中考是一個(gè)重要的考試，它為未來的學(xué)術(shù)和事業(yè)奠定了基礎(chǔ)。

天水融媒體中心教育頻道3月29日起，推出【中考 ?名師講堂】專欄。本次中考復(fù)習(xí)專題備考稿件，是我市一直研究中考走向的學(xué)科教研員，協(xié)同一線富有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教師共同撰寫的，10篇備考文章緊扣學(xué)科核心素養(yǎng)，對(duì)學(xué)科專題復(fù)習(xí)備考具有一定指導(dǎo)意義。

“科學(xué)探究”是指能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中的生物學(xué)問題，針對(duì)特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察、提問、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案實(shí)施，以及對(duì)結(jié)果進(jìn)行交流與討論的能力。生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)把“科學(xué)探究”界定為一種“能力”，與“科學(xué)探究的本質(zhì)就是提出問題并解決問題”的論斷是一致的?！翱茖W(xué)探究”作為生物學(xué)四大核心素養(yǎng)之一，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和探究能力有重大意義，同時(shí)在其初中生物學(xué)課程的學(xué)習(xí)與初中生物學(xué)學(xué)業(yè)水平考試中也占有重要地位。為了讓初中生物學(xué)教師組織學(xué)生復(fù)習(xí)“科學(xué)探究”時(shí)有抓手，使學(xué)生從本質(zhì)上弄清生物科學(xué)探究的基本方法和規(guī)律，以不變應(yīng)萬變，解決新情景中的真實(shí)問題，全面提升學(xué)生的生物科學(xué)探究素養(yǎng)，全面提升生物教學(xué)質(zhì)量。本人將以初中生物“科學(xué)探究”為主題，闡述初中生物學(xué)學(xué)業(yè)水平考試備考的應(yīng)對(duì)策略，并結(jié)合實(shí)例進(jìn)行分析。

一、假設(shè)

1.科學(xué)探究的一般步驟：

觀察并提出問題→針對(duì)問題作出假設(shè)→制訂計(jì)劃，檢驗(yàn)假設(shè)→實(shí)施計(jì)劃，收集證據(jù)→得出結(jié)論→表達(dá)與交流。

2.什么是假設(shè)？

假設(shè)就是“可能會(huì)怎么樣”的意思?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)中的假設(shè)是一種有意義的猜測，是對(duì)觀察現(xiàn)象的一種假定性解釋，是根據(jù)事實(shí)和已有的科學(xué)知識(shí)推導(dǎo)出來的?？茖W(xué)的假設(shè)應(yīng)當(dāng)可以檢驗(yàn)，不能被檢驗(yàn)的假設(shè)不是科學(xué)的。提出假設(shè)的形式通常是假設(shè)……那么……如果假設(shè)是正確的，那么就應(yīng)該發(fā)生什么事，如果假設(shè)不正確，那么又應(yīng)該發(fā)生什么事，跟在“那么”后面的是預(yù)期的結(jié)果。

3.如何作假設(shè)？

假設(shè)一般分為三個(gè)步驟：第一步提出假設(shè)，即依據(jù)發(fā)現(xiàn)的事實(shí)材料和已知的科學(xué)原理，提出初步假定；第二步作出預(yù)期 (或推斷)，即依據(jù)提出的假設(shè)，進(jìn)行推理，得出假定性的結(jié)論；第三步驗(yàn)證假設(shè)，即依據(jù)假設(shè)和預(yù)期，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果是假設(shè)或被否定、或被修正、或被證實(shí)。如果假設(shè)得到證實(shí)，預(yù)期得以實(shí)現(xiàn)，則假設(shè)轉(zhuǎn)化為科學(xué)理論，故假設(shè)是科學(xué)發(fā)展的基本形式。

二、用實(shí)驗(yàn)檢測假設(shè)

實(shí)驗(yàn)是在人為地干預(yù)，控制所研究對(duì)象的條件下進(jìn)行的觀察。實(shí)驗(yàn)不僅意味著某種精確的操作，而且是一種思考的方式。要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，首先必須對(duì)研究對(duì)象所表現(xiàn)出來的現(xiàn)象提出某種可能的解釋。也就是提出某種設(shè)想或假設(shè)，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這個(gè)設(shè)想或假設(shè)。如果實(shí)驗(yàn)證明這個(gè)假設(shè)是正確的，那么這個(gè)假設(shè)就不再是假設(shè)，而是定律或者是學(xué)說。

