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摘要 通过分析，论述了生物探究实验中数据处理的重要性，通过实例论述应如何对实验数据进行分析与论证。
关键词 生物实验 实验数据 实验分析
中图分类号 G633.91 文献标识码 B
探究实验包括提出问题，作出假设，制定计划，实施实验，得出结论，表达交流等诸多环节。实验数据处理与分析是得出结论的必由之路。
1.教会学生准确描述数据，培养学生严谨的科学态度
（1）正确记录。
实验数据应该是客观事实的真实反映，实验人员不能带着对实验结果的预期来随意篡改它，更不能不负责任地编造它。笔者在组织学生测量心率时，其中一位学生按照实际情况记录了自己的脉搏，同组的另3位同学不相信自己的测量结果，照抄了这位学生的数据，结果得出了这一组学生的心率均为77次/分的错误结论。教学中的探究实验由于结果已知，“聪明”的学生在实验记录的过程中常出现“修正”数据的现象，教师对此应给予高度重视，对这些最简单、最基本的操作严格要求，培养学生实事求是的科学态度。
（2）合理表达。
对数据进行合理的表达，有利于结论的探究。对于那些定性的及半定量的数据，教师可以采用文字表述的形式，从而锻炼学生严谨的表述能力。对于那些定量的数据，若实验数据较多，教师利用数学表达（如图像表达、表格显示）的方式，可形象地表现出信息的特征，便于揭示结论。在“探究鼠妇生活与土壤湿度关系”时，记录的数据有十多个，学生利用这些数据探究结论确有一定困难，笔者这时引导学生将获得的数据在坐标系中进行描点，将分散的点通过顺滑的曲线连接成图形，学生通过观察图像，很快便得出了结论。
2.教会学生正确比较信息，提高学生的思辨水平
对记录的实验数据做出比较数据处理的关键，是解释信息的基础。在此过程中，教师要注意引导学生寻找“三点”。
（1）寻找异、同点。
对实验信息比较，是找出实验规律的重要一步。首先教师引地学生将众多数据仔细观察、前后对比，找出数据的共同点及不同点。比如在“探究种子萌发的最适宜含水量”时，笔者选择不同含水量的同种植物的种子组织学生去实验，学生记录了7d后种子的萌发情况，结果如表1所示。
学生通过数据的对照，获得了重要发现：（1）不同含水量的种子萌发的温度都是20℃。（2）种子含水量从20%-70%时，种子萌发率从8%-87%；种子含水量从70%-80%时，种子萌发率从87%-80%。如果学生对所获得的发现做进一步的归纳，就有可能得出科学的结论。
（2）寻找异常点。
比较实验信息时，若发现数据出现异常时，教师决不能忽视不管，更不要以“这可能是实验误差”搪塞了事。如在做“测量肺活量的大小”实验中，实验结果是有的女生的肺活量比男生的大。面对这一“意外”，教师要及时引导学生分析数据异常的原因，可积极启发学生从实验仪器是否正常，实验操作是否规范，读数是否准确等方面寻找原因，也可引导学生思考是否是学生本身体质不同造成的。教师之所以在数据处理过程中一定要特别关注那些异常信息，是因为许多重大的科学发现，正是在探究异常数据中得到的。
随着学生探究能力的提高，教师对“数据比较”内涵的要求也应逐渐丰富起来，如要求确定对照组，确定数据的大致范围，识别不产生影响的变量、影响较小的变量等。
3.教会学生正确的推理方法，培养学生逻辑思维能力
在将信息对比之后，教师就要组织学生利用实验数据进行推理。在生物实验常用到的推理是演绎推理和因果推理。
（1）演绎推理。
例如表2是某化验室对甲、乙、丙三人尿液成分分析的结果（单位：g/mL）。请根据表中有关数据分析回答：
①尿液化验指标都正常的是哪一位？__。
②甲的尿液中含有蛋白质，这可能是肾单位中的__部位出现了问题。
③根据化验数据，可推测甲乙丙三人中__可能患有糖尿病。
本情景中，学生对表中数据进行观察后会下意识地和书本上正常尿液的特点进行对比，发现只有乙的尿液中不含蛋白质、葡萄糖，从而判定尿液化验指标都正常的应是“乙”；这一步只需要学生具有对比能力即可。问题的第二步、第三步就要求学生在对比的基础上会进行推理。学生将甲的尿液指标和乙相比，会发现甲的蛋白质数据不正常。“蛋白质会从什么地方渗透到尿液中来呢？”——“肾小管”。学生经过简单的演绎就会得出第二步的正确答案。学生将丙的尿液指标和乙相比，会发现他的葡萄糖数据异常，对照“糖尿病”的特点，就会演绎推理出丙患了糖尿病。
