探究性實驗的三種預期結果

王忠文

驗證性實驗試題是在實驗結果已知的情況下，設計實驗程序對結論進行驗證和確認，而探究性實驗試題是在實驗結果不知曉的情況下，由實驗者自行設計實驗方案進行探究，以期得到相應的實驗結果與科學結論。由于此類實驗題更能全面考查與甄別學生的“實驗與探究能力”，因而已成為實驗命題的一種趨勢。研究表明，該類題型往往離不開對實驗結果的預測，但由于其結果有多種類型，似乎有不確定性，但如在高考試卷中出現，由于時間有限，因而其預期結果可總結為如下三種類型。

1 二種預期結果

【例1】 圖1是生長素發現過程中的幾個實驗圖解，請利用你現有的知識回答下列問題：

（1） ①②③的實驗結果說明，①④的實驗結果說明 。

（2） 關于植物向光彎曲生長的原因，一種觀點是單側光改變生長素的分布，使背光一側生長素分布多，因而背光一側生長快?，F有含適宜濃度生長素溶液的瓊脂塊、燕麥胚芽鞘等實驗材料，設計實驗探究含有生長素的瓊脂塊是否具有感光作用。

實驗步驟：

第一步：；

第二步：。

實驗預測與結論：

。

【思維啟迪】本題旨在考查生長素產生部位、作用部位及運輸情況的知識要點，設計實驗步驟尤其是對實驗結果進行預期的能力要求。解題關鍵：（1） 在安排實驗步驟時要遵循單一變量的原則；（2） 要判斷出實驗的預期結果只有“感光”與“不感光”二種情況；（3） 實驗的預測的結果與結論不能顛倒，必須在看到現象、結果后才能得出相應結論。本題的實驗變量是瓊脂塊是否含有生長素，反應變量是胚芽鞘的生長和彎曲情況。

參考答案：（1）尖端是感受光刺激的部位 胚芽鞘尖端能產生生長素并向下運輸，促進下部的生長

（2） 第一步：用含有生長素的瓊脂塊和不含生長素的瓊脂塊分別兩個放在切去尖端的胚芽鞘端口上，都給予單側光照射

第二步：一段時間后，觀察兩胚芽鞘的生長和彎曲情況

實驗預測與結論：兩株胚芽鞘都直立生長，說明含有生長素的瓊脂塊沒有感光作用；放置含有生長素的瓊脂塊胚芽鞘向光彎曲生長，放置不含生長素的瓊脂塊不向光彎曲生長，說明含有生長素的瓊脂塊有感光作用。

【拓展聯想】常用于對“是否”或“有無”型的探究性實驗題的預測。預期結果時，千萬不能受慣性思維的影響。比如通過學習，雖然已經知道放置含有生長素的瓊脂塊的胚芽鞘不可能向光彎曲生長，但仍要預期到這種“理論上”可能出現的情形。

2 三種預期結果

【例2】 某指示劑溶液在中性條件下為黃色，酸性條件下為紅色，堿性條件下為紫色，圖2中現有水草、蝸牛、光源及4支裝有指示劑水溶液的試管（均為黃色，指示劑不會影響生物的生理活動）等，設計一個證明光合作用吸收CO2與呼吸作用釋放CO2的實驗，請預測實驗結果并分析原因。

（1） 為了證明植物的光合作用吸收CO2，應對B裝置作如何處理？，實驗結果指示劑呈色。

（2） 為了證明植物的呼吸作用釋放CO2，應對C裝置作如何處理？，實驗結果指示劑呈 色。

（3） A裝置的作用是什么？

。

（4） 用一定的光源向D裝置照射一段時間，請寫出結果預測與結論。

【思維啟迪】本題以光合作用、呼吸作用的知識為背景，通過創設特定的情境，全面考查學生對實驗進行設計、驗證、探究的能力和對實驗結果進行預期、分析、解釋和表述的能力。（1）、（2）小題為驗證性實驗設計題，目的要求明確，較易作答。關鍵是第（4）題，首先要弄清實驗的觀察指標——指示劑的顏色變化與光合作用、呼吸作用強度的變化關系，其次要窮盡實驗可能的結果。

參考答案：（1） 放入水草，將裝置放在適宜的光照下 紫 （2） 放入水草，將裝置放在黑暗中 紅

（3） 對照 （4） ①若指示劑呈紅色，說明水草的光合作用速度小于水草呼吸作用速度與蝸牛的呼吸作用速度之和。②若指示劑呈黃色，說明水草的光合作用速度等于水草呼吸作用速度與蝸牛的呼吸作用速度之和。③若指示劑呈紫色，說明水草的光合作用速度大于水草呼吸作用速度與蝸牛的呼吸作用速度之和

【拓展聯想】常用于對“影響”或“比較”型的探究性實驗題的預測。為防止預期結果發生遺漏，有時可從題干提供的條件得到啟發，如本題中明確提到指示劑有三種顏色變化。

3 四種預期結果

【例3】 現有一種由人工膜制成的袋，為檢測淀粉和碘能否透過該膜，現提供試劑和用品如下：鐵架臺、燒杯和人工膜袋各一個，1%的淀粉溶液、稀碘溶液和細棉線。

（1） 請用上述試劑和用品，設計一個實驗裝置，探究淀粉溶液中的淀粉和碘溶液中的碘能否通過該膜。請用示意圖表示（加圖注）。

（2） 實驗結果預測及分析：

。

【思維啟迪】人工膜的性質“未知”，究竟怎樣，應通過題設給出的條件設計實驗探究。從題干提供的試劑與材料來看，完全可以設計一個完整的滲透裝置。必須注意的是：實驗結果預測應與實驗設計一致，如只有看到“袋內外液體均變藍”的現象，才能得出“淀粉和碘均能通過”的結論，既不能說顛倒，也不能憑空臆測；由于涉及二個“變量”因素，結果有多種，哪怕是發生一種遺漏，實驗結論都是不科學的。

參考答案：（1）見圖3

（2） 實驗結果預測及分析：一段時間后，

① 袋內外液體均不變藍，表明淀粉和碘均不能通過；

② 袋內外液體均變藍，表明淀粉和碘均能通過；

③ 袋內液體變藍，袋外液體不變藍，表明碘能通過，淀粉不能通過；

④ 袋外液體變藍，袋內液體不變藍，表明碘不能通過，淀粉能通過。

【拓展聯想】常用于對涉及“兩個”變量因素的探究性實驗題的預測。為防止預期結果遺漏，可按照“A+，B+；A+，B-；A-，B+；A-，B-”的模式進行。