【中考 •名师讲堂】生物｜备考策略例析之“科学探究”|中考_新浪财经

中考是一个重要的考试，它为未来的学术和事业奠定了基础。

天水融媒体中心教育频道3月29日起，推出【中考 •名师讲堂】专栏。本次中考复习专题备考稿件，是我市一直研究中考走向的学科教研员，协同一线富有教学经验的教师共同撰写的，10篇备考文章紧扣学科核心素养，对学科专题复习备考具有一定指导意义。

“科学探究”是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施，以及对结果进行交流与讨论的能力。生物学课程标准把“科学探究”界定为一种“能力”，与“科学探究的本质就是提出问题并解决问题”的论断是一致的。“科学探究”作为生物学四大核心素养之一，对于培养学生的科学素养和探究能力有重大意义，同时在其初中生物学课程的学习与初中生物学学业水平考试中也占有重要地位。为了让初中生物学教师组织学生复习“科学探究”时有抓手，使学生从本质上弄清生物科学探究的基本方法和规律，以不变应万变，解决新情景中的真实问题，全面提升学生的生物科学探究素养，全面提升生物教学质量。本人将以初中生物“科学探究”为主题，阐述初中生物学学业水平考试备考的应对策略，并结合实例进行分析。

一、假设

1.科学探究的一般步骤：

观察并提出问题→针对问题作出假设→制订计划，检验假设→实施计划，收集证据→得出结论→表达与交流。

2.什么是假设？

假设就是“可能会怎么样”的意思。科学实验中的假设是一种有意义的猜测，是对观察现象的一种假定性解释，是根据事实和已有的科学知识推导出来的。科学的假设应当可以检验，不能被检验的假设不是科学的。提出假设的形式通常是假设……那么……如果假设是正确的，那么就应该发生什么事，如果假设不正确，那么又应该发生什么事，跟在“那么”后面的是预期的结果。

3.如何作假设？

假设一般分为三个步骤：第一步提出假设，即依据发现的事实材料和已知的科学原理，提出初步假定；第二步作出预期 (或推断)，即依据提出的假设，进行推理，得出假定性的结论；第三步验证假设，即依据假设和预期，设计实验方案，进行实验验证。结果是假设或被否定、或被修正、或被证实。如果假设得到证实，预期得以实现，则假设转化为科学理论，故假设是科学发展的基本形式。

二、用实验检测假设

实验是在人为地干预，控制所研究对象的条件下进行的观察。实验不仅意味着某种精确的操作，而且是一种思考的方式。要进行实验，首先必须对研究对象所表现出来的现象提出某种可能的解释。也就是提出某种设想或假设，然后设计实验来验证这个设想或假设。如果实验证明这个假设是正确的，那么这个假设就不再是假设，而是定律或者是学说。

1、什么是变量？

变量亦称因子，指实验操纵控制的特定因素或条件。简单地说，变量就是引起变化的因素。找出变量是进行科学研究的关键。变量的类型按性质不同，通常有以下两类变量：自变量与因变量、控制变量与干扰变量。

自变量及实验变量，指实验中由实验者所操纵、给定的因素或条件。因变量及反应变量指实验中由于实验变量而引起的变化和结果，通常实验变量是原因，反应变量是结果。二者具有因果关系。

控制变量及无关变量指实验中除实验变量以外的影响实验变化和结果的因素或条件。干扰变量及额外变量指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。显然，额外变量会对因变量起干扰作用。

例如：在“光对鼠妇分布的影响”这个探究中，自变量是光的有无；因变量是鼠妇的分布情况（在明亮处还是阴暗处）；环境温度、湿度、实验时间的长短、鼠妇的类型等、都属于无关变量，要求对见光、遮光2组实验是等同、均衡稳定的；如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件，对2个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定，则会在实验结果中产生额外变量，出现干扰，造成误差。实验的关键之一在于控制无关变量和减少额外变量。

