基于提高中学生生物科学素养的高中生物实验多元教学策略研究.doc

基于提高中学生生物科学素养的高中生物实验多元教学策略研究 Tactics studies of multivariant teaching of bioexperiment Owing to improving of middle school students bio-science accomplishment ABSTRAC This research base on the idea of improving of middle school bio-science accomplishment in standard course of biology experiment draft,guided by multivariant intelligence theory, to study how to put multivariant teaching tactics experiment into practice in high school bio-teaching.This study based on the teaching material and the current level of students, through puting multivariant teaching tactics experiment into practice, to realize the teaching effect and the problem remaining to be solved in teaching and to find the effective method to improv the quality learning bio-science conscientiouslyThis artical is discussed from the several aspects following:Preface: Introduce the study background, study significance and the current research situationSection one: The theory study of science accomplishment and bio-science accomplishment: Discuss the connotation of science accomplishment and bio-science, and construct the valuation index of bio-science accomplishmentSection two: The basic theory of bio-experiment teaching: the basic theory of middle school bio-experiment teaching is able to build a platform for contracting and realizing multivariant teaching tacticsSection three: The study of the relationship between the high school bio-experiment and the science accomplishment: to make bioexperiment and bio-science accomplishment relation clear in different point of view, in order to improve bio-science accomplishment in teaching tacticsSection four: The study of multivariant teaching tactics for improving bio-science accomplishment: multivariant intelligence theory is coincident with the idea of reformation of new course for improving bio-science accomplishment; multivariant intelligence is not only the aim but also the content of teaching, and also the measure and tactics of teachingSection five: Practice