高考生物實驗題解題策略初探

丁思明

生物學(xué)是一門實驗性很強的學(xué)科，實驗教學(xué)是生物學(xué)教學(xué)的重要組成部分。縱觀幾年來的高考試題，發(fā)現(xiàn)突出了對實驗的考查，既體現(xiàn)了高考突出能力考查的要求，也體現(xiàn)了當(dāng)前教學(xué)改革的形式和要求。高考實驗題的分值逐年提高，可謂占了高考生物分值的半壁江山。因此，如何在生物教學(xué)中提高學(xué)生的實驗題解題能力。使學(xué)生掌握一定的解題策略。變得越來越關(guān)鍵，在此與大家一同探討。

一、夯實生物學(xué)基礎(chǔ)知識，打好扎實的實驗基礎(chǔ)

高考生物實驗來源于教材又有別于教材。體現(xiàn)了“源于教材，高于教材”的命題思路。因此，我們要做到熟練掌握教材中所有實驗的相關(guān)知識。例如，顯微鏡的使用，器具、材料的選用，各種試劑的制備、用法，培養(yǎng)基的配制、用法，常用消毒、滅菌方法，徒手切片、臨時裝片的制作，實驗原理，實驗現(xiàn)象等。還必須透徹理解教材中介紹的有關(guān)生理作用，例如，光合作用、呼吸作用、滲透作用、蒸騰作用、神經(jīng)調(diào)節(jié)、激素調(diào)節(jié)等。

二、深刻領(lǐng)會實驗設(shè)計應(yīng)遵循的原則

1、科學(xué)性原則

所謂科學(xué)性原則，是指在設(shè)計實驗時必須要有充分的科學(xué)依據(jù)，即要以前人的實驗、公式或自己的實驗為基礎(chǔ)，而不是憑空想象。具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)實驗原理的科學(xué)性。實驗原理是實驗設(shè)計的依據(jù)，也是用來檢驗和修正實驗過程中失誤的依據(jù)。因此，它必須是經(jīng)前人總結(jié)或科學(xué)檢驗得出的科學(xué)理論。

(2)實驗材料選擇的科學(xué)性。根據(jù)實驗?zāi)康暮蛯嶒炘磉x擇恰當(dāng)?shù)膶嶒灢牧稀Ｊ潜ＷC實驗達(dá)到預(yù)期目的關(guān)鍵因素之一。如“觀察細(xì)胞質(zhì)流動”的實驗選擇黑藻為實驗材料，是因其含水多。能使細(xì)胞質(zhì)流動速度快，實驗現(xiàn)象明顯；因其含葉綠體，能使細(xì)胞質(zhì)流動速度和流動方向清晰可見；因其葉片薄，便于在顯微鏡下觀察：另外黑藻一年四季都可培養(yǎng)，取材方便。有了這樣的實驗材料，再加上科學(xué)的方法，就可以順利達(dá)到實驗?zāi)康摹?/p>

(3)實驗方法的科學(xué)性。只有科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒灧椒ǎ拍艿贸稣_而可靠的實驗結(jié)果。如“證明CO₂是光合作用合成有機物必需的原料”實驗中，用于實驗的綠色植物必須經(jīng)過“饑餓”處理。消耗掉葉片內(nèi)儲藏的有機物，從而排除無關(guān)變量的干擾，最后用I₂－KI溶液檢驗處理過的葉片是否變藍(lán)，確定有無淀粉生成，驗證結(jié)論是否成立。

(4)實驗結(jié)果處理的科學(xué)性。實驗結(jié)果的科學(xué)性是指對于實驗得出的結(jié)論不能簡單對待，而應(yīng)該首先記錄，然后整理，再經(jīng)過仔細(xì)分析，找出它們所能夠透視出最大信息量。如有這樣一個實驗結(jié)果如下：

觀察這個實驗結(jié)果，首先分析在該實驗中設(shè)計了哪些對照組。由上表可知，有三組對照：一組是有光與無光：一組是水分吸收與礦質(zhì)元素吸收；還有一組是不同礦質(zhì)元素的吸收情況比較。我們在分析實驗結(jié)果時應(yīng)從這三方面人手，得出結(jié)論：①植物對水分和礦質(zhì)元素的吸收與光有一定關(guān)系；②植物對水分和礦質(zhì)元素的吸收是兩個獨立的過程；③植物對礦質(zhì)元素的吸收具有選擇性。

