高中生物設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)解析

朱祿峰

【摘要】為了能更好的開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，應(yīng)對高考，結(jié)合本人的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解構(gòu)和分析。

【關(guān)鍵詞】生物實(shí)驗(yàn)的結(jié)構(gòu) 解析

【中圖分類號】G633.91 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）01-0182-01

生物課程標(biāo)準(zhǔn)指出生物科學(xué)不僅是眾多事實(shí)和理論，也是一個(gè)不斷探究的過程。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的探究，不僅能提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，更能促進(jìn)學(xué)生領(lǐng)會實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，學(xué)會用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證規(guī)律的方法。在高考中生物實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ彩侵攸c(diǎn)考查的內(nèi)容。生物高考目標(biāo)對學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊笫牵毫私庀嚓P(guān)實(shí)驗(yàn)的目的、原理、方法和操作步驟；初步具備驗(yàn)證生物學(xué)事實(shí)的能力，并能對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理；具備初步探究一些生物學(xué)問題、恰當(dāng)評價(jià)和完善實(shí)驗(yàn)方案的能力。為了能更好的開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，應(yīng)對高考，結(jié)合本人的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解構(gòu)和分析。

生物實(shí)驗(yàn)的完整結(jié)構(gòu)一般應(yīng)包括：（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模唬?）實(shí)驗(yàn)原理；（3）實(shí)驗(yàn)儀器、材料；（4）實(shí)驗(yàn)過程；（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)果；（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)論，等六個(gè)部分。現(xiàn)就每一部分，一一解析。

（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模焊鶕?jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡牟煌瑢?shí)驗(yàn)可以分為：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)即驗(yàn)證已有的結(jié)論；探究性實(shí)驗(yàn)即對不確定的問題進(jìn)行探究。

在試題中對實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕?jīng)常考查的方式是：

根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶岢鲎约旱募僭O(shè)________________？

例：請同學(xué)們設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，來探究一下香煙中的成分，是否會對哺乳動物細(xì)胞的生長、發(fā)育產(chǎn)生影響？請?zhí)岢瞿愕募僭O(shè)：________________fff。

分析：假設(shè)只是主觀的判斷，無所謂對錯(cuò)。你可以假設(shè)：香煙中的成分，會對哺乳動物細(xì)胞的生長、發(fā)育產(chǎn)生影響。也可以假設(shè)：香煙中的成分，不會對哺乳動物細(xì)胞的生長、發(fā)育產(chǎn)生影響。總而言之，假設(shè)就是根據(jù)自己的認(rèn)識，對所探究的問題，提出自己的看法，至于看法本身正確與否，并不重要。

（2）實(shí)驗(yàn)原理：對實(shí)驗(yàn)過程中的現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)的最終現(xiàn)象做出的科學(xué)解釋，就是實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的原理。通過實(shí)驗(yàn)原理的闡述，是實(shí)驗(yàn)者開展實(shí)驗(yàn)的科學(xué)依據(jù)，也是非實(shí)驗(yàn)人員理解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的依據(jù)。

在試題中對實(shí)驗(yàn)原理經(jīng)常考查的方式是：

教材中實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的原理。

例：生物組織中可溶性還原糖鑒定的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是什么？對現(xiàn)象的解釋是什么？

分析：本實(shí)驗(yàn)的原理就是解釋還原糖與斐林試劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，會產(chǎn)生氧化亞銅磚紅色沉淀。

（3）實(shí)驗(yàn)儀器、材料：就是列舉實(shí)驗(yàn)中所使用的儀器、裝置、材料等。

在試題中對實(shí)驗(yàn)儀器、材料經(jīng)常考查的方式是：

實(shí)驗(yàn)儀器和材料的選擇。

例：為了加深對葉綠體結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，請同學(xué)們設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來觀察植物細(xì)胞的葉綠體。可供選擇的實(shí)驗(yàn)材料：菠菜葉的表皮細(xì)胞、菠菜葉的葉肉細(xì)胞、菠菜的根尖細(xì)胞。本實(shí)驗(yàn)必需使用的儀器和材料是？

分析：這是一個(gè)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的觀察實(shí)驗(yàn)，觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)必須使用顯微鏡，所以儀器必須有顯微鏡、載玻片、蓋玻片。而實(shí)驗(yàn)材料的選擇，則要考慮所選材料是否含有葉綠體，從而完成觀察任務(wù)。

