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| 安徽藓类植物区系 |
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106生命世界
生命教育
教育
生命·
利用方法论研究高中生物实验分类
□撰文/黎世清
实验是实验者、实验仪器、实验
对象三部分组成的。其中，最活跃的
是实验者的思维。而高中生物教材中
编写的多数实验是学生应该完成的
学生实验。这是教学大纲和考试大纲
对学生能力的要求，更是学生社会化
的需要和时代发展的需要。而学生的
能力，根本的是学生的思维能力，其
次是学生进行各种活动的技能。高中
生物实验恰好能够将学生的思维能
力与学生的基本技能有机地结合起
来，促进了学生的思维能力和基本技
能的发展。因此，对高中生物实验重
新进行分类研究是十分必要的。依据
系统的科学方法论，将现行高中生物
教材中实验分为最基本的：观察性实
验、判决性实验、模拟性实验。
1．观察性实验
经验认识具有直接感受性、形
象性和生动性的特点。这种认识活动
是通过人们的观察活动进行的。高中
生物教材中观察叶绿体和细胞质的
流动实验、观察成熟植物细胞的质壁
分离和复原实验、观察被子植物的花
粉管实验(研究性课题)、观察植物的
向性运动等实验具有上述典型特点。
这类实验称为观察性实验。其含义是
指通过感官借助观察工具(主要是显
微镜)对生物体的形态结构组成进行
观察的实验(是狭义的观察)。方法上
是对被推断的经验知识的再现。
此实验对材料的要求体现在：
材料典型而与背景颜色不同。对干扰
颜色则要进行脱色处理或者对材料
中观察对象进行染色，以达到观察
对象与背景颜色不同。在显微镜下观
察的材料应该薄而透明。如观察叶绿
体实验中，由于叶绿体呈现绿色，与
背景颜色显著不同。因此，选择材料
时，就选择结构简单的藓类植物的叶
或带有少许叶肉细胞的被子植物叶
的上、下表皮等。
对观察顺序的要求表现在：观察
顺序由外到内、由左到右、由上到下
是常见的观察顺序，也可从右到左、从
下到上或由里至外。观察时，时常要
与背景知识相联系，以便及时思考，
发现问题所在。往往安排自身、空白
对照等对照形式。
这类实验的结论是：对事实进
行定性描述、定量描述或兼而有之。
在观察细胞质流动实验中，实验结
论就是：观察到细胞质的流动或没
有流动。
2．判决性实验
在高中生物实验中，有些实验是
指通过实验来对实验对象进行生理
生化分析，目的是解决“是不是或是
什么”的问题，此类实验叫做判决性
实验，所得结论是判断性结论。根据
进行实验的目的的性质不同，可以分
为三种类型：鉴定性实验、分离性实
验、比较性实验。方法上，采用“求同
存异或求异存同”。
2．1鉴定性实验
在高中教材中，鉴定蛋白质的
实验、鉴定还原性糖、脂肪、淀粉的
实验，鉴定DNA的实验，是根据己知
的特定化学试剂与相应物质(物体)进
行化学变化而呈现特定颜色的反应，
由此鉴定某物质(物体)是否存在。这
类实验是指用特定的化学试剂与相
应的物质发生反应而呈现特定颜色
的一类实验，叫做鉴定性实验。在思
维的本质上，是寻求特定的颜色——
“求异”。
这类实验的原理是已知的。已知
生命世界107
具有呈色反应现象：呈现出来的颜色
不能被其他的颜色所掩盖，以便于实
验者观察。在鉴定性实验中，往往存
在着自身对照和空白对照等。如鉴定
人体血浆中含有还原性糖，是根据在
一定条件下，还原性糖遇斐林试剂，
溶液呈现砖红色，由此说明血浆中存
在着还原性糖。
此类实验的结论是：作出定性或
定量的事实描述，也是肯定或否定式
的判定。
2．2分离性实验
高中所要完成的实验中，叶绿体
中色素的提取和分离、DNA的粗提
取、自生固氮菌的分离、自生固氮菌
的分离等实验，是根据被分离物质理
化特性或生物特性的差异性而将其
分离出来的实验，因而称为分离性实
验。在思维的方法上，是寻求特定的
特性差异——“求异”。
已知物质所具有的理化特性及
生物所具有的特性，并已知其存在差
异性。由于理化特性或生物特性的差
异性存在，因此本质上是一种对照。
分离性实验的结论是：提取、分
离、提纯了某物质或生物体。
2．3比较性实验
在高中的必修或选修生物教材
中，安排有：比较过氧化氢酶和Fe
+
的
催化效率、探索淀粉酶对淀粉和蔗糖
的作用、温度对酶活性的影响。这些
实验是安排两组或多组实验来相互
比较而揭示实验现象发生的原因或
条件及研究对象的某种属性的一类
实验，因而称为比较性实验。在思维
方法上，明显存在“求异存同”——
比较，分为相对比较性实验和对照比
较性实验。
相对比较性实验是指在两组或
多组相似实验组之间进行比较，以
确定实验组之间某种特征的异同、
优劣。如温度对酶活性的影响实
验，就是设计不同温度条件下，酶的
催化作用的结果不同，由此确定不
同温度影响酶的活性，存在着最适
温度和过高过低温度酶活性丧失。
在安排的多组实验中，彼此是相互
对照，并且在多组实验中，只有一个
因素发生改变——量变，即是存在
该因素的作用，却存在该因素作用
强度的改变。
对照比较性实验是指将实验组
中未知因素同对照组的已知因素进
行对照比较以确定未知因素的作用
或影响。如探索淀粉酶对淀粉和蔗
糖的作用实验，就是安排的两组实验
中，有无淀粉和蔗糖而实验结果不
同。此类实验存在着典型的对照组和
实验组的实验安排。在实验组中往往
只有一个因素(条件)不同，变化的因
素是进行质变，即是有没有该因素的
作用，则实验结果是不同的。
3．模拟性实验
在科学研究上，存在着类比的
研究方法。而在高中生物教材的实验
中，也安排了一些依据类比而进行的
实验，如DNA双螺旋结构模型、基因
分离比的模型实验等，是根据对象在
性质和关系上存在着相似性而用模
型来代替研究对象而进行的实验。这
种实验称为模拟性实验。这种实际存
在的研究对象叫做原型，相应的模
型装置叫做模型。生物学实验中多采
用实物模型。模拟性实验在思维方法
上，是根据类比推理进行设计实验
的，即是模型与原型存在相似的关系
(在结构或功能上是相似的)，易被人
们观察到。目的是将微观生命活动直
接呈现在实验者的面前。
随着人们对生物现象和生命活
动的认识进一步深化，在实验的设计
中，往往出现多种实验方法的相互渗
透、综合运用。■
（重庆市万州高级中学）
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