and case revelation of multivariant teaching tactics for improving bio-science accomplishment: this part is the main body of the article, mainly discuss the practice in the experimental teaching of the high school bio-teaching tactics, including the process and measure of the study, test and theinquiring result, the analysis and discuss of result and the correlative conclusion is also includedThe object of this research is the four class of sophomore in our school, divide the students into comparison group and experimental group, we teach the experimental group with multivariant teaching tactics and the comparison group in the routine way; the knowledge, ability, method , emotion attitude of student is studied,the former and test result is made T-test, self-partner test and one way ANOVA taking level of significance is 0.05, so that to estimate the effect of multivariant teaching tactics for promoting high school students bio-science accomplishment. The analysis result shows no significant different in knowledge,the emotion attitude level between the two groups partner probability of T-test is 0.268, 0.575, respectively; The experimental group obviously precede the comparison group in T-test designs analysis, experiment method and apply scientificly partner probability of T-test is 0.001, 0.002, 0.031, respectively, difference is come from mainly in teaching method. major students have interest in this teaching tactics very much, think that it is helpful to develop their discipline thought, and their bio-science accomplishment has had very big rise for example analysis, the ability of experiment design, and understanding and mastery to science process and methodSection six: This section mainly put forward proposals for multivariant teaching tactics in teaching target ascertaining, the content of courses choosing, and teaching process combined with the teaching practice. The author think that teaching target ascertaining, the content of courses choosing, and teaching process are the main factors affecting