高中生物實驗的方法探究

新課標下的生物對實驗的要求越來越高，特別是實驗設計題已經成了學生的攔路虎。本人就教學經驗對實驗的分析總結了一套方法，旨在培養(yǎng)學生分析并設計出實驗的能力。

一、實驗分析的一般方法――“五步分析法”

筆者在實驗教學過程中，注重培養(yǎng)學生實驗分析的能力，并就實驗分析的方法進行了初步探索，總結歸納成了“四步分析法”，即：

a，原理分析。b，選材分析。c，變量分析。

d，步驟分析。e，結論分析。

1.第一步：原理分析

正確的判定實驗原理是實驗成功的第一步。很多學生解題失敗的原因和原理沒有判定正確有關。實驗原理是一個實驗能夠進行的基礎，也是最后一步結論分析的基礎。只有正確掌握了實驗原理才能更好的為后三個步驟打好基礎。

例1光和色素的提取實驗中的實驗原理分析：色素能夠溶解在什么溶液里面就可以拿什么溶液做提取試劑，色素之所以能在紙片上分離開的原理是因為不同色素在同種溶解溶液里的溶解速率不同而導致的。了解了這些就能幫助學生更好的去分析實驗的進行和實驗結論的得出。

例2菲林試劑和雙縮脲試劑的區(qū)分是很多學生溶液搞混的內容。可只要把實驗原理描述清楚了，那么要認識這兩種試劑怎么用和為什么這么用就很容易了。菲林試劑是用來檢測可溶性還原糖的試劑，可溶性還原糖在加熱的前提下能將氫氧化銅還原成氧化亞銅這種磚紅色物質，氫氧化銅怎么來的呢，肯定是氫氧化鈉和硫酸銅混合后得到的，并且實驗過程需要放熱。而蛋白質在堿性條件下能和硫酸銅發(fā)生反應產生紫色的絡合物，堿性條件怎么來的呢，肯定是氫氧化鈉提供的，后面再加硫酸銅并且不需要加熱。原理一分析對兩個實驗區(qū)分就清清楚楚了。

2.第二步：選材分析

正確的選材分析是實驗成功的第二步。選材包括實驗材料和所需藥品試劑儀器。有的學生實驗失敗的原因，往往是取材不正確而引起的。

（1）實驗分析時，要首先考慮取材是否正確.例如，實驗一“觀察植物細胞的有絲分裂”（以下簡稱“實驗一”）中，準確切取洋蔥根尖生長點部位，是實驗成功的前提。一些學生制成的裝片中往往看不到或看到很少的分裂相細胞，就是因為切取部位正確導致的，即沒有選準根尖的生長點部位。實驗二“觀察植物細胞的質壁分離和復原”（以下簡稱“實驗二”）中，取材部位應該是在新鮮的洋蔥鱗片葉外表皮的紫色較深處。而在內表皮或紫色很淺的部位取材，往往觀察不到或僅有很少紫色液泡。實驗三“觀察根對礦質元素離子的交換吸附現象”（以下簡稱“實驗三”）中，剪取的是有活性的根，如果是死根、爛根，則觀察不到預期的結果。實驗四“葉綠體色素的提取的提取和分離”（以下簡稱“實驗四”）中，選取的時片要肥厚、色濃，而老葉、發(fā)黃的葉子則不能選齲。

（2）藥品，試劑和儀器等都是影響實驗正確結果的重要因素，要逐一檢查，不能忽視.例1，在進行色素的提取和分離的實驗中。我們要用到的試劑有很多，二氧化硅，碳酸鈣，無水乙醇，層析液等。需要知道他們各自有什么作用才能更好的知道為什么要他們。沒了他們會導致實驗結果發(fā)生什么變法等。二氧化硅是使得研磨充分如果缺少可能色素量少導致顏色分層不明顯。碳酸鈣的作用是保護色素不被空氣氧化，缺少可能使得實驗無應有現象。無水乙醇是提取液，層析液是分層液都需要分析。例2，在脂肪的檢測中我們要用到酒精和顯微鏡。酒精的作用是蘇丹Ⅲ不溶于水而溶于酒精，需要酒精來洗去浮色。顯微鏡的作用是脂肪顆粒用肉眼看不到需要顯微鏡的幫助。

3.第三步：變量分析

變量有三種分：自變量，無關變量和因變量。先把自變量和因變量分析出來再去控制無關變量。而且要注意自變量只能是一個，因變量是因為自變量變化而產生變化的量，無關變量是會影響因變量但有必須控制實驗組和對照組相同的量。例如：在探究酶的特性時候就有幾個對照實驗。探究溫度對酶活性的影響實驗中先要分析自變量是溫度，因變量是底物反應速率，無關變量就是所有可能會影響底物反應速率的變量如pH，含量等等。

4.第四步：步驟分析

步驟及操作是否正確是影響實驗結果的主要因素，故應重點分析，主要有以下三種情況。

（1）漏做某個實驗步驟。實驗步驟不能少，如實驗一中，根尖用10%鹽酸解離后，若不經漂洗直接染色，則染色效果極差，因為根尖上附著的鹽酸將和堿性染料起中和反應，從而影響著色；制片時，用鑷子尖把根尖開碎，這一步也易漏掉。實驗三中根經亞甲基藍染色后，若不用蒸餾水反復沖洗，在后面的對比實驗中，蒸餾水也將變藍。

（2）操作方法錯誤。在具體操作某個步驟時，沒有按規(guī)定的操作方法做，肯定會影響實驗結果。如臨時裝片制作時，有的學生將蓋玻片直接放在清水滴上，這樣制成的裝片中，氣泡較多，嚴重影響觀察.實驗二中，應用鑷子撕取洋蔥表皮，而不少學生是用刀片削或挖，以至取出的表皮較厚，這樣在顯微鏡下也就看不到單層細胞。

（3）操作不嚴格。如解離、染色時間不夠，漂洗的時間或次數不足。制作洋蔥表皮臨時裝片時，未將清水滴中卷起的表皮平展開來；做質壁分離復原實驗時，滴入清水的次數少，濾液細線劃得不細不齊都會對實驗果有一定的影響。

5.第五步：結論分析

結論的分析在實驗中算是收尾工作。但也不能大意，很多時候結論的分析不能隨便了事，要不就很容易出現錯誤。例如，需要設計實驗來探究溫度對酶活性的影響的實驗中，自變量是溫度，可很多同學會選淀粉為底物淀粉酶在不同溫度下進行分解。然后用菲林試劑做因變量的判定試劑，這樣的選擇就錯了，不要忽略了菲林試劑的檢測過程需要加熱會影響實驗的自變量。

二、“五步分析法”的應用

“五步分析法”可以在實驗課上講授，也可以在實驗（理論）專題復習課中講授。在具體的實驗分析或解題過程中，既可順次運用，亦可綜合運用，具體問題，靈活分析。

例如：實驗設計題如下：現給同學們菲林試劑，雙縮脲試劑，碘液，淀粉酶，蛋白酶，淀粉溶液，蛋白溶液等。需要大家設計實驗驗證酶的催化具有專一性。學生拿到題很多時候就直接開始設計了。其實正確的辦法是去找對自變量和因變量。有兩種情況可以說明酶具有專一性。第一種是一種酶只能催化一種底物能說明，第二種是一種底物只能被某一種酶催化也能說明。兩種情況所需的自變量和因變量是截然不同的。就本題而言，只能拿第二種情況做實驗，自變量是酶的種類，底物為淀粉溶液，因變量是底物是否分解，因變量的判定試劑用碘液。如果用第一種情況去設計實驗是沒辦法設計出來的。