探究性实验与验证性实验的区别

探究性实验与验证性实验的区别

胡丽

胡丽

摘要：验证性实验是指验证已知结果的实验，不需要做假设。探究性实验是指对未知结果的探索；需要做假设，并且假设、预期和结论是一一对应的。

关键词：探究性；验证性；实验；区别

高中生物实验分两种类型：验证性实验和探究性实验。验证性实验是指对研究对象有了一定了解，并形成了一定认识或提出了某种假说，为验证这种认识或假说是否正确而进行的一种实验。验证性实验强调演示和证明科学内容的活动，科学知识和科学过程分离，与背景无关，注重探究的结果(事实、概念、理论)，而不是探究的过程。验证性实验传递了这样一种信息：了解一个发现和如何把这个发现的结果应用到一个确定的问题上比直接学习如何发现要重要得多。验证性实验强调实验操作和观察等个别智力技能，强调任何快速经济的获得生物知识。探究性实验是指实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动。高中《生物》新大纲将实验等活动课增加到15学时，且将传统的验证性实验改为探究性实验。探究性实验可以在教师的鼓励、启发、引导下，让学生在实验材料、实验试剂、实验方法等方面进行探究，自主实验、发现问题、积极探索。这类实验有利于学生主体性的发挥和创新精神的培养，提高学生的整体素质。本文试图从不同角度分析阐明两个实验的区别，以期增加理论知识，提高分析问题和解决问题的能力之目的。

两者在实验目的、选题、基本内容和结果上的区别

1.两者在实验目的上的区别

实验的目的在于通过一系列实验项目，使学生能比较熟练地掌握生物学实验的操作方法和技能；学会进行综合实验的设计、准备、操作和结果分析；培养学生对实验原理、方法和结果的正确理解，仔细观察，认真思考的科学素养和分析问题和解决问题的科学能力。验证性实验目的旨在一个设计完整的实验框架下重新验证结果是否达到原理所描述，实验目的重在使实验人员了解这个实验，以达到熟悉生物固有的现象。探究性实验目的则是在假设的指引下获取支持假设或推翻假设的科学实证，从而达到验证假设的目的，在这个目的指引下实验者更重视获取对假设有用的实验信息。

2.两者在实验选题上的差异

探究性实验的选题范围较验证性实验广，探究性实验的选题可以来源于教学实验中出现的未知原因的异常现象和疑难问题，也可以是对教材中的学生未知理论事先进行探究，使学生的知识学习通过探究而获得，还可以是与生活和环境密切相关的现象或事物等的探究，从而验证假设；而验证性实验的取材范围较窄，一般是教材上的已知结论的验证或生活中即成事实的验证，范围确定在已知事物上，在一定程度上缩小了验证性实验的取材范围。

3.两者在基本内容上的区别

一份完整的验证性实验的基本内容：

(1)实验名称：是一个关于什么内容的实验。

(2)实验目的：要验证的生物学事实。

(3)实验原理：实验依据的科学道理。

(4)实验对象：最能体现此生物学事实的具体对象(如细胞、组织、器官或生物个体）

(5)实验条件：完成实验必需的实验材料、用具、仪器、设备、药品等。

(6)实验方法与步骤：实验采用的方法及必需的操作程序(根据每一环节的关联性，或几个实验的相关连续性，安排最佳的实验程序)

(7)实验现象、结果：根据已有实验原理确定实验现象及结果。

(8)实验结论：对应实验目的作出肯定结论。

一份完整的探究性实验的基本内容：

①实验课题：基本格式有：“……研究”、“……实验”、“……的影响”等。

②实验原理：是完成探究实验的理论依据。有的是书本学到的理论知识，有的在题目中作为条件出现Q

③实验目的：大多是该实验要解决的问题。

④材料用真：包括实验材料、仪器、试剂等，有时省略。大多数试题是作为条件提供的。

⑤实验假设：是指用来说明某种现象但未经证实的论题，也就是对所提出问题所作出的猜测性参考答案。如果要写出来，只需把实验课题的名称在文字上写得更具体一些。

⑥实验步骤的设计：依据实验目的、实验原理，利用实验材料。实验步骤的书写要有条理性和逻辑性，应包括选材分组编号、操纵变量处理、控制无关变量、培养、观察、统计分析结果。