1、什么是變量？

變量亦稱因子，指實(shí)驗(yàn)操縱控制的特定因素或條件。簡單地說，變量就是引起變化的因素。找出變量是進(jìn)行科學(xué)研究的關(guān)鍵。變量的類型按性質(zhì)不同，通常有以下兩類變量：自變量與因變量、控制變量與干擾變量。

自變量及實(shí)驗(yàn)變量，指實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)者所操縱、給定的因素或條件。因變量及反應(yīng)變量指實(shí)驗(yàn)中由于實(shí)驗(yàn)變量而引起的變化和結(jié)果，通常實(shí)驗(yàn)變量是原因，反應(yīng)變量是結(jié)果。二者具有因果關(guān)系。

控制變量及無關(guān)變量指實(shí)驗(yàn)中除實(shí)驗(yàn)變量以外的影響實(shí)驗(yàn)變化和結(jié)果的因素或條件。干擾變量及額外變量指實(shí)驗(yàn)中由于無關(guān)變量所引起的變化和結(jié)果。顯然，額外變量會(huì)對(duì)因變量起干擾作用。

例如：在“光對(duì)鼠婦分布的影響”這個(gè)探究中，自變量是光的有無；因變量是鼠婦的分布情況（在明亮處還是陰暗處）；環(huán)境溫度、濕度、實(shí)驗(yàn)時(shí)間的長短、鼠婦的類型等、都屬于無關(guān)變量，要求對(duì)見光、遮光2組實(shí)驗(yàn)是等同、均衡穩(wěn)定的；如果無關(guān)變量中的任何一個(gè)或幾個(gè)因素或條件，對(duì)2個(gè)實(shí)驗(yàn)組的給定不等同、不均衡、不穩(wěn)定，則會(huì)在實(shí)驗(yàn)結(jié)果中產(chǎn)生額外變量，出現(xiàn)干擾，造成誤差。實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵之一在于控制無關(guān)變量和減少額外變量。

2、“提出問題”與“做出假設(shè)”的準(zhǔn)確表述方式

“提出問題”和“做出假設(shè)”的表述，都需要包含自變量、因變量兩個(gè)要素，只是前者句式為疑問句，句子后的標(biāo)點(diǎn)是問號(hào)；后者句式為陳述句，句子后面的標(biāo)點(diǎn)是問號(hào)。例如：在“光對(duì)鼠婦分布的影響”探究中，問題可以表述為：“光會(huì)影響鼠婦的分布嗎？”光是自變量，鼠婦的分布是因變量，句式是疑問句。則假設(shè)為：“光會(huì)影響鼠婦的分布?！被颉肮獠粫?huì)影響鼠婦的分布?！薄?/p>

3、設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)

一個(gè)完整的科學(xué)實(shí)驗(yàn)包括以下內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、材料用具、方法步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、結(jié)論分析。

探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)一般遵循下圖所示的程序。

4、設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)

所謂對(duì)照實(shí)驗(yàn)是指除所控因素外其他條件與被對(duì)照實(shí)驗(yàn)完全等同的實(shí)驗(yàn)。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，只能有一個(gè)自變量，除自變量不同外，其他條件要完全相同(所用生物材料、實(shí)驗(yàn)器具、實(shí)驗(yàn)試劑、處理方法等均要相同)。

（1）單一變量

“對(duì)照實(shí)驗(yàn)”是生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中最重要的概念之一。在“對(duì)照實(shí)驗(yàn)”中有兩個(gè)或兩個(gè)以上的分組。一個(gè)是“對(duì)照組”，作為比較的標(biāo)準(zhǔn)；另一或多個(gè)是“實(shí)驗(yàn)組”，要通過某種實(shí)驗(yàn)步驟，確定它對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。

在設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)時(shí)，除要研究的那一個(gè)變量外，各組其他方面都應(yīng)盡量相似而且實(shí)驗(yàn)應(yīng)該很簡單；“一次變化一個(gè)因素，并把全部情況進(jìn)行記錄”，這是對(duì)實(shí)驗(yàn)的基本原則；作為一次成功的實(shí)驗(yàn)，最基本的條件是要能重復(fù)(重新安排條件相同的實(shí)驗(yàn)得出相同的結(jié)果)；對(duì)實(shí)驗(yàn)工作的全部細(xì)節(jié)作詳盡的記錄，是一條最基本而重要的規(guī)則。