the effect and target-reaching of teaching.We should ascertain the target according to the course criteria and the actual level of student in teaching, and put teaching into practice according to concrete content;We should create circumstances and atmosphere in practicing, to encourage active thought of student , accomplish studying, help students to structure new knowledge, promote their ability, and improve bio-science accomplishment gradually.Certainly, the promoting effect of multivariant teaching tactics in experiment operation, thought and solving the actual problem etc, for high school pupils is to be studied further now the day after tomorrow Keywords: High school bio-teaching, multivariant teaching tactics, Bio-science accomplishment学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确说明并表示谢意。日期:作者签名: 学位论文授权使用声明 本人完全了解华东师范大学有关保留、使用学位论文的规定,学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅。有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索。有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。 学位论文作者签名: 导师签名:日期: 日期: 黄雪丽教育硕士学位论文答辩委员会成员名单 姓名 职称 单位 备注 目 录 前 言1 第一章 科学素养及生物科学素养的理论研究.3 第一节 科学素养与生物科学素养的内涵.3 第二节 生物科学素养的评价.4 第二章 生物实验教学理论6 第一节 教育学原理?多元智能理论6 第二节 生物实验设计的有关原则.9 第三章 高中生物实验与科学素养的关系研究12 第一节 现行人教版实验教学目标与生物科学素养的关系.12 第二节 现行人教版实验设计与生物科学素养的关系.13 第三节 现行人教版实验内容与生物科学素养的关系.14 第四节 现行人教版实验方法与生物科学素养的关系.17 第五节 高中生物实验教学现状与生物科学素养的关系18 第四章 多元教学策略提高生物科学素养的研究.21 第一节 多元教学策略分析21 第二节 选择恰当教学策略,实现昀优的教与学的方式.24 第三节 多元教学策略提高生物科学素养的分析31 第五章 多元教学策略提高生物科学素养的实践及个案展示.39 第一节 研究过程与方法.39 第二节 测试和调查结果.59 第三节 结果分析与讨论.61 第六章 对多元教学策略实施的几点思考、建议及研究的局限.64 第一节 研究结论.64 第二节 思考与建议64 第三节 研究局限.65 结 束 语.65 附录I 策略教学实施前生物科学素养水平的调查问卷.67 附录II 策略教学实施后生物科学素养水平的调查问卷.71 附录 攻读学位期间发表的学术论文75 参考文献.76 致 谢.78 基于提高中学生生物科学素养的高中生物实验多元教学策略研究 前 言 世界各国都在根据时代变化纷纷进行教育改革,调整教育培养目标,对人才素质提出新的要求。基础教育课程改革纲要试行提出“以培养学生创新精神和实践能力为重点”实施素质教育。2001年教育部制订的生物课程标准提出三大理念中提高生物科学素养是排在第二位的,2003年4月教育部制订的普通高中生物课程标准(实验)中提出的四大基本理念则把提高生物科学素养提升到了第一位,并明确指出提高每个高中学生的生物科学素养是本课程标准实施中的核心任务。教学改革的基本任务是构建与培养和提高科学素养相匹配的课程体系和教学模式及教学策略。 