⑦实验预测及分析：探究实验的预测应根据课题目标、对假设作出肯定或否定判断，往往有几种预测结果，得到几种可能的结论。

⑧讨论：讨论的是与实验直接有关的内容，也可能是与该实验内容有关的其他知识。

4.对实验结果的态度上的区别

实验结果是一个实验的精髓所在，结果往往预示实验的成败。验证性实验结果一切在预料之中，现象明显，唾手可得，在实验者看来没有新意，没有悬念，处理的态度就多有草率，分析不得理，收获较少。

探究性实验结果应为实际出现的情况，结论的得出须依据实验的结果。即若出现的结果与预期结果一致则得出与先前的假设一致的结论或“假说成立”，若实验出现的结果与预期结果不符，则得出的结论应为“假说不成立”。

两者在教学程序和设计原则上的区别

1.在教学程序上的差别

不同的教学程序是不同教学策略的反映。探究性教学程序为：学习者探究科学性问题——学习者针对问题收集事实证据——学习者从证据出发形成解释——学习者使解释与科学知识相联系——学习者阐述和论证自己的解释。这一程序反映的是一个科学结果的获得过程，类同于科学实验的性质，经历科学家做实验的体验。对生物学的实验科学的体验是真切、客观的，学科素质的落实是扎实有效的。验证性实验的教学程序为：已有的实验方案——实验操作——符合方案得出验证结——分析实验原理——理解方案。因为验证性实验的教学把实验步骤的设计列为已知条件，学生的任务是理解实验原理，分析操作步骤的合理性，他不用对实验设计负责，他的任务是严格按照设定的实验步骤完成操作，操作的质量决定实验的成败与否。

2.两者在实验设计原则上的区别

探究性实验设计的原则：

(1)条件对照原则

为了更科学、更有说服力地论证假说，生物学实验常设置对照实验，教师必须针对不同知识背景的学生，做出不同的教学处理。

(2)条件适宜原则

生物学实验实质上是一种人为控制条件下的生命再现过程。实验中所涉及的可能影响到生命活动的所有条件，除了控制条件，都必须尽量控制在最适宜的条件下，以充分再现生命现象。

(3)条件恒定原则

在实验过程中，有许多条件是实验者并不关注的非研究条件，但它们照样可能影响到生命活动，这些条件都应控制在相对恒定的状态下，避免各种非研究条件在实验者不知情、无监测的情况下影响甚至改变实验结果。

(4)条件综合原则

生命活动是受多条件影响的，通过一个具体的实验，同时研究这些条件对于生命活动的影响几乎是不可能的，但这些条件又是相互作用、相互影响、相互制约的，因此要从整体上把握这些条件的综合作用。

(5)条件适应原则

在很多实验中，实验装置建成后，并不急于马上进行实验结果的记录。而是让整个装置先“适应”给定的实验条件，再进行实验记录和测量。

验证性实验设计的一般原则：

①科学性原则。是指实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和手段的选择要恰当，整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学基础知识和基本原理以及其他学科的基本原则。

②可行性原则。是指在设计生物实验时，从实验原理、实验的实施到实验结果的产生，都具有可行性。

③可重复性原则。是指所设计的实验在相同条件下可以重复多次进行。任何实验都必须有足够的实验次数，才能得出正确可靠的结论。

④简便性原则。设计实验时，要考虑实验材料容易获得，实验药品比较便宜，实验装置比较简单，实验操作比较简便，实验步骤比较少，实验用时比较短。

⑤单一变量原则。

⑥设置对照原则。

总之，通过两种实验的比较发现：验证性试验以其固有方式在培养实验技能、巩固知识上虽有其优点，但限制了学生的发散思维空间。探究性实验是以自我学习、小组讨论的形式，在对培养学生语言表达能力、分析问题和解决问题的思维能力上是有很大意义的。这也对教师提出了更高的要求。在新课改实施的今天，以创新发现、问题解决为目标的探究性学习方式，更有利于培养创新性和高素质人才。

作者单位：河南省三门峡市第一高级中学

邮政编码：472000