结论和讨论的比较分析

实验结论与讨论分析是学生实验能力的一大体现。实验的结果直接决定了该实验是否验证了假说（回答了科学问题），而不同的实验结果也决定了实验讨论的不同方向。对于中学教学实验而言，只要按照规程操作，就可以获得理想的实验结果。即便实验结果出现了偏差，学生亦可以通过所取得的实验结果结合已有且详尽的实验步骤进行“执果索因”——一步步追溯，就能发现自己是哪一（几）步出了问题导致观测值和理想值之间的偏差，并进一步在讨论中分析偏差原因，再次形成结论。然而，无论是中国还是美国的教材，除了教学实验外，还有一些拓展型的实验，这些实验的复杂程度超过了其他的教学实验，因而实验结果产生的偏差可能会更大，原因也更复杂。当然，实验讨论除了总结整个实验以外，另一大作用是引出一系列后续实验——将本次实验所得的结论延伸到其他方面。

在这个部分，中美教材又显示出了较大的差异。培生版《生物学》格外有层次感，用问题去引导学生。这些问题分成数据分析（Analyzing Data）、推论（Inferring）、比较（Comparing & Contrasting）、形成结论（Drawing Conclusion）、实验设计（Designing Experiments）以及预测（Predicting）几个类型。不难发现，这些问题呈现出层次递进的关系。从数据分析开始，到做出一定的推论，再由比较数据得到证据支持这些推论去形成结论，进而发现实验的不足之处以进行后续实验设计并作出相关的预测。真正的科学研究，也正需要这样的思维方式和探究精神。美国教材的这种模式，很好地训练了学生的科学研究思维。

相较于培生版《生物学》的“层次感”，上海版《生命科学》在这个部分显得略微“骨感”。上海版《生命科学》的结论分析和讨论可以简单地分为两部分，提问部分位于教材每个实验的最后，回答部分在学生练习部分中实验的最后。在教材的最后，实验分析一般由两到三个问题组成，其中包括了关于结论的分析、实验的不足或是后续实验的导入等，学生必须在练习册的相应部分完成对这些问题的解答并附上实验结论。但是，上海版《生命科学》的这个部分具有一定的发散性。因为实验报告是大部分留白的，所以学生在撰写实验报告之时有一定的自由发挥空间。例如：实验结论与分析部分尽管留下了问题，但学生在完成时可以在实验报告相应部分的空白处写上任何关于实验其他的分析与想法。相较于培生版《生物学》逐步推进的启发引导，上海版《生命科学》虽然很“骨感”，却为学生留下更多的创作空间，更加发散。同时，愿意深层次探究实验的学生也可以尽情发挥。但如果是不具备探究精神的学生在应付实验报告方面，只需要按部就班地回答几个“骨感”的问题即可。

图3-13　培生版《生物学》实验教材中的结论和分析部分［18］

关于分析部分，我们还是比较中美教材相类似的部分。在微生物实验中，上海版《生命科学》是直接记录完数据便获得结论，关于此部分结论的引导式分析只有较为简短的问题：“你所用的抗生素对哪几种细菌有抑制作用？与抗生素的浓度关系如何？”而在培生版《生物学》中（图3-13），则完全不是这么回事，同样一个小实验，教材的引导式发问非常频繁，最后才能获得结论。整个分析与得出结论的过程经历了“对照组的设定”“是否筛到了抗性菌”“结论——最有效的抗生素”“思考——为什么抗生素的药性会减弱”“应用性思考”等几个方面展开。与上海版《生命科学》不同的是，培生版《生物学》并未在数据记录表后直接出结论，而是在两个引导性问题以后引出实验的结论。在结论之后的拓展型分析当中，有效地结合应用，并且把进化学中的自然选择有机地和微生物学交叉结合在一起，深化学生的生命科学知识理论体系。尤其是最后一道分析性问题，将本次实验中的结论应用到医生处方中，揭示了抗生素的使用小常识，让学生和教师都受益匪浅。(www.xing528.com)

在做完以上分析以后，读者或许觉得培生版《生物学》的层层递进虽然能帮助学生掌握实验要点，培养思维能力，但会使学生缺乏创造力，实则不然。尽管结论分析部分的引导性很强却缺乏对学生发散性思维的训练，但是它多了一个专门训练学生发散性思维和探究精神的部分——拓展探究（Extend Your Inquiry，图3-14）。Extend Your Inquiry以实验本身的原理、方法、结果为基础，对学生在上一部分的结果分析讨论中的Prediction以及Experiment Design进行检验。检验的方式或是给出实验设计的详案并开展实验验证，或是对结果提出新的推论并利用已有实验材料进行验证。如前文所述，美国教材十分注重对学生的科研能力培训。Extend Your Inquiry无疑是整个实验过程中对学生自主学习能力要求最高的一部分，也是检测学生对已有知识点把握尤其是实验设计能力的一大环节。实际上，实验讨论的一个很重要的环节便是后续研究的引出——可以说美国教材在这方面的训练针对性很强。

图3-14　培生版《生物学》实验教材中的拓展探究［18］

我们以培生版《生物学》中第20章Lab Controlling Bacterial Growth的拓展探究为例（图3-14），其实验主体是测试各类抗生素对细菌生长繁殖的影响。而在拓展探究部分中，教材要求学生将自己的思维发散出去，看看生活中的一些常见日用品是否能够同样起到杀菌作用，并用类似的实验验证。笔者认为，拓展性探究往往会与生活、现代科技有所交叉结合，因而它所反映的不仅仅是学生设计实验以及科研思维的能力，还包括了学生知识应用的水平。

综上所述，中国教材的结论分析和讨论虽然引导性不强，但留给学生自由发挥的空间很大；而美国教材该部分具有很强的层次和引导性，但同时又没有限制学生的创造能力，不失科研思维训练。可以说，中国教材和美国教材在此部分的最大区别还是科学研究的训练——美国教材显得更加有针对性。当然，课堂的主导依旧是教师，如何利用好手头的资源培训学生的科学研究基础，始终是教师的责任。