（2）因果推理。
探究过程中，有时还要将数据与实验条件联系起来进行推理。例如：在“探究植物的呼吸作用与温度的关系”时，利用4片相同的新鲜菜叶在遮光的条件下呼吸1h，然后，将植物呼吸作用产生的气体通入澄清的石灰水，组织学生观察，得出了如下记录：
本例中温度的逐渐变化是条件，是澄清的石灰水逐渐变浑浊的原因；澄清的石灰水逐渐变浑浊是结果，是由温度的逐渐变化引起的。学生将结果与条件（原因）紧密联系，通过推理会得出“澄清的石灰水会随温度的升高而逐渐浑浊”的初步结果，这里用到的就是因果推理。
4.教会学生总结，培养学生概括能力
经历了对数据的准确记录、对数据的比较和对可能的因果关系进行分析之后，离科学探究的结果仅有一步之遥，这一步就是总结、概括。在“探究影响心率变化的影响因素”的实验中，测出甲学生的脉搏在安静时平均值为76次/分，在走动时为79次/分，在跑步时为93次/分；乙学生的脉搏在安静时平均值为74次/分，在走动时为82次/分，在跑步时为95次/分。学生通过数据分析、推理后，会得出“一个人的心率会随运动的剧烈程度的变化而变化”的结论，教师此时可向学生抛出一些问题：不同的人心率在相同条件下相同吗？除了运动，还有其他因素能影响心率吗？”……积极引导学生开展研讨，引导他们把各自获得的推理结果和在实验中产生的疑问说出来，在相互讨论中受到启发，从而找出被研究事物的共同的、本质的属性并加以概括，将感性认识逐步升华为理性认识，形成全面的、科学的结论。
5.教会学生论证，提高学生的反思水准
在实验即将结束时，教师要引导学生将实验结果和原假设对照，对当初的假设进行论证。原假设若符合新的科学事实，则原假设得到证实。原假设若与新的科学事实不甚吻合，则需要对原假设进行修正；原假设若与新发现的科学事实产生矛盾，原假设就会被否定。在此告诉学生一定不要否认被否定假设的价值，事实上，在真实的科学探究中，科学家的大部分时间是耗费在那些最终没能得到实验证据支持的假说上。科学正是在不断否定假设中发展、进步的。当然，当假设得不到实验证据支持时，教师还需要引导学生反思：是不是收集的数据太少造成了实验结果和原假设的偏离？是否实验中存在着缺陷？……在这种反思中，学生会积极去寻找新的证据，探究更为科学的研究方法，甚至产生更为新奇的猜想，科学素养会大大提高。
关键词 生物实验 实验数据 实验分析
中图分类号 G633.91 文献标识码 B
探究实验包括提出问题，作出假设，制定计划，实施实验，得出结论，表达交流等诸多环节。实验数据处理与分析是得出结论的必由之路。
1.教会学生准确描述数据，培养学生严谨的科学态度
（1）正确记录。
实验数据应该是客观事实的真实反映，实验人员不能带着对实验结果的预期来随意篡改它，更不能不负责任地编造它。笔者在组织学生测量心率时，其中一位学生按照实际情况记录了自己的脉搏，同组的另3位同学不相信自己的测量结果，照抄了这位学生的数据，结果得出了这一组学生的心率均为77次/分的错误结论。教学中的探究实验由于结果已知，“聪明”的学生在实验记录的过程中常出现“修正”数据的现象，教师对此应给予高度重视，对这些最简单、最基本的操作严格要求，培养学生实事求是的科学态度。
（2）合理表达。
对数据进行合理的表达，有利于结论的探究。对于那些定性的及半定量的数据，教师可以采用文字表述的形式，从而锻炼学生严谨的表述能力。对于那些定量的数据，若实验数据较多，教师利用数学表达（如图像表达、表格显示）的方式，可形象地表现出信息的特征，便于揭示结论。在“探究鼠妇生活与土壤湿度关系”时，记录的数据有十多个，学生利用这些数据探究结论确有一定困难，笔者这时引导学生将获得的数据在坐标系中进行描点，将分散的点通过顺滑的曲线连接成图形，学生通过观察图像，很快便得出了结论。
2.教会学生正确比较信息，提高学生的思辨水平
对记录的实验数据做出比较数据处理的关键，是解释信息的基础。在此过程中，教师要注意引导学生寻找“三点”。
（1）寻找异、同点。
对实验信息比较，是找出实验规律的重要一步。首先教师引地学生将众多数据仔细观察、前后对比，找出数据的共同点及不同点。比如在“探究种子萌发的最适宜含水量”时，笔者选择不同含水量的同种植物的种子组织学生去实验，学生记录了7d后种子的萌发情况，结果如表1所示。
