庞素微
浙江省龙港市龙港中学 浙江龙港 325802
摘要:在生物教学中要让生物实验现象更鲜明直观,对照实验自然必不可少。本文结合高中生物的具体实例,介绍和归纳了生物实验中对照实验的类型,即分为空白对照、自身对照、相互对照和条件对照四种类型。希望能为一线教师的实验教学提供一些启示和帮助。
关键词:实验教学 对照试验 生物教学
生物是一门实验学科,新课程背景下,实验在高中生物教学中的地位凸显重要,实验教学已从传统教学中的辅助地位上升为不可缺少甚至不可替代的主导地位。相对于传统教学,实验教学在相当大的程度上激发了学生学习生物的兴趣、帮助学生形成生物知识概念图,促使学生从实验中巩固必要的知识,体会到生物学科探究的方法,进而培养了学生严谨的科学态度、提升了他们的观察能力、动手能力、分析问题、解决问题的能力和实验创新能力。在多年的教学实践中,我始终将实验作为生物教学的立足点,并在此基础上进行了一些尝试,取得了一些经验。希望对教学有所帮助。很多时候许多事物有比较才有结论,美景只有“交相辉映”才能显得“清澈剔透”,而我们在生物教学中要让生物实验现象更鲜明直观,对照实验自然必不可少。[1]
1对照实验的概念
对照实验一般是指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,其他因素都保持一致,并把试验结果进行比较,这种试验为对照试验。[4]往往,一个对照实验会分为实验组和对照组。一般从理论上说,由于实验组与对照组无关变量影响是相等、平衡的,故实验组与对照组两者之差异,则可认定为是来自实验变量的效果,这样实验结果是可信的。
2对照实验的类型
2.1空白对照
空白对照在生物实验教学中是运用最多的一种对照实验。空白对照是指不做任何实验处理的对象组,给对照组任何处理因素。[4]例如,为验证甲状腺激素具有促进蝌蚪发育的作用的实验中,实验组的缸中每天加入5毫克甲状腺制剂。对照组不加制剂。最终学生可以通过观察实验蝌蚪在短时间内发育成小型青蛙而得出“甲状腺激素具有促进蝌蚪发育”的结论。另外,在“生物组织中可溶性还原糖的鉴定”的实验中,本来课本中只有实验组(含还原糖)的试管溶液。如果我们再加一组试管溶液不加试剂,一起进行沸水浴,比较它们的变化。这样,甲为实验组,乙为对照组,且乙为典型的空白对照。空白对照能更明确地衬托出实验的变化和结果,增强了该实验的说服力,这样达到的实验效果将是事半功倍的。
空白对照让实验结果非常的清晰、区别明确,确实是非常到位的一种设置。
2.2自身对照
自身对照是指实验组与对照组在同一对象上进行,即不另设对照组。在只有一组实验和多组实验中,经常都包含自身对照。其中“植物细胞质壁分离和复原”实验,就是典型的自身对照。自身对照,方法简便,实验处理前的对象状况为对照组,实验处理后的对象变化则为实验组。在自身对照关键是要看清楚实验处理前后现象变化的差异。[4]在针对同一个实验对象身上发生的变化进行的观察,实验结果更是一目了然。
而为了验证胰岛素具有降低血糖的作用实验中,虽然是两组对象、两种处理,但实际上在该实验中明显用到了自身对照:该实验中先是将正常小鼠随机分成A、B两组,观察并记录其活动状况A组小鼠注射适量胰岛素溶液,B组注射等量生理盐水,一段时间后,A组小鼠会出现四肢无力,活动减少,甚至昏迷等低血糖症状,B组活动状况无变化;A组小鼠出现低血糖症状后,分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。
一段时间后,A组小鼠低血糖症状缓解,B组活动状况无变化。很多学生喜欢不做任何处理的对照组,其实该组中两组应该都加葡萄糖才能更好地体现出就是因为A组小鼠注射适量胰岛素溶液才导致低血糖症状的。通过这样的前后自身对照,这样的实验方案就可以很好地说明了胰岛素具有降低血糖的作用。
2.3相互对照
相互对照是指不另设对照组,而是几个实验组相互对比对照,其中每一组既是实验组也是其他组别的对照组,由此得出相应的实验结论。一般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。[4]例如不同盐浓度对哺乳动物红细胞的影响研究中经常采用的就是相互对照,较好的平衡和抵消了无关变量的影响,使实验结果更具有说服力。
2.4条件对照
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。虽然给对照组部分实验因素,但保证了除了要研究的变量不同外其他条件完全相同[4]。比如,在为研究光照对植物胚芽生长的影响实验中,分别设置了均匀光照、单侧光照、黑暗环境中三组实验,其中均匀光照和黑暗环境可以说都是对照,而单侧光才是实验组,除了光照条件,其他条件都是一样的。
再如,为验证“镁是植物生活的必需元素”的实验中,对照组如果只加蒸馏水,那实验结果必然得不到正确的结论。在该实验中,我们应该一组加完全培养液,而另外一组加缺了镁元素的完全培养液,这样在缺镁环境中生长的植株出现了症状,这样就可以得出“镁是植物生活的必需元素”的正确结论了。
3.对照实验设置的要求
对照实验是生物研究常用的一种实验方法,目的是通过对照实验的结果找到想要研究的因素对实验的影响作用,从而为科学的研究提供事实依据和直接证据。是否有适当的对照实验,在许多情况下会影响实验的成果。对照试验的技术有时往往比主试验还困难。
在对照实验的设置中,我们应该注意以下问题:
(1)生物材料要相同即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同。
(2)实验器具要相同即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小、型号、洁净度等要完全一样。
(3)实验试剂要相同即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其要注意体积上等量的问题
(4)处理方法要相同保温或冷却:光照或黑暗;搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验来说,看起来似乎是毫无意义的,但还是要作同样的处理。
能否设置好对照实验意义体现在以下几个方面:
(1)激发了学生的学习生物的兴趣,课堂效率的根本保证是学生的学习兴趣。在不断研究对照实验过程中,在观察由于对照实验带来的实验效果中,学生对生物学习的兴趣自然而然就增加了。
(2)锻炼了学生的实验设计、实验探究能力,在不断地设置对照实验过程中,学生的提出问题、分析问题、解决问题能力将不断得到提升。
(3)大大提高了学生学习效率,也培养了学生的思维能力。经过对对照实验的分析,生物学的学习领悟力往往能达到一种非常透彻的高度,在这过程中,学生的思维能力也毫无疑问地得到了长足的进步。
总而言之,在生物学实验教学中,对照实验的设置,是相当的重要,希望通过对照实验的“交相辉映”,让生物实验真理“清澈剔透”。
参考文献:
[1]孟晓俊. 立足实验教学,深化课改理念 .河北唐山市第七十五中学
[2]郑胤飞.文化有根 课堂有魂[M].上海.上海教育出版社,2013:68
[3] 杨茵.浅谈对比实验在高中化学中的应用:江苏省木渎高级中学.江苏苏州
[4]百度词条