2、“提出问题”与“做出假设”的准确表述方式

“提出问题”和“做出假设”的表述，都需要包含自变量、因变量两个要素，只是前者句式为疑问句，句子后的标点是问号；后者句式为陈述句，句子后面的标点是问号。例如：在“光对鼠妇分布的影响”探究中，问题可以表述为：“光会影响鼠妇的分布吗？”光是自变量，鼠妇的分布是因变量，句式是疑问句。则假设为：“光会影响鼠妇的分布。”或“光不会影响鼠妇的分布。”。

3、设计探究实验

一个完整的科学实验包括以下内容：实验名称、实验目的、材料用具、方法步骤、实验结果、结论分析。

探究实验的设计一般遵循下图所示的程序。

4、设置对照实验

所谓对照实验是指除所控因素外其他条件与被对照实验完全等同的实验。因此，设计一个对照实验，只能有一个自变量，除自变量不同外，其他条件要完全相同(所用生物材料、实验器具、实验试剂、处理方法等均要相同)。

（1）单一变量

“对照实验”是生物学实验中最重要的概念之一。在“对照实验”中有两个或两个以上的分组。一个是“对照组”，作为比较的标准；另一或多个是“实验组”，要通过某种实验步骤，确定它对实验的影响。

在设计对照实验时，除要研究的那一个变量外，各组其他方面都应尽量相似而且实验应该很简单；“一次变化一个因素，并把全部情况进行记录”，这是对实验的基本原则；作为一次成功的实验，最基本的条件是要能重复(重新安排条件相同的实验得出相同的结果)；对实验工作的全部细节作详尽的记录，是一条最基本而重要的规则。

（2）分组对照

按对照的内容和形式的不同，通常有以下对照类型。

①空白对照

空白对照指不做任何实验处理的对象组。例如，在“探究馒头在口腔中的变化”的实验中，假如用两个试管，向甲试管溶液中加入唾液，而乙试管溶中不加唾液，一起进行37℃水浴，比较它们的变化。这样，甲为实验组，乙为空白对照组。

②自身对照

自身对照指实验与对照在同一对象上进行，即不另设对照。例如，为了“探究植物生活需要无机盐”，先将植物栽培在缺乏某种无机盐的溶液中，观察植物的生长状况；一段时间后，再向溶液中添加这种无机盐，观察植物的生长状况这就是自身对照。

③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的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量，或不是所要研究的处理因素。例如，“动物激素饲喂小动物”的实验，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－－不喂药剂(空白对照组)。该实验既设置了条件对照，又设置了空白对照，通过比较、对照更能充分说明实验变量－－甲状腺激素能促进螂蚪的生长发育。

④相互对照

相互对照指不另设对照组，而是几个实验组相互对比对照。

5、预测探究性实验的结果与结论

探究性实验的结果不一定是唯一的，大多有三种可能：变量促进结果，变量抑制结果，变量与结果无关。

实验结果是通过实验所得到的直观现象，是对实验现象的直接描述。而实验结论是在实验结果的基础上，运用所学知识，通过推理和判断，得出的关于生命现象最本质的认识。如在“绿叶在光下制造淀粉”这一实验中，最后观察到的结果是叶片照光部分滴加碘液后变蓝，遮光部分不变蓝。这一结果所反映出的是照光部分进行了光合作用，遮光部分没有进行光合作用，因此，书写实验结论时应将对现象的观察转换为对本质的描述。

6、实验总结

一项实验研究经过精心设计更熟练操作、专心实施，对结果进行合理的统计分析，还应把所得的结果进行加工，由表及里，发现其内在规律，从而形成某些结论。这一过程就是实验的总结过程。

总结的方法：一种是归纳法。另一种是综合法。总结的内容一般书写实验总结包括以下内容：①实验目的；②实验内容；③实验材料和方法；④实验过程；⑤实验结果；⑥实验结论。