2、簡便可行性原則

簡便是指在設(shè)計實驗時，要盡量作到實驗材料容易獲得，實驗裝置比較簡便，實驗藥品比較便宜，實驗步驟比較簡潔，實驗時間比較短等。可行是指設(shè)計實驗時。要考慮現(xiàn)有的實驗條件，要保證現(xiàn)有條件能夠滿足實驗要求。

3、設(shè)置對照原則(本原則在實驗設(shè)計思路里具體闡述)

4、單因子變量原則與等量原則

單因子變量原則與等量原則都是在設(shè)計對照實驗時必須遵循的原則。所謂單因子變量原則，強調(diào)的是實驗組與對照組相比只能有一個變量。只有這樣。當(dāng)實驗組與對照組出現(xiàn)不同結(jié)果時，才能確定造成這種不同結(jié)果的原因肯定是這個變量造成的，從而證明實驗組所給實驗因素的作用。因此，在實驗設(shè)計時先要確定變量，并加以正確設(shè)置，至于將哪個作為實驗變量容易確定，就是把所要驗證的中心條件作為變量，即要驗證哪個因素則要把它作為變量。

等量原則與單因子原則是統(tǒng)一的，只不過強調(diào)角度不同。單因子原則強調(diào)實驗變量的單一性，而等量原則強調(diào)的是除了變量之外的一切可能對實驗結(jié)果造成影響的無關(guān)變量，必須嚴(yán)格控制等量或相同，以平衡和消除無關(guān)變量對實驗的影響。如“探索pH對酶活性影響”的實驗中，單一變量是pH，除pH外其他一切可能影響酶活性的無關(guān)變量都要嚴(yán)格控制，要等量、相同，如溫度不但要相同，還要是適宜的溫度，否則實驗就會失敗。

5、平行重復(fù)原則

平行重復(fù)原則要求嚴(yán)格控制某種因素的變化強度，在同樣條件下重復(fù)實驗，觀察其對實驗結(jié)果的影響，目的是排除偶然性，使實驗結(jié)論更加科學(xué)、可靠。例如，孟德爾揭示分離定律時，除最初采用純種高莖豌豆與純種矮莖豌豆外。還采用了豌豆的其他6對相對性狀，得出的結(jié)論基本一致，孟德爾才認(rèn)為這是一個普遍的規(guī)律。

6、充分占有原則

充分占有原則要求在實驗設(shè)計過程中，充分利用題目所給出的信息，包括知識背景、實驗器材、藥品等，這些信息能為我們的實驗設(shè)計提供思路。命題者給出的題目條件既充分也必要，一般不會出現(xiàn)解題條件過多或過少現(xiàn)象。因此，解題時一定要非常認(rèn)真地去領(lǐng)會，明確實驗到底要解決什么問題。需用到哪些生物學(xué)原理與方法。

三、實驗設(shè)計的思路

1、準(zhǔn)確把握實驗?zāi)康?/p>

實驗?zāi)康氖钦麄€實驗設(shè)計的靈魂。所有實驗步驟的設(shè)計都要圍繞實驗?zāi)康倪@個核心來進(jìn)行。因此。學(xué)生在實驗設(shè)計前首先要認(rèn)真審題，準(zhǔn)備把握所設(shè)計實驗的目的，只有這樣才不會偏離方向，否則實驗設(shè)計無從談起。如實驗要求探究細(xì)菌的異化作用類型，就不必去探究同化作用的類型。

2、明確實驗的具體要求

一個結(jié)論的證實，可通過許多不同的實驗來證明，但究竟應(yīng)選用何種設(shè)計方案，則要根據(jù)題目的設(shè)計要求。否則盡管實驗設(shè)計很完美，但若不合題意，還是不能得分。實驗的具體要求一般由以下幾方面來限定：一是實驗原理。一個實驗的完成，可以根據(jù)不同的實驗原理。但一定要依據(jù)提供的材料、藥品試劑等條件來選擇合適的原理。二是材料用具的制約。如果實驗僅提供了2支試管，你就不能設(shè)計成3組實驗。三是試題要求的制約。例如，測定某植物是純種，還是雜種，可以采用測交，也可以采用自交和花粉鑒定等方法，但題目要求最簡單的方法。那么對兩性花來講就只應(yīng)該采用自交方法。

