中学生物实验理论教学浅谈

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1、中学生物实验理论教学浅谈　　摘要：传统的课堂教学中实验理论的教学是十分枯燥的。就通过不同的教学方式与技巧，使实验理论的教学变得生动有趣的具体方法进行了简要的阐述。　　关键词：中学生物；实验理论；教学方法　　在广东省高考的3+1理科综合科目中，生物实验设计类题目是必考内容之一。在备考辅导中，笔者发现，实验设计的理论指导是快速提升考生实验设计能力的有效途径。有了完备、准确的理论贮备，才能在实验题中举一反三，触类旁通。然而，实验理论是枯燥的、晦涩难懂的。只有教学技巧选用得当，才能够变枯燥为活泼，变晦涩难懂为生动有趣，让学生学得轻松

2、，学得扎实。在教学实践中，笔者尝试运用数学知识讲解专业术语，用通俗事例来理解实验设计方案，用人生感悟来诠释减法原理，收效甚佳，在此逐一列出，希望能够抛砖引玉，愿与广大同仁共勉。　　一、用数学知识学习专业术语　　变量（自变量、实验变量）、因变量、无关变量、额外变量共6个“变量”，逐一区分的常用方法是逐个进行概念讲解，但耗时长、效果差。笔者讲授这6个“变量”时，引入了数学的函数关系式y=f4（x）=ax2+bx+c，其中x是变量，又叫自变量，y是因变量，a、b、c是常数。该函数式研究的是自变量（变量）和因变量的关系，常数一定时，

3、因变量的大小是由自变量决定的。如果换成实验设计，x相当于该实验研究的对象，所以x除了在函数式中的变量、自变量这两个称谓外，也可被称作实验变量；y相当于该实验的结果，也叫因变量；a、b、c就相当于无关变量，它们不是实验研究的对象，但同样会对实验结果产生影响，为了排除无关变量的影响，实验要设计对照组，实验组和对照组除变量不一致外，无关变量应该全部一致；额外变量就是无关变量对实验结果造成的影响，实验设计的终极目的是要达到额外变量为零的境界，即实验结果的形成完全是实验变量造成的，与无关变量无关。利用数学函数式知识的迁移，逐一区分6个

4、称谓接近、容易混淆的概念，不仅降低了学习难度，而且提高了学生的学习兴趣，收到了事半功倍的效果。　　例如，在“唾液淀粉酶在水解淀粉”的实验中，所给定的低温（冰块）、适温（37摄氏度）、高温（沸水浴）就是自变量，而由于低温、适温、高温条件变化，唾液淀粉酶水解淀粉的反应结果也随之变化，这就是因变量。“唾液淀粉酶在水解淀粉”的实验中，除自变量（低温、适温、高温）以外，试管洁净程度、唾液新鲜程度、可溶性淀粉浓度和纯度、试剂溶液的剂量、浓度和纯度、实验操作程序、温度处理的时间长短等等，都属于无关变量。如果无关变量中的任何一个或几个因素，

5、对3个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定，则会对实验结果造成干扰，产生误差。　　二、用通俗的事例来理解实验设计方案4　　实验设计原则中最重要的原则是单因子变量原则和对照原则，这两个原则是相统一的，通过对照组的设置和实验条件的控制，排除无关变量的干扰，保证实验过程只受一个变量，即单因子变量的影响。实验设计步骤的核心内容是相同处理和不同处理，相同处理针对的是无关变量，不同处理针对的是变量。　　为了让学生理解单因子变量原则和对照原则以及相同处理和不同处理，笔者用了一个通俗的事例：某学生患感冒症状为头痛、发烧39℃、咳嗽、流鼻涕，持

6、续1天，先后服用感康胶囊，肌肉注射洁霉素，静脉滴注青霉素、双黄连，两日后痊愈。该生痊愈的原因是三种治疗方法的哪一种？如果通过实验来探究三种治疗方法疗效的优劣？这一发生在身边，甚至发生在自己身上的事例引发了同学的极大兴趣，热烈讨论之后，大家一致认定，该事例不足以说明任何一种治疗方法的疗效，因为这个事例里出现的是“三因子”变量，而非单因子变量，而要探究其疗效，就应该分成4组，4组的不同之处是服用感康胶囊；肌注洁霉素；静脉滴注青霉素、双黄连；不做任何治疗（患者自身有免疫力）。4组的相同之处是患者的年龄、性别、病情、抗病力、用药剂量

7、。上述4组的处理针对的是不同的治疗方法，即“单因子变量”处理，叫不同处理；而这4组患者的年龄、性别、病情轻重对疾病抵抗能力，这些因素同样会影响治疗效果，但这些因素并非实验研究的对象，因此，这些因素被称为无关变量。实验设计要排除无关变量对实验结果的影响，就要求3个实验组和1个对照组的无关变量一致。对无关变量的处理叫相同处理。不同处理和相同处理体现了单因子变量原则和对照原则。　　理论源于实践、用于实践，从实践中总结出来的理论更易为学生所接受。通俗的事例容易激发学生强烈的探索欲，老师的适当引导把学生分散的感性认知上升成集中的理性认

8、知，实验理论就在“不经意”中被学生理解了，掌握了。4　　三、用人生感悟理解减法原理，鉴定对照组和实验组　　验证Mg元素是必需元素，缺Mg培养液的为实验组。验证某条件是生命活动的必备要素的实验设计中，往往使用减法原理，即正常生命活动的实验为对照组，而缺乏了某项条件的实验为实验组。再如，验证C