浅 谈 探 究 性 实 验
许 昌 学 院 附 属 中 学
陈 俊 锋
2017年3月
浅谈探究性实验
摘要 探究性实验贯穿中学生物教材，能提高和培养学生的科学素养和实验操作能力。如何正确区分对照组和实验组是学好探究性实验的关键。
关键词 探究性实验 对照实验 对照组 实验组
生物学是一门因实验而发展和形成的学科，其学科特点是贯穿和综合了众多的实验。通过动手做实验来认识、了解、理解并掌握生物学知识是学习生物学不可或缺的途径，也是新课标的要求、既是培养生物学科学素养的很重要的一环，同时也是学生养成严谨的科学素质的重要方法。
新课标人教版中学生物教材设置了诸多类型的实验；诸如观察类、探究类、模型类、模拟类、验证类、技能类等。其中的探究性实验便是其中的典型性代表。
探究性实验是指实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己实验、探究、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认识活动；是依据实验结果来判断实验假设的正确性的实验。探究性实验是通过实验来解决问题,能够很好地激发学生的好奇心,培养科学探究能力和动手操作的能力。
但是探究性实验对于中学学生来说比较陌生，往往感觉无从下手。其实，对于此类实验还是有规律可循的。比如，该类型试验的一般探究过程有以下六个步骤：一、提出问题，二、做出假设（应依据提出的问题进行假设）三、制定计划，四、实施计划，五、得出结论，六、表达和交流。
但是实验具体如何来做，学生有时候还是会比较茫然无措。那么如何破解此类实验呢？我们可以按照以下的思路和规律来破解这一难题。下面我们以人教版七年级生物上册的“非生物因素对生物的影响”这一探究实验为例进行破解了。一：有关于“提出问题”这一步，我们应该依据所观察到的现象来发问和提出问题。这样我们的思路就不会出现偏差，从而导致整个实验的失败。具体到本实验我们所观察到得到现象是——鼠妇总是在阴暗的角落里被发现的。那么依据破解的思路提出的问题就应该是——“光会影响鼠妇的分布吗？”二；关于“做出假设”这一步骤，既是整个实验的核心，也是整个实验的难点和重点，但学生往往不清楚如何进行假设。其实破解的思路就是——假设必须依据第一步提出的问题来设定假设，也就是说这个实验中的假设就应该围绕“光”来制定了。那么制定假设就很简单了，因该是——“光会影响鼠妇的分布。”当然了既然是假设，那么假设的种类就比较多了，该实验中还可以这样设定——“光不会影响鼠妇的分布。”三；制定计划和实施计划就要依据“做出假设”来进行和开展了。具体到这个实验，我们的制定的计划就是设置两套装置来进行探究：一组是阴暗无光另外一组是有光。然后放入相同数量的鼠妇进行实验。四：在得出结论这一步骤中我们要学会区分“结果和结论之间的关系”，一般而言，结果是我们观察到的是实验现象，而结论则是我们依据假设和结果获得的。这个实验我们所观察到的现象就是阴暗无光处鼠妇分布较多而有光处则较少，也就是说实验的结果就是无光处鼠妇较多而有光处鼠妇较少。而这个实验的结论也就由此得出了，就是——“光会影响鼠妇的分布”。通过本实验我们就可以概括出来“问题、假设和结论之间的关系就是——三者之间除了标点符号不同外，其他相同。”这样一个简单的解题规律了。
而探究性实验中往往隐含了对照试验。对照试验是中学生物学科中另外一个非常重要的实验，也是探究性实验的基础，同时也是一个对于学生来说更加难以把握的实验。
对照试验是指一般进行某种试验以阐明一定因素对一个对象的影响和处理效应或意义时，除了对试验所要求研究因素或操作处理外，其他因素或条件都保持一致或是相同“或是说都不进行处理”，并把试验结果进行比较的试验。对照实验进行实验时，要同时进行对照实验，是因为要在同一环境下得出两种实验结果来用作定性及定量的对比分析。
常用的对照类型有自身对照、条件对照、空白对照、相互对照等多种类型。因此类型繁多的对照实验给教师和学生的工作和学习中带来了不少的困惑。