3、合理設(shè)計對照實驗

同一實驗結(jié)果可能會由多種不同的實驗因素所致。因此如果沒有嚴(yán)格的實驗對照，即使出現(xiàn)了預(yù)期的實驗結(jié)果。也很難保證實驗結(jié)果是由某因素引起的，不能排除其他因素干擾結(jié)果的可能性，這樣就使得所設(shè)計的實驗缺乏說服力。

常用的對照方法有以下幾種：

(1)空白對照。指不做任何實驗處理的對象組。

(2)自身對照。指實驗與對照在同一對象上進(jìn)行，例如。質(zhì)壁分離實驗。

(3)條件對照。指雖給對象施以某種實驗處理，但

這種處理不是實驗假使所給定的實驗變量。例如，動物激素飼喂小動物的實驗，甲組：飼喂甲狀腺激素(實驗組)；乙組：飼喂甲狀腺激素抑制劑(條件對照)；丙組：不飼喂藥劑(空白對照)。

(4)相互對照。指不另設(shè)對照組，而是幾個實驗相互對照。

在設(shè)計對照實驗時。一定要遵循等量、單因子原則。實驗組與對照組除實驗變量外，其余都應(yīng)該相同。一般應(yīng)做到：生物材料相同，包括生物材料的數(shù)量、質(zhì)量、體積、來源、生理狀況等方面要盡量相同或大致相同；實驗所用的器具要相同，如試管、燒杯等器具的大小型號要完全一樣；實驗試劑要相同，如試劑的成分、濃度、體積、量等要相同；控制實驗條件要相同且要適宜。

4、精心設(shè)計實驗步驟

實驗步驟是實驗設(shè)計的核心，在解答實驗設(shè)計題中，對于實驗?zāi)芰Φ目疾橹饕峭ㄟ^實驗設(shè)計的步驟來體現(xiàn)的。試題的分值也大多集中在實驗設(shè)計的步驟上。好的實驗設(shè)計思路要通過具體的實驗步驟來體現(xiàn)。要合理設(shè)計好實驗的步驟，一方面學(xué)生需要掌握一定的實驗理論知識，明確實驗設(shè)計應(yīng)遵循的原則；另一方面要有一定的實驗技能。在實驗設(shè)計過程中要注意以下幾個問題：一是實驗條件的控制。如除去容器中的CO₂一般可以用NaOH的溶液來吸收，增加容器中的CO₂可以用NaHCO₃；隔絕液體與空氣可以用油膜；除去葉片中原有的淀粉，可以在黑暗中進(jìn)行饑餓處理。二是實驗結(jié)果的顯示方式。實驗需要通過一定的方式顯示實驗結(jié)果。同一實驗可以通過不同的方式來顯示實驗結(jié)果。光合作用可以通過光的利用、O₂和有機物的產(chǎn)生、CO₂的消耗來顯示實驗結(jié)果；呼吸作用可以通過O₂的消耗、CO₂的產(chǎn)生、有機物的消耗、熱量的產(chǎn)生等來顯示。三是實驗程序的安排。實驗程序的安排是否合理直接影響實驗的結(jié)果和結(jié)論。例如，證明溫度對唾液淀粉酶催化作用的影響。如果一開始就將唾液與淀粉混合，然后將不同的試管置于不同的溫度條件下。步驟就不合適了，因為唾液與淀粉一旦混合反應(yīng)就開始發(fā)生。酶的催化就不是在所需要研究的溫度條件下進(jìn)行的了。

5、預(yù)測實驗結(jié)果

實驗設(shè)計的最后往往還需要預(yù)測實驗結(jié)果。在結(jié)果預(yù)測上要全面、準(zhǔn)確。首先要注意實驗是驗證性還是探究性，如果是驗證性，假設(shè)既定，那么結(jié)果的預(yù)測應(yīng)該是與實驗的假設(shè)是一致的；如果是探究性的，那么就需要對實驗的結(jié)果進(jìn)行討論。對于討論性的要充分考慮到各種情況的可能性，還要注意語言表達(dá)的科學(xué)、準(zhǔn)確和規(guī)范。

由此我們可以總結(jié)出解答實驗設(shè)計題的一般步驟：了解題目要求－明確實驗?zāi)康模_定實驗思路－設(shè)計實驗步驟－預(yù)測結(jié)果并分析。要想提高實驗題的解題能力，除了掌握一定技巧，關(guān)鍵還是要靠學(xué)生自己多做，多去體會、分析實驗題，這樣在不知不覺中，能力就會有較大提高。