2.2　核心讲义

一、观察法

（一）观察的含义

观察是有目的、有计划、比较持久的知觉。它是以视觉为主，融其他感觉为一体的综合感知，是知觉的一种高级形式。

（二）生物学观察的特点

生物学观察作为一种认识方法，是有目的、有计划、有步骤的感知活动，与一般的观察不同，具有自己的特点。

1．生物学观察是有意识、有目的的感知活动

2．生物学观察伴随着思维活动

3．生物学观察常常需要借助仪器

（三）生物学观察的基本要求

1．观察要细致、全面、客观

细致是观察的起码要求，只有细致才能观察得具体、深入。

2．观察要抓住事物的特征

抓住事物特征就是能够观察到事物最突出、最具特色、与众不同的一点，从而把它与其他事物区分开来。

3．观察要展开联想和想象

联想和想象是培养创新意识的基础。

（四）生物学观察的方法

1．顺序观察法

在自然教学中，应让学生在观察时根据观察对象的特点，做到心里有个观察的“序”。也就是说先看什么，后看什么，要有一定的次序。

（1）方位顺序法

方位顺序法是由整体到部分或由部分到整体，先上后下或先下后上，由左至右或由右至左，由近及远或由远及近，由表及里或由里及表，先中间后两边或先四周后中间，定点观察或移点观察（随着观察对象的行踪而改变观察点）。

（2）时间顺序法

时间顺序法即按观察对象的先后发展顺序观察。如指导学生观察一天中太阳下的物体变化，观察蝌蚪的发育过程，观察蚕一生的变化等。

2．比较观察法

比较观察法就是在过程中，把相近或相反的事物放在一起，比较异同，从而找出事物特征的一种观察方法。

3．提纲观察法

这是一种有目的有计划的观察方法，适用于观察比较复杂的事物。这种方法要求在观察之前先制订观察提纲，列出观察目的要求、观察的顺序和内容等，然后按照提纲逐项进行观察。

4．想象观察法

在指导学生观察时，教师若能适时启发学生想象，就可使观察插上翅膀，意境更加广阔，从而发展学生的想象能力。

5．推断观察法

在教学中指导学生观察时，不应使学生局限于通过直观形象反映客观事物，必须引导他们学会逻辑的判断和推理，把观察同思维的间接性与概括性结合起来。

6．多种感官结合法

在教学中指导学生观察时，可在观察实物实景的同时运用多媒体，借助投影、录音、录像等现代电教媒体，发挥其表现力，重现力，可控性，用慢镜头、定格、重放等方法，触动学生的多种感官来培养学生的观察方法。

二、调查法

调查法是生物学研究中常用的方法之一，它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。

（一）调查法的步骤

1．确定调查课题，制订调查计划

在进行调查前，首先明确调查的目的是什么，要解决什么问题，然后确定调查的范围和调查对象，制订切实可行的调查计划，这是调查是否成功的关键。

2．搜集材料

搜集材料是调查的重要环节。调查者要充分设想课题所需要的材料，以及取得材料的途径。

3．整理材料

对调查所得的原始材料进行整理分析，使之条理化，系统化。为了保证汇总和初步整理的正确性，必须对调查材料进行严格的核实审查。

4．撰写调查报告

（1）导言：简短说明调查目的、任务、对象、范围、方法、时间、地点和调查的主要步骤等。

（2）调查结果：把调查所得的大量材料加工成表格或统计表。并对材料加以分析。

（3）结论与建议：撰写调查报告的构思应在调查过程中展开，而不应留在调查结束后进行，同时应结合学习有关教育理论，把调查结果提高到理论高度。

（二）调查法的应用范围

调查研究是搜集第一手数据用以描述一个难以直接观察的大总体的最佳方法。调查研究方法还特别适用于对一个大总体的态度与倾向的研究。

三、实验法

生物学实验是依据假设，在人为控制条件下，对实验变量（或因子）的变化和结果进行捕获解释的科学方法。

（一）生物学实验的基本类型

任何生物学实验都有三个基本要素：实验者、实验装置和实验对象。根据实验目的和实验在科学认识中的作用不同，可以把实验分为不同的类型。

1．探索性实验和验证性实验

根据实验的预期目的的不同可以把实验分为探索性实验和验证性实验。

（1）探索性实验：利用各种实验装置，在人为干预或控制自然现象发生、发展过程中，观察迄今为止未知或未加解释的新事实。

（2）验证性实验：利用各种实验装置，创造特定的观察条件，以便判定或验证科学假说或理论。

2．定性实验和定量实验

根据实验中质和量的关系可以将科学实验划分为定性实验和定量实验。

（1）定性实验：为了判断研究对象的某因素是否存在、某些因素之间是否存在某种联系而设计的。

（2）定量实验：为了深入了解研究对象的量的特征而设计的。

3．直接实验和间接实验

依据实验进行的方式，可以将科学实验划分为直接实验和间接实验。

（1）直接实验：指直接对实验对象进行实验。

（2）间接实验；指用实验手段模拟自然现象而进行的实验，也叫做模拟实验。

4．保护性实验和扰动性实验

根据生物学实验变革现实的具体特点可划分为保护性实验和扰动性实验。

（1）保护性实验：尽可能地设法排除对研究对象的干扰，保持其稳定不变，从而在比较“本底”的状态下研究实验对象。

（2）扰动性实验：设法给实验对象施加某种干扰，造成研究对象的变化，从而分析研究对象在干扰因素的作用下发生的变化。

（二）生物学实验中变量及其控制

对比性的实验是指进行单因素比较，看某种因素改变是不是产生不同结果。

1．变量的含义

变量也称因子，指实验操纵控制的特定因素或条件。

（1）实验变量与反应变量

①实验变量：也称自变量，指实验中由实验者所操纵、给定的因素或条件；

②反应变量：也称因变量或应变量，指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。

③通常，实验变量是原因，反应变量是结果，两者具有因果关系。

（2）无关变量与额外变量

①无关变量：也称控制变量，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。

②额外变量：也称干扰变量，指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。

③无关变量是原因，额外变量是结果，显然，额外变量会对反应变量起干扰作用。

2．变量的控制

（1）单一变量原则

（2）“平衡控制”原则

①单组实验法。

②等组实验法。

③轮组实验法。

（3）实验对照原则

①空白对照。

②自身对照。

③条件对照。

④相互对照。

3．实验者对四种变量的控制关系

实验操作中包括对实验变量（自变量）、反应变量（因变量）、无关变量和额外变量四种变量的控制和测量。实验者应有效地操纵实验变量，努力控制无关变量，尽量消除额外变量，降低对反应变量测量的误差（实验者对四种变量的控制关系如图所示），以提高实验的效度。