学生通过数据的对照，获得了重要发现：（1）不同含水量的种子萌发的温度都是20℃。（2）种子含水量从20%-70%时，种子萌发率从8%-87%；种子含水量从70%-80%时，种子萌发率从87%-80%。如果学生对所获得的发现做进一步的归纳，就有可能得出科学的结论。
（2）寻找异常点。
比较实验信息时，若发现数据出现异常时，教师决不能忽视不管，更不要以“这可能是实验误差”搪塞了事。如在做“测量肺活量的大小”实验中，实验结果是有的女生的肺活量比男生的大。面对这一“意外”，教师要及时引导学生分析数据异常的原因，可积极启发学生从实验仪器是否正常，实验操作是否规范，读数是否准确等方面寻找原因，也可引导学生思考是否是学生本身体质不同造成的。教师之所以在数据处理过程中一定要特别关注那些异常信息，是因为许多重大的科学发现，正是在探究异常数据中得到的。
随着学生探究能力的提高，教师对“数据比较”内涵的要求也应逐渐丰富起来，如要求确定对照组，确定数据的大致范围，识别不产生影响的变量、影响较小的变量等。
3.教会学生正确的推理方法，培养学生逻辑思维能力
在将信息对比之后，教师就要组织学生利用实验数据进行推理。在生物实验常用到的推理是演绎推理和因果推理。
（1）演绎推理。
例如表2是某化验室对甲、乙、丙三人尿液成分分析的结果（单位：g/mL）。请根据表中有关数据分析回答：
①尿液化验指标都正常的是哪一位？__。
②甲的尿液中含有蛋白质，这可能是肾单位中的__部位出现了问题。
③根据化验数据，可推测甲乙丙三人中__可能患有糖尿病。
本情景中，学生对表中数据进行观察后会下意识地和书本上正常尿液的特点进行对比，发现只有乙的尿液中不含蛋白质、葡萄糖，从而判定尿液化验指标都正常的应是“乙”；这一步只需要学生具有对比能力即可。问题的第二步、第三步就要求学生在对比的基础上会进行推理。学生将甲的尿液指标和乙相比，会发现甲的蛋白质数据不正常。“蛋白质会从什么地方渗透到尿液中来呢？”——“肾小管”。学生经过简单的演绎就会得出第二步的正确答案。学生将丙的尿液指标和乙相比，会发现他的葡萄糖数据异常，对照“糖尿病”的特点，就会演绎推理出丙患了糖尿病。
（2）因果推理。
探究过程中，有时还要将数据与实验条件联系起来进行推理。例如：在“探究植物的呼吸作用与温度的关系”时，利用4片相同的新鲜菜叶在遮光的条件下呼吸1h，然后，将植物呼吸作用产生的气体通入澄清的石灰水，组织学生观察，得出了如下记录：
本例中温度的逐渐变化是条件，是澄清的石灰水逐渐变浑浊的原因；澄清的石灰水逐渐变浑浊是结果，是由温度的逐渐变化引起的。学生将结果与条件（原因）紧密联系，通过推理会得出“澄清的石灰水会随温度的升高而逐渐浑浊”的初步结果，这里用到的就是因果推理。
4.教会学生总结，培养学生概括能力
经历了对数据的准确记录、对数据的比较和对可能的因果关系进行分析之后，离科学探究的结果仅有一步之遥，这一步就是总结、概括。在“探究影响心率变化的影响因素”的实验中，测出甲学生的脉搏在安静时平均值为76次/分，在走动时为79次/分，在跑步时为93次/分；乙学生的脉搏在安静时平均值为74次/分，在走动时为82次/分，在跑步时为95次/分。学生通过数据分析、推理后，会得出“一个人的心率会随运动的剧烈程度的变化而变化”的结论，教师此时可向学生抛出一些问题：不同的人心率在相同条件下相同吗？除了运动，还有其他因素能影响心率吗？”……积极引导学生开展研讨，引导他们把各自获得的推理结果和在实验中产生的疑问说出来，在相互讨论中受到启发，从而找出被研究事物的共同的、本质的属性并加以概括，将感性认识逐步升华为理性认识，形成全面的、科学的结论。
5.教会学生论证，提高学生的反思水准
在实验即将结束时，教师要引导学生将实验结果和原假设对照，对当初的假设进行论证。原假设若符合新的科学事实，则原假设得到证实。原假设若与新的科学事实不甚吻合，则需要对原假设进行修正；原假设若与新发现的科学事实产生矛盾，原假设就会被否定。在此告诉学生一定不要否认被否定假设的价值，事实上，在真实的科学探究中，科学家的大部分时间是耗费在那些最终没能得到实验证据支持的假说上。科学正是在不断否定假设中发展、进步的。当然，当假设得不到实验证据支持时，教师还需要引导学生反思：是不是收集的数据太少造成了实验结果和原假设的偏离？是否实验中存在着缺陷？……在这种反思中，学生会积极去寻找新的证据，探究更为科学的研究方法，甚至产生更为新奇的猜想，科学素养会大大提高。