自身对照：是指实验组与对照组是同一对象，不另外设置对照组。如“植物细胞质壁分离和复原”实验，就是一个自身对照的实验。自身对照关键是要看清楚实验处理前后现象变化的差异，实验处理前的实验对象状况作为对照组，实验处理后的实验对象变化则作为实验组。
条件对照：指虽给对象施以某种实验处理,但这种处理是作为对照意义的,或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的，或者说不是所要研究的处理因素。即虽给对照组施以部分实验因素，但不是所研究的实验处理因素；这种对照方法是指无论实验组还是对照组的对象都作不同条件的处理，目的是通过得出两种相对立的结论，以此来验证实验结论的正确性。例如,七年级下册的“动物激素饲喂小动物”实验,其实验设计方案如下:A组:饲喂甲状腺激素(实验组);B组:饲喂甲状腺抑制剂(条件对照组);C组:不饲喂药剂(空白对照组)。显然,B组作为条件对照。该实验既设置了条件对照,又设置了空白对照,通过比较、对照,更能充分说明实验变量---甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育。
空白对照：指不做任何实验处理的对象组。例如，在“观察玉米种子的结构”的实验中，将玉米浸泡后纵切为两半，分为甲、乙两组。向甲组滴加碘液，而乙组不滴加碘液。放置一段时间后，观察并比较它们颜色的变化。这样的实验中，甲为实验组，乙为对照组，且乙为典型的空白对照。通过上述实验我们可以更清楚空白对照的作用，也就是能明白地通过对比和衬托出实验的变化和结果，增强了说服力。
相互对照：是指不单独设置对照组，而是几个实验组之间相互对照，其中每一组既是实验组也是其他组的对照组，由此得出相应的实验结论。一般是在探究某种实验因素对实验结果的影响不明确的情况下使用，通过实验的相互对比，确立实验变量和反应变量的关系。互对照能较好地平衡和抵消无关变量对实验结果的影响，从而使实验结果更具有说服力。例如：在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验中，需要设置有氧和无氧两个条件或是两个组别，以探究酵母菌在有氧和无氧两个条件下细胞呼吸的方式，这两组的实验结果都是事先未知的，通过对比从而可以看出有氧和无氧两个条件时酵母菌细胞呼吸的不同。
对于类型繁多的对照实验，我们只有在遵循其实验原则的前提下才能有效的把握.对照试验的原则有以下几点：1、科学性原则。2、可重复性原则。3、可操作性原则。4、单一变量原则。5、对照原则。
通常情况下，一个对照实验分为实验组和对照组，甚至有更多的对照。从以上的实验案例我们可以看出：正确判断出一个实验中的对照组和实验组的难度非常大。但是我们又必须只有在准确地判断出来的前提下，才能得出正确的实验结果。不同的实验其实验组和对照组的判定是不同的。因此对于实验组和对照组的确定我们要依据实验的具体情况分析确定。例如七年级上册实验“绿叶在光下制造有机物”，这个实验的对照组和实验组的区分依据是：本实验是为了探究绿色植物是在光下制造有机物的，所以教材对该试验进行了一定的处理：“把植物放在暗处进行暗处理若干时间用以消耗原有的淀粉，”以免对实验结果造成干扰。明白了教材的意图后我们就以此为依据来确定实验组和对照组了。按照对照实验的原则和相关的概念，该实验是为了探究光的作用，所以该实验的变量就是——光。那么对照组和实验组就要围绕“光”这个变量条件来设置了。按照探究性实验的一般步骤或原则，要提出的假设就是——合成有机物需要光或是不需要光。那么按照对照组不对实验对象加以处理的原则，本实验的对照组就可以确定为“遮光部分”，而“未遮光部分”就是实验组。
综上所述，对于此类实验的正确解决思路应该遵循实验本身的原则、明确划分依据、看透实验的本质核心，才能对探究性实验进行有效的、正确的探究，才能游刃有余。
