使他们依循科学的方法自主地进行探究，通过实验不断地发现问题，或通过实验去验证自己的理论假设，从中获取新知识，体验科学的思维方法，养成良好的科学研究习惯，培育出科学的精神和态度。

3“实验－探究”教学模式的教学程序

“实验—探究”教学模式的教学程序可表示为：问题一实验一讨论，即按“问—做—议”的程序组织教学。根据学习内容的不同，这种教学模式可分成下面两种形式：

问题(探究的方向)一实验(发现)—结论；问题(理论假设)一实验(验证假设)一结论。

在具体的教学过程中，在问题与实验两个环节之间往往还增加一个附属环节——实验设计，即用怎样的实验解决问题的思考。教师根据不同的学习内容，可以灵活地运用以上两种形式，但会略有侧重。

例如，可以用形式甲，即“问题一实验发现—结论”的模式来学习生物学概念和理论的知识，如下面的课例一；也可运用形式乙，即“假设一实验验证一结论”的模式，来学习生物的探究知识，如下面的课例

课例一：

师：植物光合作用产物是否产生氧?怎样设计实验来探究这个问题呢?教师可引导学生做普里斯特的实验：蜡烛单独放在密闭容器内容易熄灭，而与植物一起放在容器则不易熄灭。

学生活动：设计系列可行性实验，求证“秋海棠”光合作用是否放出氧气。

师：植物在光合作用中产生了什么?提示学生淀粉遇碘变蓝。

学生活动：萨克斯实验：“饥饿”处理的叶片，部分见光几小时后，剪下脱色，用碘液处理，见光一半遇碘变蓝，遮光一半不变蓝。

师：水是通过叶片的那个结构进入叶肉细胞的?

生：是通过叶脉。

师：光合作用的原料有水吗?引导学生验证水是光合作用的原料。

学生活动：设计将叶片主脉切断，观察叶片是否有淀粉产生，验证水是光合作用的原料。

师：光合作用需要二氧化碳吗?引导学生验证植物进行光合作用吸收二氧化碳。

学生活动：设计出利用氢氧化钙吸收二氧化碳的实验，验证植物光合作用吸收二氧化碳。

师：光合作用需要叶绿体及叶绿素?

学生活动：对比绿叶、枯叶的光合作用，验证叶绿体即叶绿素与光合作用的关系。

注意：设计实验时，学生容易忽略对照实验的设置，单一变量的控制，实验现象的变化，教师应适时指导。

对照试验：在研究某种因素对实验现象的影响时，除了这个因素不同以外，其他条件都相同，这样的实验叫对照实验。通过对照实验，得出结论：光合作用需要水和二氧化碳，产物是淀粉和氧气，条件是光，场所是叶绿体。这种模式对光合作用的概念的学习获取新知识有帮助，也是学生积极主动参与知识的建构，使知识转化为个体内在认识结构的过程。

课例二：

如：现有一种植物的种子，已经知道它的萌发受水分、温度和氧气的影响，但不了解其萌发与光是否有关，为探究光的有无对该种子萌发的影响，请你依据所给材料和用品设计实验的方法和步骤，预测可能的实验结果，并分别得出结论。

探究性生物实验应当要求学生在明确实验要求、目的的前提下遵循实验设计操作方便、程序合理、药品节约、依据现象推测结论的原则进行设计，一般可分以下几个环节。

2.1理论假设的提出

根据题目要求，确定试验的条件即实验变量x，实验时要控制“变量”。一般只确定一个变量，即惟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x存在时，事件p可能发生；当条件x改变时，若事件p发生，能得出结论；若事件p不发生，能得出何结论。

2.2设计探究性假设

分五个步骤进行：

(1)实验准备：包括必要的实验器材及药品的准备。

(2)满足条件x设计一个实验，观察事件p能否发生，发生的程度如何?

(3)条件x改变设计一个实验，观察事件p能否发生，发生的程度如何?

(4)设计对照实验。对照的常用方法有以下几种：a：空白对照，不给对照组任何处理因素；b：条件对照，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；c：自身对照，对照和实验都在同一研究对象上进行；d：相互对照，不单独设立对照组，而是几个实验组相互对照。

(5)梳理：实验是否遵循“单因子变量”、“平行重复”原则。

仔细观察并准确记录实验现象，并根据实验现象作出相应的结论，一般规律是：

(1)若条件x存在，事件p能发生；条件x改变，事件p不能发生(或发生程度改变)，得出结论。

(2)若条件x存在，事件p能发生；条件x改变，事件p能发生(或发生程度改变)，得出结论。

(3)若条件x存在，事件p不能发生；条件x改变，事件p能发生(或发生程度改变)得出结论。例题解析：根据题目要求可知，“水分、湿度、氧气”是条件x；因此可以做出“当水、温度、氧气条件满足时，种子可能萌发，也可能不萌发；当水、温度、氧气、光照条件满足时，种子可能萌发，也可能不萌发”的理论假设。实验设计如下：取两组培养皿，各倒入等量的适量的水，将1组置于黑暗的环境中，2组置于有光的环境中，培养过程中使两组的水、温度、氧气等的状况相同。1组试验组与2组对照，符合“单因子变量”、“平行重复”原则。

可能的实验结果及相应的结论：(1)1组萌发2组不萌发，光抑制种子的萌发；(2)1组萌发、2组也萌发，该植物种子不受光的影响；(3)1组不萌发2组萌发，光是该植物种子萌发的必要条件之一。

可以看出，这种可以灵活运用于各种课型各种知识学习的教学模式，对培养学生的科学思想，科学素质是极为有利的。

4“实验——探究”教学模式运用的条件

在生物教学中，“实验——探究”教学模式的运用是需要一定条件的。其中主要有4个：一是硬件设备，如生物实验室的数量，实验室的仪器设备等；二是教师教学观念的转变，素质教育的质量观，以生为本的师生观等都是很重要的；三是教师要有较为娴熟的课堂教学技能，包括提问的技能、组织讨论的技能、指导实验的技能，尤其是组织教学驾驭课堂的技能；四是和谐民主的师生关系，愉快的课堂气氛，这也是“实验—探究”能否顺利实现必不可少的。

5“实验——探究”教学模式运用的关键

在运用“实验——探究”模式时，不管依照“问题——实验发现——结论”的思路，还是“问题(理论假设)——实验(验证假设)一结论”的思路，能否达到预期的目标功能，一个重要的关键是要有一个成功的实验问题情境的创设。

创设教学情境的目的，主要是为了激发和启发思维。兴趣是构成学习心理的动力系统中情感，意志的最活跃因素。思维是能力的核心，启发思维是生物教学中培养能力，发展知识，进而提高学生科学素养关键的一步。

并不是任何实验都可以成为情境的。能设置情境的实验，必须内含足够的思考性和趣味性，必须能启动学生思维的欲望。这样的实验不一定很复杂，但现象一定要明显，一定要有同步设计的问题组。

创设教学情境在实验教学的设计中十分重要，但却不容易，好的教学情境必须能激发学习兴趣，启动学生思维，不是任何一个实验成者提问都可以自然而然地成为教学情境的，这需要教师的精心设计。