高中生物實驗設計題解題初探

雍艷麗

【摘要】高中生物實驗設計題是一類綜合性較強的題目，不僅有助于考查學生對于課堂上知識的學習情況，還可以檢驗學生的自主創(chuàng)新能力及課外延伸能力。

【關鍵詞】高中生物；實驗設計題；解題

生物學科的學習是以實驗為主體的，實驗能力是生物學習中的重要考查環(huán)節(jié)，對于學生的考查范圍比較全面，可以很好地檢驗學生的綜合知識能力。因此，在近年高考生物中，實驗設計題的出題方式種類越來越多。

一、實驗設計題的解題思路

1、明確實驗目的

無論是哪種類型的生物實驗，實驗目的永遠是整個實驗設計題中的核心內容。生物實驗設計題大致可以分為驗證性實驗和探究性實驗。例如，為探究光照情況對于植物吸收礦物質元素的影響程度，通過以下材料及實驗用品設計實驗，材料和用品包括：缺少N的完全培養(yǎng)液，適量濃度適宜的NaNO3，廣口瓶和量筒等玻璃儀器，生長情況大體相同的多株同種植物幼苗。通過題干可知，本題屬于探究性實驗，實驗目的是探究光照情況對于植物幼苗吸收N元素的影響程度，其中控制變量是光照。

2、明確實驗原理

生物實驗設計題的實驗原理大部分來源于課本中的學習內容，另外還有一部分是課外的延伸知識，需要學生從題干中理解并運用。實驗原理一般指實驗過程中需要運用的科學原理和相關的實驗方法。例如“驗證唾液淀粉酶是蛋白質”實驗題，通過結合教材中的相關知識可以得知，雞蛋中蛋清的主要成分就是蛋白質，通過雙縮脲反應，即使蛋白質與CuSO4在堿性環(huán)境中反應生成紫紅色物質。這就是證明唾液淀粉酶的化學本質是蛋白質的實驗原理。

3、明確實驗變量

實驗變量是實驗中的自變量，是實驗中可以由實驗者直接控制的條件或其他因子，對實驗對象產生直接的刺激作用。通過控制實驗變量，可以完成實驗的假設，從而達到實驗目的。實驗變量的獲取方式可以分為直接獲取和根據實驗目的及原理分析得出兩大類。如“驗證某大豆品種的矮化特性與赤霉素的含量有關”中，可以直接找到赤霉素的含量就是實驗變量。而在“探究成熟植物細胞的吸水和失水”中，由實驗的原理和目的可以分析得出結論，實驗變量是成熟植物細胞外液的滲透壓。在確定好實驗變量后，進一步確定因變量，即通過實驗變量的變化引起其他變量的變化，與此同時，還應控制其他無關變量條件的一致性，生物實驗應保證單一變量原則。

二、實驗設計題的解題方法

1、選擇正確的實驗材料用品

生物實驗中的實驗材料大致可分為兩種。其一是根據實驗設計題題干中的已知實驗材料和用品，通過分析實驗內容，對應實驗中的實驗步驟，分別運用實驗材料和用品，除了可供選擇的材料，基本題中所給的材料都可以用上。其二是根據題意課外延伸實驗材料，在自由選擇材料時，應確保材料符合實驗的要求，作用效果明顯，取材方便，實用性較強。

例如“設計實驗探究C4植物進行光合作用時，葉片中的淀粉是在維管束鞘細胞還是葉肉細胞中產生”實驗中，題干中已給材料和用品包括健康的玉米植株、碘液、酒精、酒精燈、燒杯、鐵架臺、石棉網、刀片、清水、濾紙、鑷子、顯微鏡等實驗材料，而在實驗過程中需要確認在檢驗淀粉時是采用碘蒸氣熏蒸葉片法，還是選擇使用酒精先對葉片進行脫色，在脫色工作完成后，向葉片上滴加適量碘液的方法。通過已知條件，應當選擇第二種方法，并在實驗過程中合理運用所給材料，確保實驗的完整性以及可靠性。

2、正確書寫實驗步驟

書寫實驗步驟是將實驗設計思路的具現化，通過考查學生書寫實驗步驟的能力，可以檢驗學生的語言表達和實驗邏輯思維等多方面的能力。對于實驗步驟的書寫，應當首先對實驗材料進行分組和編號，實驗中的藥品、實驗中用到的動植物材料都屬于實驗材料。其次在取材的時候，應注意劑量、數量、生理和發(fā)育狀態(tài)保持一致，同時要配備燒杯、培養(yǎng)用器皿、飼養(yǎng)動植物的容器等。在選擇器材時還應根據實驗的實際情況，符合實驗目的和實驗原理的要求，并且要注意大小等規(guī)格要求絕對相同。

例如“驗證玉米中兩對性狀的遺傳是否符合基因的自由組合定律”，本實驗的實驗步驟：①讓純種有色飽滿的玉米和純種無色皺縮的玉米雜交獲得F1代備用。②取F1代30株與無色皺縮的玉米雜交。③收獲雜交后代的種子并統(tǒng)計不同表現型和比例。除此之外，若在某實驗中操作過于煩瑣復雜，可根據具體情況將該步驟劃分為幾步詳細的步驟。

3、正確預測并對實驗結果進行解釋，最終得出結論

生物實驗通過控制實驗變量從而使實驗結果得到不同的變化。然而對于不同的實驗，實驗的預測分析應采取不同的方式。其中驗證性實驗只需要書寫實驗結果以及實驗后得到的假設，應確保實驗前的預測和實驗最終結果的一致性。另外，對于探究性實驗而言，應嚴格確保實驗預測的完整性，根據實際實驗過程排除不符合實際的結果。

總而言之，高中生物實驗設計題是一類綜合性較強的題目，不僅有助于考查學生對于課堂上知識的學習情況，還可以檢驗學生的自主創(chuàng)新能力及課外延伸能力。在最近幾年的高考過程中，生物考試中實驗設計題是生物考試中的核心內容，其包含課程內容廣泛，是檢驗高中學生生物學習的重要手段。