社会工作的科学化对于国民的科学素质提出了更高的要求,当今社会科学技术转化为生产力的周期越来越短,一些高科技含量的产品迅速涌入现代人的生活中,这种科学的社会化要求现代人要有较高的科学素质,才能够适应这种变化并提高自己的生活质量。因此,具备基本的科学素养,也是公民适应现代生活的需要。我国劳动者科学文化素养偏低,已成为制约中国经济发展、社会进步和国际竞争力提高的关键因素。 国民科学素质的培养应以中小学基础教育为主渠道,中小学基础教育进行的是学科教育,中学理科教育中旨在提高学生科学素养的课程理念,已成为当今理科课程发展的一个共同趋势。生物学是一门实验学科,通过实验教学更有助于学生提高对科学和探索未知的兴趣,更有助于养成科学态度和科学精神,树立创新意识,更有助于学会生物科学探究的方法,更有助于培养分析和解决实际问题的能力以及交流与合作的能力。也就是生物实验教学更有助于提高生物科学素养。 中国科协在20世纪90年代初借鉴国际通用的测试公众科学素养的指标体系和方法,于 1992、1994、1996、 2001、2003 和 2005 年进行了六次全国范围(不包括香港、澳门和台湾)的中国公众科学素养调查。2003 年我国公众的科学素养水平达到1.98%,比2001年的1.4%增长了约0.6个百分点,比 1996 年的 0.2%提高了约 1.8 个百分点。我国公众科学素养的发展虽然出现了逐步增长的趋势。但与发达国家相比,我国仍处于落后地位。2000年美国公众达到基本科学素养水平的比例为17%;1992年欧共体公众科学素养水平已经达到5%;1989年加拿大公众科学素养已经达到4%;日本在1991年已经达到 3%。2001年,欧盟15国、美国、日本都进行了对本国公民的科学素养的调查。对科学知识调查共同采用的 11 个测试题目进行比较,瑞典排在1第一位,将近 73%的瑞典国民对这些科学技术观点达到了解的程度。其他达到 60%以上比例的国家有 8 个:荷兰、丹麦、芬兰、美国、英国、法国、意大利和奥地利。达到50%到60%之间的7个:德国、卢森堡、比利时、日本、西班牙、爱尔兰和希腊。在40%至50%之间的有葡萄牙。中国接近40%的公民达到了解的标准,在18个国家中,我国排在昀后。 多元智能理论在国外已深入中小学及幼儿教育一线,在各类学校中有一批立志于研究的专家、教师、家长、校长等,从理论到实践形成了系列和一定的规模,并取得了一定的成效,有了成功的经验,国外关于多元智能在中小学中应用的书籍也有不少翻译成了中文。多元智能理论在我国教育界发展不过数年,理论研究还没有形成自己的特色,实践研究刚刚起步。在该理论指导下实验教学策略的研究比较少,基于提高生物科学素养的生物实验教学策略的研究更少。 目前生物实验教学现状的主要倾向是盲目跟风,由于对教学理念中探究性学习理解的偏差导致把所有实验都变成探究,并构建单一模式框架所有实验。笔者认为这种倾向不利于提高学生的生物科学素养。单一模式的研究抹杀了不同实验的差别,也就错失了不同层面的科学素养的培养,并且忽视了学生差异,科学素养的提高就显得比较苍白。基于此,笔者提出该课题-基于提高中学生生物科学素养的高中生物实验多元教学策略研究。在多元智能理论的指导下,借鉴实验教学已取得的成果,分析教材实验,找出实验和科学素养间的联系,实施不同的教学策略以昀大程度提高学生的生物科学素养。对于丰富多元智能理论内容有着重要的实践意义,对于生物实验教学策略的研究具有借鉴意义,对于提高学生的生物科学素养有着重要的现实意义。 2第一章 科学素养及生物科学素养的理论研究 第一节 科学素养与生物科学素养的内涵 科学素养昀早是由美国学者赫德(P. D. Hurd)在1958年提出的,表示个人所具备的对科学的基本理解。科学观和科学教育观是科学素养观的哲学基础。国际上普遍认为,科学素养由三个方面组成:1、对于科学知识达到基本的了解程度;2、对科学的研究过程和方法达到基本的了解程度;3、对于科学技术对社会和个人所产生的影响达到基本的了解程度。 美国于 1996 年推出美国国家科学教育标准。该标准的“第二章原则与定义”中,对“有科学素养”作了定义:“有科学素养是指了解和深谙进行个人决策、参与公民事务和文化事务、从事经济生产所需的科学概念和科学过程。有科学素养还包括一些特定门类的能力。”在上述定义下,美国国家科学教育标准对科学素养内涵作了更具体的描述: (1)有科学素养意味着一个人对日常所见所历的各种事物能够提出、能够发现、能够回答因好奇心而引发出来的一些问题。 (2)有科学素养意味着一个人已有能力描述、解释,甚至预言一些自然现象。 (3)有科学素养意味着一个人能读懂通俗报刊刊载的科学文章,能参与就有关结论是否有充分根据的问题所作的社交谈话。 (4)有科学素养意味着一个人能识别国家和地方决定所赖以为基础的科学问题,并且能提出有科学技术根据的见解来。 (5)有科学素养的公民应能根据信息源和产生此信息所用的方法来评估科学信息的可靠程度。 (6)有科学素养还意味着有能力提出和评价有论据的论点,并且能恰如其分地运用从这些论点得出的结论。美国国际科学素养促进中心主任米勒(J. Miller)教授为了便于大规模科学素养调查,提出了科学素养概念的三维模型,它包括三个维度:对科学原理和方法(即科学本质)的理解;对重要科学术语和概念(即科学知识)的理解;对科技的社会影响的意识和理解。现在,许多国家公民科学素养的调查都按照米勒模型进行问卷设计。 生物科学素养:根据生物课程标准是指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观。在新的生物课程标准中,把"提高生物科学素养”这一课程理念转化为课3程目标的三个维度:知识、能力、情感态度与价值观。课程标准中的知识、情感态度与价值观、能力三个维度在课程实施中是一个有机的整体。它反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平,以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。科学素养教育的第一特点在于其基础性,即使所有受教育者都具备一种昀基本的学识、能力、思想和品质,发展和培养学生科学素养的基础在于掌握科学基础知识。科学技能是构成科学素养的另一个基础要素。创新,是科学精神的灵魂,是构成科学素养的重要因素。科学思维和方法是科学素养的核心要素。情感不仅指学习兴趣、学习热情、学习动机,更是指内心体验和心灵世界的丰富。态度不仅指学习态度、学习责任,更是指乐观的生活态度、求实的科学态度、宽容的人生态度。价值观不仅强调个人价值,更强调个人价值和社会价值的统一;不仅强调科学的价值,更强调科学价值与人文价值的统一;不仅强调人类的价值,更强调人类价值与自然价值的统一,从而使学生从内心确立起对真善美的价值追求以及人与自然和谐可持续性发展的理念。 第二节 生物科学素养的评价 “生物科学素养”是新课标的核心理念,支撑“生物科学素养”这一核心理念有三根支柱,就是“知识”“能力”“情感态度与价值观”。三根支柱构成了生物教育的主体空间,三者整合交融,并贯穿于新课标的各个部分。生物科学素养关注人的发展,综合考虑学生的发展、社会需求和生物科学的发展,加强了人对环境的认识、理解以及人与环境的和谐发展。因此,对生物科学素养的评价主要从知识、能力、情感态度与价值观三个纬度来进行。表1?1生物科学素养评价指标 评价指标 评价内涵 知识 对生物学知识(如实验结论)的掌握情况 科学应用能力 运用科学知识解决实际问题的能力 能力 实验设计分析能根据要求进行实验设计以及对实验原理、过程、现象、结论力 的分析能力 对教学中涉及的实验方法的掌握情况;在具体情境中的研究过程与方法 能力。 4实事求是精神 热爱科学、锲而不情感、态舍、敢于独立思在具体情境中,决策自己的行为 度、价值考,解决实际问题 引导学以致用,培养不懈的科学精神 观注意身边熟视无睹的现象,用科学的实验验证其推测 5第二章 生物实验教学理论第一节 教育学原理?多元智能理论 哈佛大学心理学教授霍华德?加德纳于1993年出版的多元智能和其他著作中对八种智能作了如下简介:(1)语言智能是指用言语思维、用语言表达和欣赏语言深层内涵的能力。作家、诗人、记者、演说家、新闻播音员都显示出高度的语言智能。(2)逻辑?数学智能是指人能够计算、量化、思考命题和假设,并进行复杂数学运算的能力。科学家、数学家、会计师、工程师和电脑程序设计师都显示出很强的逻辑?数学智能。(3)空间智能是指人们利用三维空间的方式知觉到外在和内在的图像,能够重视、转变或修饰心理图像进行思维的能力,如航海家、飞行员、雕塑家、画家和建筑师所表现的能力。(4)身体?运动智能是指人能巧妙地操纵物体和调整身体的技能。运动员、舞蹈家、外科医生和手艺人都是这方面的例证。(5)音乐智能是指人敏锐地感知音调、旋律、节奏和音色等的能力。具有这种智能的人包括作曲家、指挥家、乐师、音乐评论家、制造乐器者和善于领悟音乐的听众。(6)人际关系智能是指能够有效地理解别人和与人交往的能力。成功的教师、社会工作者、演员或政治家就是昀好的例证。由于近来西方文化已经开始认识到心智与身体间的联系,并开始重视精通人际交往行为的重要价值。(7)自我认识智能是指关于建构正确自我知觉的能力,并善于用这种知识计划和引导自己的人生。神学家、心理学家和哲学家就是拥有高度的自我认识智能的典型例证。(8)自然观察智能是指观察自然界中的各种形态,对物体进行辨认和分类,能够洞察自然或人造系统的能力。学有专长的自然观察者包括农夫、植物学家、猎人、生态学家和庭园设计师。 多元智能理论认为,每个人都不同程度地拥有相对独立的八种智能,而且每种智能有其独特的认知发展过程和符号系统。因此,教学策略就应该根据教学对象和教学内容而灵活多样,因材施教。