解讀高考生物實驗設計題

李愛景

從近幾年的高考實驗題題型變化來看，設計型實驗題所占的比重越來越大，是高考生物試題中的熱點題型。而教材中對有關的實驗理論并未系統講授，因此對實驗設計題多數學生感到棘手，往往由于思路不清或回答不全面導致失分嚴重。下面就實驗設計題的一些理論及注意事項系統總結如下。

一、實驗題命題形式

1、實驗評價和糾錯型，即評價方案，找出已有方案的錯誤。

2、實驗步驟補充完善型，即對實驗方案的關鍵步驟進行補充設計。

3、獨立設計方案型，即要求設計完整的實驗方案，該類題型難度最大。

二、實驗類型

高中生物所涉及的實驗類型主要有驗證性實驗和探究性實驗。驗證性實驗是指已知實驗結果，要用實驗驗證結論，不能分幾種情況去討論；而探究性實驗是指事前不知結果，結果討論時可能會出現幾種情況，回答的基本格式是“如果……則……”。

三、完成實驗設計題的一般步驟

1、明確實驗目的

驗證性實驗目的往往已知，探究性實驗目的是把題干中的問題變為陳述句。

2、分析實驗原理

結合課本所學的知識并充分利用題中給出的實際條件或信息來確定實驗原理，并從中提煉出結果判斷的指標。

3、合理利用實驗材料

題目中給出的器材一般都要用上，除非特別注明可選擇器材，如果有器材沒有用上，那就表明可能你的答案有問題。列出的材料還會給你一定的啟示，如有凡士林則肯定有密封的要求；如有帶有橡皮塞抽去空氣的試管則表明無氧狀態；NaHCO₃提供CO₂；濾紙用于過濾或紙層析等。還可以從題目中發現實驗設計的思路和方法。

4、設計實驗思路

在明確實驗目的、原理、要求的基礎上，尤其注意遵循實驗的基本原則。生物設計實驗中有科學性原則、隨機性原則、平行重復原則、對照性原則、單一變量原則，其中最需要注意的是以下兩個原則。

(1)對照性原則：在實驗設計中，通常需要設置對照組，從而有效排除其他因素干擾結果的可能性，才能使實驗具有嚴密性和科學性。按對照的內容和形式上的不同，通常有以下幾種對照類型。

①空白對照：指對照組不做任何處理，例如在“唾液淀粉酶催化淀粉水解”實驗中，實驗組加入一定量的淀粉酶溶液，對照組只加入等量的蒸餾水；再如在“甲狀腺激素促進生長發育”中對照組不做任何處理。空白對照能明白地對比和襯托出實驗組的變化和結果，增強了說服力。

②自身對照：指實驗組和對照組在同一對象上進行，即不另設對照。例如在“植物細胞質壁分離和復原”中，實驗對象始終都是同一塊表皮細胞，再如“驗證甲狀腺激素的作用”實驗中，實驗前后分別用測試儀測試大白鼠的活動量，其中實驗前后即為自身對照。

③條件對照：指給對照組以某種處理，但這種處理不是實驗假設所給的實驗變量。例如在“胰高血糖素具有升高血糖的作用”實驗中，實驗組注射一定量的胰高血糖素，對照組注射等量的生理鹽水。再如在“甲狀腺激素促進生長發育”實驗中，甲組飼喂甲狀腺激素，乙組飼喂甲狀腺抑制劑，丙組不做任何處理，在此，甲組作為實驗組，乙組即為條件對照組，丙組作為空白對照組。這樣，既有條件對照又有空白對照，更能充分證明甲狀腺激素有促進生長發育的功能。

④相互對照：指不另設對照組，而是幾個實驗相互對比對照。例如在“驗證根的向重力性”實驗中，根擺放不同方向的幾組實驗之間，即為相互對照；在“驗證酶的最適溫度”實驗中，不同溫度的幾組實驗之間進行相互對照，從而得出正確的結論。

根據不同實驗內容和要求，合理選擇對照方法，就會使實驗方案簡潔、明了，使實驗結論更有說服力。

(2)單一變量原則：指把實驗所要研究的對象作為實驗的唯一變量，在實驗過程中的其他條件一律不變。例如在“驗證光合作用需要光”實驗中，實驗的唯一變量是光的有無，其他條件如溫度、反應時間、劑量等一律相同；在“pH值對酶活性的影響”實驗中，就必須控制溫度、底物量和酶量相同，只改變pH值，觀察不同pH值下酶活性的差異。

遵循單一變量原則，可以排除其他因素對實驗結果的干擾，既便于對實驗結果進行科學的分析，又增強實驗結果的可信度和說服力。

總之，設置實驗思路時，對照目的，依據原理，找出其中的實驗變量并合理設置對照，充分利用所給器材或試劑(注意避免漏用或自己添加)，再借鑒腦中留有的曾經做過的實驗模式，初步形成大致方案。

5、表達實驗步驟

分析每一環節的關聯性，安排好實驗順序，把初步形成的方案具體表達出來。注意事項：(1)實驗方法要簡便易行，效果要明顯。(2)使用規范的專業生物學術語，語言表達要簡潔明了、到位，切記說得越多，出錯的機會越多。(3)如果實驗中需要分組實驗，切記一定要進行編號，以免丟分。

6、預期(分析)結果，得出(解釋)結論

根據原理，提煉判斷結果的指標，而結果又往往反饋到實驗目的上。注意：如果是驗證性實驗，對實驗作出肯定結論即可；如果是探究性實驗，結果不確定，所以回答一定要全面，并且符合“如果……那么……”的格式。