（4）實(shí)驗(yàn)過程：在實(shí)驗(yàn)過程中，主要是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)。通過實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)來達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的。步驟大體是三方面內(nèi)容：一是實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備——儀器的裝配；材料的培養(yǎng)、選擇；分組等。二是實(shí)驗(yàn)操作——主要是完成自變量的處理，同時(shí)注意控制無關(guān)變量。三是獲取實(shí)驗(yàn)結(jié)果——通過觀察獲取實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，或者是記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，往往也就是實(shí)驗(yàn)中的因變量。

在試題中對實(shí)驗(yàn)儀器、材料經(jīng)常考查的方式是：

生物實(shí)驗(yàn)必須遵循的原則：一是對照原則——對照組與實(shí)驗(yàn)組的對照，實(shí)驗(yàn)組的前后自身對照等。二是單一變量原則——對照組與各實(shí)驗(yàn)組之間，自變量必須是唯一的不同。三是等量原則——對照組與實(shí)驗(yàn)組各無關(guān)變量，必須適宜且相同。

例：為了驗(yàn)證胰島素有降血糖的作用，一些同學(xué)使用實(shí)驗(yàn)室的小白鼠設(shè)計(jì)了一組實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟如下：1.選擇身體狀況健康的一歲齡雄性小白鼠若干只，平均分成A、B兩組，A、B兩組的小白鼠飼養(yǎng)情況相同。2.A組小白鼠注射2ml胰島素溶液；同時(shí)B組小白鼠注射2ml生理鹽水。3.一段時(shí)間后，觀察兩組小白鼠的活動狀況。

分析：本實(shí)驗(yàn)分為A、B兩組，其中B組為對照組，A組為實(shí)驗(yàn)組。遵循了對照的原則。小鼠的生理指標(biāo)相同，遵循了等量原則。兩組只有注射的藥品不同遵循了單一變量原則。

（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：就是通過實(shí)驗(yàn)操作產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

在試題中對實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)常考查的方式是：

實(shí)驗(yàn)組與對照組現(xiàn)象的區(qū)別與比較。

例：為了驗(yàn)證胰島素有降血糖的作用，一些同學(xué)使用實(shí)驗(yàn)室的小白鼠設(shè)計(jì)了一組實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟如下：1.選擇身體狀況健康的一歲齡雄性小白鼠若干只，平均分成A、B兩組，A、B兩組的小白鼠飼養(yǎng)情況相同。2.A組小白鼠注射2ml胰島素溶液；同時(shí)B組小白鼠注射2ml生理鹽水。3.一段時(shí)間后，觀察兩組小白鼠的活動狀況。

分析：通過觀察即可發(fā)現(xiàn)小鼠活動狀況的差別，這種差別就是實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：就是通過邏輯推理，找到自變量與因變量的因果關(guān)系，進(jìn)行推理，找到規(guī)律。

在試題中對實(shí)驗(yàn)結(jié)論經(jīng)常考查的方式是：

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行邏輯推理。

例：請同學(xué)們設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，來探究一下香煙中的成分，是否會對哺乳動物細(xì)胞的生長、發(fā)育產(chǎn)生影響？預(yù)期的結(jié)果：A1加入微量尼古丁的實(shí)驗(yàn)組，動物細(xì)胞很快死亡。A2加入微量尼古丁的實(shí)驗(yàn)組，動物細(xì)胞正常生長。B1加入微量煙焦油的實(shí)驗(yàn)組，動物細(xì)胞無限增長。B2加入微量煙焦油的實(shí)驗(yàn)組，動物細(xì)胞正常生長。

分析：若A1B1結(jié)果出現(xiàn)，則可以推理出香煙中的尼古丁具有毒性可以殺死細(xì)胞，而煙焦油可以誘發(fā)細(xì)胞癌變；若A1B2結(jié)果出現(xiàn)，則可以推理出香煙中的尼古丁具有毒性可以殺死細(xì)胞，而煙焦油不會對細(xì)胞的生長產(chǎn)生影響；若A2B1結(jié)果出現(xiàn)，則可以推理出香煙中的尼古丁不會對細(xì)胞生長產(chǎn)生影響，而煙焦油可以誘發(fā)細(xì)胞癌變；若A2B2結(jié)果出現(xiàn)，可以推理出香煙中的尼古丁不會對細(xì)胞生長產(chǎn)生影響，而煙焦油也不會對細(xì)胞的生長產(chǎn)生影響。進(jìn)行簡單的邏輯推理，總結(jié)出相應(yīng)的規(guī)律，得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。