教师应当让学生积极地参与教学活动,并根据不同的教学对象和内容采取不同的教学方式,即使是同样的教学内容也可以通过不同的方式和手段帮助学生理解和掌握,使学生成为学习的主人。学校和教师的任务就是要有适合学生特点的有效方法,从而促进每个学生全面充分地发展。对教师而言,更为重要的是,不仅要辨认我们身心系统的智能,而且要认识到我们能够为学生创设一个生活和学习的“聪明环境”,使他们置身于积极、富有营养、充满刺激和交互作用的环境里,才能够持续地促进心智能力的发展。 多元智能理论是一种“内在建构性”的学习观,在对教学本质及特点的理解上,多元智能理论与建构主义的学习理论有相同之处,即都特别强调每个人都6是以自己的方式来理解知识和建构自己对事物的认识的。因此,多元智能理论在教学中特别关注学习者个体智能的差异对教学的意义。在加德纳看来,按照多元智能理论,智能既可以是教学的内容,又可以是教学内容沟通的手段或媒体,这个特点对于教学是很重要的。在他的系列著作中,他强调学校教育的改革必须重视“学生个体的差异”。多元智能理论对学习和教学理解的新视角,决定了多元智能教学的如下特点: 1.教学过程的生成性。多元智能理论将教学过程界定为一种生成性的过程。加德纳没有直接论述教学过程的这种生成性,但在他的著作受过训练的智能一书中提出,在多元智能理论的基础上要建立理解的课堂教学.而这种理解的课堂教学就是“重在理解的建构主义者的课堂教学”。借用建构主义的观点,我们可以将教学过程的生成性理解为两个方面:其一,建构主义认为知识是主体与环境相互作用的结果,这种知识的构建以同化和顺应两种方式进行。其二,建构主义强调学习的主动性、社会性和情境性。在加德纳的著作中,他倡导和建议学校教育应注意吸收两种非学校模式“师徒模式”和“博物馆”的社会场景化学习过程和社会场景化学习环境的有效成份,在教学评估中,他主张进行与学习过程相一致的情景化评估。 2.教学目标的全面性。多元智能理论主张教学目标的全面性。加德纳的观点是学校教育的宗旨应该是开发多种智能并帮助学生发现适合其智能特点的职业和业余爱好。他认为学校教育的目标并不只是培养学生的智能或基本学科内容和技巧,而是学生必须对待定的学习主题有深入的理解,有进一步独立思考和解决问题的能力。多元智能是达到好的教育的助手,多元智能理论不仅在帮助学生的学习上有特别的功用,而且在帮助学生达到某种有价值的成人角色状态方面也有特别的功用。总之,在加德纳看来.多元智能的教学目标是利用个别差异的心理表征的不同方式。以多元智能为教学上的“多元切入点”,为所有的学生都提供发展的多元途径,实现真正的理解,并使教学与学生的现实及将来的生活真正相联。3.学生角色的主动性。多元智能的教学强调教学过程中学生角色的主动性。学生角色的主动性可以从两方面来加以解释:其一,教学过程的师生关系是一种主体间的关系。加德纳在提出多元智能的学校以“个人为中心”的学校时,就首先强调了尊重学生的重要性。以“学习者为中心”是多元智能教学理论的根本倡导,这种“中心”强调了教师对学生主体角色的认同。其二,教学过程是学生主动积极的一种实践活动。加德纳在教学中强调学生的参与,他提倡为学生准备范围更广的可供选择的课程。学生的自主选择,在多元智能的教学中与建构主义的观点一样,被看为是学习和教学中“建构”过程的开始。在教学7评估中,加德纳更是重视儿童自我评估的重要性。他认为学生通过对自己的评量分析,会产生对自己学习的反思,从而能对自己的学习和发展具有更自觉的责任。 多元智能理论在我国已有实践成果。根据教育部“十五”课题“多元智力理论与幼儿教育改革”的研究与实践,专家们编撰了实践中的多元智力理论丛书教育科学出版社,是研究的重要成果之一。丛书突出的是理论在教育实践中的应用,强调应该具有较强的可操作性和可借鉴性。目前本套丛书已经出版了 3 本,分别是多元智力理论与多元智力课程研究、智慧的课程?利用多元智力发掘学生的全部潜力和自然智力?校园中的科学,另外北京师范大学心理学院孟庆茂教授基于多年实践写成的多元智力的教与学以及北京师范大学国际与比较教育研究所曾晓洁老师的多元智力理论与学校教育改革等也将出版。多元智力理论与多元智力课程研究一书是此套丛书中的第一本,对了解加德纳的多元智力理论及其在国外和境外的教育实践有较高的参考价值。该书共分四章:第一章是多元智力理论研究,分析了多元智力理论产生的时代和理论背景、基本内容、主要涵义以及对我国教育改革特别是课程改革的积极意义。第二章是多元智力课程研究,在以光谱方案、新汇流课程、艺术推进课程等为典型课程模式考察西方的多元智力课程后,还广泛地涉猎了如奇异学校、新城市学校及欧汉森学校等课程个案。第三章是在比较中认识多元智力理论与课程,在把多元智力理论与当代有关的智力概念和理论如情绪智力、非智力因素、三重智力理论以及学习风格等进行了比较研究,对多元智力课程与其他课程如高展课程和瑞吉欧课程进行了比较研究。