初中生物对照实验设计的教学

2019-04-09 03:24古雪锋

古雪锋

【摘 要】生物学课程中的科学探究是学生积极学习生物学知识,理解科学研究方法的一种活动。生物科学研究离不开生物实验。初中生物实验的设计往往离不开控制实验。初中生在实验设计中不能正确理解生物控制实验的设计,不能正确控制变量,不能正确得出实验结论。本文着重对初中生物对照实验设计的教学设计,为学生提供一定的指导,使学生在控制实验的科学探究设计中能够做好工作。

【关键词】初中生物科学探究;初中生物实验;初中生物对照实验;初中生物控制变量

【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A

【文章编号】2095-3089(2019)04-0215-02

生物学是一门自然科学。生物学教学与科学探究活动是分不开的。生物学课程中的科学探究是学生积极学习生物学知识,理解科学研究方法的一种活动。科学探究与探索性实验是分不开的。实验通常被设计成控制实验。初中生不能正确理解生物控制实验的设计,不能正确控制变量,不能正确得出实验结论。下面着重对控制实验的正确设计,为学生提供一些指导,使学生在控制实验的设计中做好科学的探究工作。

一、初中生物实验设计教学概念

在研究某一条件对研究对象的影响时,除了不同的条件外,实验都是在相同的条件下进行的。不同的条件是我们要研究的,这是实验设计教学的变量概念。

二、初中生物设计教学对照实验

(1)科学性原则:是所有原理的前提,实验设计是科学的。(2)单变量原理:根据单变量原理,它是处理复杂关系、简化复杂问题的标准之一。在不同的实验组中,只有我们想研究的因素是不同的,其他影响实验的因素都是相同的。(3)对比原则:是生物实验设计中的一项重要原则。在单一变量的前提下,通过比较可以有效地消除其他因素对结果的干扰,提高实验结果的可信度和说服力。可以说,单变量原理和对比原理是比较实验的基石和灵魂,单变量原理是对比原理的前提。对比实验是初中生刚刚接触到的概念,往往很难理解。现在我将重点介绍控制实验的设计方法和过程。

资料:某一家工厂最近引进了一种叫做“欣欣向荣饲料”的猪饲料。饲料厂正在向养猪户推广这种饲料,但养猪户不知道这种饲料是否对养猪有效,也不知道是否购买。学生能为养猪户解决这个问题吗?为了设计一个受控的实验,学生应该首先仔细研究他们所查询到的材料,找出这些材料的主要目的是什么。研究的对象是什么?也就是说,研究对象是什么样的生物体。本研究的主要目的是研究该饮料是否能有效促进猪的生长,研究对象是猪。我们可以用这句話来研究生鲜饮料对猪生长的影响。在界定了研究的主要思路之后,很容易知道本次探索性实验中的研究因素是什么,显然是欣欣向荣的饲料。

三、初中生对照实验的设计的教学

1.先将受试者分为实验组和对照组。

猪在这里分组,分为两组。这里编为一组,二组。研究对象的数量应该是适当的,不要太少,而且不太可能导致意外错误。两组猪的大小、生长和品种应在同一情况下,以排除其他因素对实验结果的干扰和影响。

2.找出研究因素,这里的研究因素都是欣欣向荣的饲料。

影响生猪生长的环境因素多种多样,如猪圈温度、猪圈通风、生猪品种、生猪日常管理等。所有这些因素都被称为除繁盛饲料之外的其他因素。其他因素不是指单一因素,而是指研究因素以外的因素。

3.控制变量。

两组受试者对研究因素的处理不同,其他因素在两组受试者中的处理相同。在本实验中,影响猪生长的因素是其他因素,如温度、猪舍通风、猪品种和猪的日常管理。在本对照实验中,我们首先将实验猪分为两组,第一组为实验组,第二组为对照组。实验组用肥美的饲料喂养猪。第二组没有喂饱欣欣向荣的饲料。其他环境因素在两组中进行了处理。根据以上各项,对影响猪生长的各种因素的控制是控制变量。在本实验中,第一组和第二组猪的研究因素是不同的。第一组喂的是茂盛的饲料,第二组没有喂饱欣欣向荣的饲料,两组的治疗有变化。因此,研究因素“欣欣向荣饲料”是变量或实验变量,其他因素在实验中都是在同一处理中控制的。它们对第一组和第二组猪有相同的效果。你可以把它们看作常量。

当然,每个探究实验是不同的,它们的变量是不同的,它们的常数是不同的,这取决于具体的探究实验。控制变量的作用是确保实验结果只由我们探索的因素引起,即“欣欣向荣的饲料”,而不是由其他恒定因素引起,排除其他因素的干扰。一般控制实验中只有一个变量,不能同时存在多个变量。也就是说,一个实验只探索一个问题。以下比较实验在设计中存在一些问题,无法得出正确的结论。

我们把实验猪分成两组。第一组为实验组,第二组为对照组。实验组猪为优良品种,对照组为普通品种。在实验组中,在实验组中我们给猪喂兴旺饲料,第二组对照组中不喂兴旺饲料,其他环境因素(温度、猪圈通风、猪的日常管理等)均在两组进行了相同的处理。

根据以上实验,第一组猪的生长速度越来越快,也越来越重要。能否得出这样一个结论:生长旺盛的饲料是有效的饲料?这是无法得出的,因为其他人会有疑问:第一组猪生长速度更快,而且显著增加,这可能是第一组猪品种是一个很好的品种,所以体重增加更快。控制实验没有很好地控制变量,同时存在两个变量。变量“猪品种”的干扰不能保证实验结果只由我们所探索的王兴旺“饲料”引起。

总之,生物探究实验是培养学生生物科学素养的重要途径。它对提高学生的实践能力、思维分析能力和解决实际问题非常有效。探究实验往往与比较实验的设计密不可分。正确理解控制实验的意义,合理设计控制实验的过程。学习比较实验设计,学生可以更自由地进行生物科学探究实验。

参考文献

[1]宁三国.王长春.例谈新课标下初中生物探究性实验的设计[D].新教育时代,2013年10期.

[2]赵莹清.罗占恒.农村初中生物实验教学的优化策略设计[J].当代教育论坛(教学研究),2011,12:121-122.

[3]兰世花.谢小会.对初中生物学科实验教学设计的几点思考[D].未来英才(下),2011年10期).

[4]孙良渝.梁霭然.李娅妮.浅谈初中生物课外实验的设计和开展[D].新课程·中旬,2010年11期).

[5]陈兴英.李红姣.缪世惠.基于教材初中生物课外拓展实验的设计和开展[D].学校教育研究,2011年15期.