浅谈初中生物教学中对照实验的设计

许昌市第十四中学   春洪生

生物学作为一门以实验为基础的学科，具有很强的实践性和严谨性。在初中生物课本中，有很多的实验和探究，其中大部分涉及到了对照实验，通过确定变量，设计实验组和对照组，培养了学生的辩证唯物主义观点，提高了学生的科学素养。

一、对照实验在中学生物教学中的重要性

新课程提倡教育要面向全体学生，要注重情感态度与价值观

的培养，提倡充分发挥学生的主体能动作用，培养学生自主性、探究式、合作与交流式学习方式。事实证明，初中学生处在一个乐于探索的阶段，虽然他们思维还没有达到一定的高度，但在科学的引导下，培养学生终身学习的愿望和能力，全面提高学生的科学素养，他们就很容易成为创新型的人才。

在初中生物教学的实验和探究活动中常常要涉及对照实验，如七年级上册“探究光对鼠妇生活的影响”、七年级下册“探究馒头在口腔中的变化”、八年级上册“探究菜青虫的取食行为”、八年级下册“探究花生果实大小的变异”等实验都要用到对照实验方法。通过“对照实验的设计”的教学培养了学生的探究精神，训练了学生严谨的思维方式，锻炼了动手能力，提高了自然科学素养，形成了自主性、探究式、合作与交流式的学习方式。所以，在初中生物教学中要重视“对照实验的设计”的教学。

二、如何设计对照实验

设计对照实验前必须明确以下几个方面的问题：

1、 明确实验目的

大部分探究实验通过研究课题就可以很清楚的知道实验目的，如：“探究光对鼠妇生活的影响”是要探究光照这一环境因素对鼠妇生活的影响。有些探究实验则不能从探究课题中一目了然的明确实验目的，如“探究菜青虫的取食行为” 要探究的是菜青虫取食十字花科植物这一行为是否是先天性行为。

2、明确实验变量

在明确了实验目的之后，找到影响该探究实验的因素，从而确定哪一因素是该实验的变量。如：“探究光对鼠妇生活的影响”实验变量是有无光照。

明确了实验变量，就要想办法控制实验变量，从而设计出实验条件和对照条件。如上一实验光照环境就是实验条件，黑暗环境就是对照条件。

3、明确无关变量

在“探究光对鼠妇生活的影响”实验中，鼠妇的生活还会受到其他因素的影响，如温度、湿度等，这些都是无关变量。为避免无关变量对探究实验的影响，这些无关变量都必须是相同的，并且是适合本实验正常进行的。学生在控制无关变量条件常常只考虑到要相同，而忽视条件还要适宜。

4、明确观测指标

观测指标有多种形式，可以是数量，如在黑暗环境中鼠妇的数目；可以是颜色变化，如未加唾液的馒头碎屑滴加碘液后变蓝；也可以是行为方式，如菜青虫吃不吃植物叶片。还有其他的形式，在此就不一一列举。不管是哪一形式的观测指标，一般都具有结果清楚、容易观测的特点。

在明确了实验目的后，控制实验变量和无关变量，区分实验组和对照组，设计合理的实验方案，实施实验，记录观测结果，根据实验结果分析得出实验结论。这是应用对照方法进行探究实验的一般流程。

三、中学阶段对照实验设计时应注意的问题

1、探究课题要具有科学性，要容易操作

生物学是研究生命现象的科学，所以生物探究的课题应该是科学的、严谨的。针对初中生物教学，参与探究的主体是初中生，因此探究实验的课题的设计要符合初中生的认知实际情况，设计出来的实验应该具有可操作性。

2、实验组和对照组要遵循单一变量原则

设计对照实验的理论核心是控制变量法，就是每一次只研究某一实验变量，而控制其余几个无关变量不变，从而研究这一实验变量对探究的影响。只有遵循单一变量的原则， 才能得到有效地实验结果，才能得出科学的实验结论，因此， 在设计对照实验时，一定要注意单一变量原则。

3、实验组和对照组无关变量要一致，要适宜

实验组和对照组无关变量的一致性，实际上也是控制变量法的一种体现。在设计对照实验时，实验组和对照组只研究某一实验变量，保持了其余的无关变量的一致，此对照实验的设计才是合理的、科学的。当然，无关变量的设计也应该符合探究的实际需求，能够使探究顺利进行。

4、观测结果的处理要科学，结论要严谨可靠

生物实验的影响因素很多，会有很多偶然现象发生，为了减少误差，应该多设计几组实验，这样才能得出合理的观测结果，才有说服力。对于观测指标是数据的，可以取多组实验的平均值作为最后的实验数据。对于观测指标是颜色变化的，同样也应该多设计几组对照实验，避免因偶然事件的发生而对实验结论造成影响。

5、多因素探究实验的对照设计

在初中生物教学中，存在多因素探究实验的设计，比如“馒头在口腔中的变化”实验中，要探究的实验变量有有无唾液和是否搅拌两个，当面对这种多因素探究实验时，不要害怕难度，把多变量的问题转变成多个单变量的问题，拆解后也就是多个实验组和对照组。如上述实验，可以先设计一组对照实验， 专门探究有无唾液对馒头变化的影响，然后再设计另一组对照实验，专门探究是否搅拌对馒头变化的影响。

综上所述，作为科学教育中重要学科之一的生物教育， 一定要重视初中生物教学中“对照实验的设计”，因为其不仅能充分发挥学生的主体能动作用，而且培养了学生严谨的思维方式，锻炼了动手能力，增加了学习兴趣，提高了自然科学素养，让学生学会科学探究的一般方法的同时，也形成了辩证的唯物主义观点，形成了自主性、探究式、合作与交流式学习方式。