（2）分組對(duì)照

按對(duì)照的內(nèi)容和形式的不同，通常有以下對(duì)照類型。

①空白對(duì)照

空白對(duì)照指不做任何實(shí)驗(yàn)處理的對(duì)象組。例如，在“探究饅頭在口腔中的變化”的實(shí)驗(yàn)中，假如用兩個(gè)試管，向甲試管溶液中加入唾液，而乙試管溶中不加唾液，一起進(jìn)行37℃水浴，比較它們的變化。這樣，甲為實(shí)驗(yàn)組，乙為空白對(duì)照組。

②自身對(duì)照

自身對(duì)照指實(shí)驗(yàn)與對(duì)照在同一對(duì)象上進(jìn)行，即不另設(shè)對(duì)照。例如，為了“探究植物生活需要無機(jī)鹽”，先將植物栽培在缺乏某種無機(jī)鹽的溶液中，觀察植物的生長狀況；一段時(shí)間后，再向溶液中添加這種無機(jī)鹽，觀察植物的生長狀況這就是自身對(duì)照。

③條件對(duì)照

條件對(duì)照指雖給對(duì)象施以某種實(shí)驗(yàn)處理，但這種處理是作為對(duì)照的，或者說這種處理不是實(shí)驗(yàn)假設(shè)所給定的實(shí)驗(yàn)變量，或不是所要研究的處理因素。例如，“動(dòng)物激素飼喂小動(dòng)物”的實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案是：甲組－－飼喂甲狀腺激素(實(shí)驗(yàn)組)；乙組－－飼喂甲狀腺抑制劑(條件對(duì)照組)；丙組－－不喂藥劑(空白對(duì)照組)。該實(shí)驗(yàn)既設(shè)置了條件對(duì)照，又設(shè)置了空白對(duì)照，通過比較、對(duì)照更能充分說明實(shí)驗(yàn)變量－－甲狀腺激素能促進(jìn)螂蚪的生長發(fā)育。

④相互對(duì)照

相互對(duì)照指不另設(shè)對(duì)照組，而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組相互對(duì)比對(duì)照。

5、預(yù)測探究性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與結(jié)論

探究性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不一定是唯一的，大多有三種可能：變量促進(jìn)結(jié)果，變量抑制結(jié)果，變量與結(jié)果無關(guān)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果是通過實(shí)驗(yàn)所得到的直觀現(xiàn)象，是對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的直接描述。而實(shí)驗(yàn)結(jié)論是在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，通過推理和判斷，得出的關(guān)于生命現(xiàn)象最本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。如在“綠葉在光下制造淀粉”這一實(shí)驗(yàn)中，最后觀察到的結(jié)果是葉片照光部分滴加碘液后變藍(lán)，遮光部分不變藍(lán)。這一結(jié)果所反映出的是照光部分進(jìn)行了光合作用，遮光部分沒有進(jìn)行光合作用，因此，書寫實(shí)驗(yàn)結(jié)論時(shí)應(yīng)將對(duì)現(xiàn)象的觀察轉(zhuǎn)換為對(duì)本質(zhì)的描述。

6、實(shí)驗(yàn)總結(jié)

一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究經(jīng)過精心設(shè)計(jì)更熟練操作、專心實(shí)施，對(duì)結(jié)果進(jìn)行合理的統(tǒng)計(jì)分析，還應(yīng)把所得的結(jié)果進(jìn)行加工，由表及里，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在規(guī)律，從而形成某些結(jié)論。這一過程就是實(shí)驗(yàn)的總結(jié)過程。

總結(jié)的方法：一種是歸納法。另一種是綜合法?？偨Y(jié)的內(nèi)容一般書寫實(shí)驗(yàn)總結(jié)包括以下內(nèi)容：①實(shí)驗(yàn)?zāi)康模虎趯?shí)驗(yàn)內(nèi)容；③實(shí)驗(yàn)材料和方法；④實(shí)驗(yàn)過程；⑤實(shí)驗(yàn)結(jié)果；⑥實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

■王昌昌｜天水市教育科學(xué)研究所高級(jí)教師

■周蘭玲｜天水市教科所生物兼職教研員，天水市逸夫?qū)嶒?yàn)中學(xué)學(xué)生物組教研組長。