本书昀后一章是多元智力理论与课程引发的思考,分别探讨了多元智力理论与教育特征的变化、多元智力理论与教师角色的转变、多元智力理论与多元文化教育、多元智力理论与人的可持续发展等内容。智慧的课程?利用多元智力发掘学生的全部潜力是一本译作,原作者是多年来致力于研究如何将多元智力理论落实到课程实践中的美国教育家大卫?拉泽尔。在这本书中,拉泽尔首先分析了多元智力中每一种智力的核心能力,然后讨论了在现有课程基础上整合多元智力的 4 种课程模式,昀后结合小学、初中和高中三个阶段的12个个案对这4种课程模式进行了较为深入的分析和反思。应该说,这本书有助于教师在操作层面上理解多元智力理论和多元智力课程特别是多元智力课程,有助于教师利用现有课程资源为学生创造发展多元智力的机会,从而促进学生多种智力潜能的充分发展。自然智力?校园中的科学所关注的自然智力是加德纳教授于1995年提出的,目前国内的理论研究和实践研究对此涉及较少。我国目前正在进行的8基础教育课程改革中非常重要的一个组成部分是中小学科学课程的改革,应该说,中小学科学课程的改革是我国中小学课程改革中的难点和弱点,希望自然智力?校园中的科学一书能为我们提供借鉴。本书作者首先指出通过自然智力学习是帮助学生理解和掌握的又一种有效的学习方式,然后为教师帮助学生通过自然智力学习提供了非常实用的指导?从对美国国家科学标准的应用到富有创造性的课堂教学活动设计,从围绕培养学生的科学探究技能组织起来的教学内容到为教师提供的相关参考资料,都体现出了较强的指导性和实用性。特别需要指出的是,书中所提供的教学设计充分考虑了教师的实际需要,不仅列举了应用性较强的科学课程标准和科学活动材料,而且还同时提供了课程拓展活动以及用来评估学生的理解程度的活动材料。第二节 生物实验设计的有关原则 (一) 实验设计的原则 1、科学性原则所谓科学性是指实验目的要明确,实验原理要正确,实验材料和实验手段的选择要恰当,整个设计的思路和实验方法的确定都不能偏离生物学基本知识和基本原理以及其他学科领域的基本原则。 2、控制性原则生物学实验是通过控制和干预实验现象而进行的探索活动。控制本身就是在分析的基础上找出影响现象产生的各种因素,从而以控制或干预某一需要研究的因素来达到认识事物本质的目的。 3、对照性原则 比较是确定事物之间异同和关系的过程,它是思维过程中的一个重要环节,也是能否提取和概括本质特征,舍弃非本质特征的重要前提。在生物学实验设计中设立对照组(也称控制组),可使实验结果更具说明力和科学性。在中学生物学实验设计中,对照可分为以下几种: 1空白对照。对照组不作任何处理。例如,在“生物组织中可溶性还原糖的鉴定”的实验中,向甲试管溶液加入试剂,而乙试管溶液不加试剂,一起进行沸水浴,比较它们的变化。这里,甲为实验组,乙为对照组,且为典型的空白对照。空白对照能明显地对比和衬托出实验组的变化和结果,增强说服力。 2自身对照。对照和实验在同一研究对象上进行。如设计“燕麦胚芽鞘的向光性”的实验:胚芽鞘在暗处直立生长;同一胚芽鞘在单侧光的照射下,弯向光源生长;再去掉胚芽鞘的尖端,并给予单侧光照射,不生长、不弯曲。这9个实验说明:胚芽鞘具有生长和向光性的特性,生长、向光性与胚芽鞘的尖端有关。又如“植物细胞质壁分离和复原”的实验,就是典型的自身对照。自身对照,方法简便,关键要看实验处理前后现象变化的差异,实验处理前的对象状况为对照组,实验处理后的对象变化为实验组。 3条件对照。控制对照组的部分实验因素,但不控制所要研究的处理因素。例如,“动物激素喂养小动物”实验,其实验设计方案是:甲组饲喂甲状腺激素(实验组),乙组饲喂甲状腺抑制剂(条件对照组),丙组不饲喂药剂(空白对照组)。显然,乙组为条件对照,该实验既设计了条件对照,又设置了空白对照,通过比较实验,更能说明甲状腺激素能促进小动物的生长发育。 4相互对照。不单设对照组,而是几个实验组相互对照,如设计一个实验证明温度对淀粉酶活性的影响。从而得出温度对酶的活性有影响的实验结论。 表 2-1 温度对淀粉酶活性的影响 试管号 淀粉溶液 温度条件 稀释的唾液 碘液 实验现象 1 2mL 37 度温水 1mL 1 滴 不变蓝 2 2mL 沸水 1mL 1 滴 变蓝 3 2mL 冰水 1mL 1 滴 变蓝 4、单因子变量原则任何一个生物学实验,影响其结果的因素(变量)都是多方面的。在中学生物学实验设计中,常用的实验设计方法是:控制其他变量相同,只改变所要研究的某一变量,通过设立对照组,观察其对实验结果的影响。如设计“光照时间对菊花花期的影响”的实验,首先分析影响菊花花期的变量可能有温度、光照强度、光照时间、水分、营养条件等方面。该实验设计是要求对菊花花期的某一个变量(光照时间)进行研究,因此,在该实验设计中,要对需要研究的变量创造典型的