巧設兩個簡單實驗，爽解高考實驗設計題

胡六平

摘 要： 在高考生物實驗復習過程中巧妙設計兩個簡單生物學實驗，能讓學生在比較短的時間內熟悉生物實驗基本常識，掌握基本技能，運用基本技巧，做到舉一反三、事半功倍。

關鍵詞： 高考 實驗設計題 復習方法

實驗設計題是高考生物科常考的題型之一。所謂實驗設計，就是根據生物學實驗原理和所要驗證的生物學事實設計實驗步驟、選取實驗器械、預測實驗結果。

全國高考生物試題中，實驗設計類型題一直作為主角占據一席之地，在生物基本知識檢測、動手能力考察、語言表達、思維邏輯訓練及體現卷面區分度和難度等方面都具有不可替代的作用。不出所料，2016年全國高考理綜生物試題中實驗設計類型題不僅在多道試題中有它的蹤影，而且大有稱雄天下的氣勢。如2016年全國高考卷理綜乙卷（下同）第32題。（12分）

已知果蠅的灰體和黃體受一對等位基因控制，但這對相對性狀的顯隱性關系和該等位基因所在的染色體是未知的。同學甲用一只灰體雌蠅與一只黃體雄蠅雜交，子代中♀灰體：♀黃體：♂灰體：♂黃體為1：1：1：1。同學乙用兩種不同的雜交實驗都證實了控制黃體的基因位于X染色體上，并表現為隱性。請根據上述結果，回答下列問題：

（1）僅根據同學甲的實驗，能不能證明控制黃體的基因位于X染色體上，并表現為隱性？

（2）請用同學甲得到的子代果蠅為材料設計兩個不同的實驗，這兩個實驗都能獨立證明同學乙的結論。（要求：每個實驗只用一個雜交組合，并指出支持同學乙結論的預期實驗結果。）

又如2016年高考全國卷39。【生物——選修模塊1：生物技術實踐】（15分）

空氣中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小組欲用平板收集教室空氣中的微生物，以了解教室內不同高度空氣中微生物的分布情況。實驗步驟分別是：①配制培養基（成分：牛肉青、蛋白胨、NaCl、X、H2O）；②制作無菌平板；③設置空白對照組和若干實驗組，進行相關操作；④將各組平板置于37℃恒溫箱中培養一段時間，統計各組平板上菌落的平均數。

回答下列問題：

（1）該培養基中微生物所需的氮來源于________________，成分X通常是________________。

（2）步驟③中，實驗組的操作是________________。

（3）若在某次調查中，某一實驗組平板上菌落平均數為36個/平板，而空白對照組的一個平板上出現了6個菌落，這種結果說明在此次調查中出現了________________現象。若將30（即36-6）個/平板作為本組菌落數的平均值，該做法________________（填“正確”或“不正確”）。

這樣的實驗題難度系數在0.6左右，可在高考閱卷過程中發現不少考生一頭霧水，不知如何下筆。反觀我教的學生個個從容作答，他們胸有成竹的原因很簡單，因為平時做了充足的準備工作。

每屆高三新學年開學初，我都反復讓學生去實驗室完成兩個簡單實驗。（原創）

實驗1.設計一個實驗，證明實驗臺上的一包白色粉末能夠促進植物生長。

實驗2.實驗室有一些尿素，請你設計一個實驗，探究促進植物生長的最佳尿素濃度。

通過反復修改，大多數學生得到了比較完美的實驗設計方案。

實驗1.一、選取長勢一致的一批玉米幼苗，均分成A、B兩組。（分組、編號）二、將白色粉末配成一定濃度的溶液。每天用適量的溶液噴灑A組幼苗，同時用等量的蒸餾水噴灑B組幼苗。（處理、對照）三、一段時間后，分別測量每棵玉米的高度，記錄下來。（觀察現象并做記錄）四、分析兩組玉米的高度平均值，得出結論。

實驗2.一、選取長勢一致的一批玉米幼苗，均分成A、B、C、D、E、F六組。（分組、編號）二、通過預實驗了解促進玉米生長的尿素大約濃度是20%。依次配制10%、15%、20%、25%、30%的尿素溶液。每天分別用適量的上述溶液噴灑A～E組幼苗，同時用等量的蒸餾水噴灑F組幼苗。（處理、對照）三、一段時間后，分別測量每棵玉米的高度，記錄下來。（觀察現象并做記錄）四、分析每組玉米的高度平均值，得出結論。

分析：這兩個實驗一個是定性實驗，一個是定量實驗；一個是驗證實驗，一個探究實驗。在學生實驗過程中，可以考查學生相關能力，包括實驗選材、實驗設計、動手能力、觀察能力、語言組織能力、各種變量及數據分析等能力，基本涵蓋高考考綱對生物實驗的全部要求。實驗過程簡單，邏輯嚴謹，可操作性強，實驗周期短，對實驗設備要求不高，每所學校、每個學生都可以獨立完成。在學生實驗過程中充分體現了以下幾個實驗設計題基本原則：

（1）實驗設計中的假說。在實驗設計中，每一個實驗目的的確定都是一個實驗假說的形成過程。我們在做出實驗假說時，必須在注意假說預見性的同時，強調客觀性和多樣性。

（2）實驗材料和實驗手段的選擇。選擇恰當的材料和手段，是設計的實驗能否達到預期結果的重要保證。

（3）對照的原則。常見的對照方法是空白對照（實驗一）和相互對照。（實驗一、二）

（4）變量的原則。生物的生命活動往往是錯綜復雜的，影響某一個生命活動的產生和變化的因素常常很多。為了弄清變化原因和規律，當研究多個因素之間的關系時，往往先控制住其他幾個因素不變，集中研究其中一個因素變化產生的影響，這種方法叫控制變量法。這是一種研究問題的常用科學實驗方法。兩個實驗中均很好地體現了自變量、因變量和無關變量。

關于無關變量。無關變量往往是學生容易忽略和難以理解的基本知識點。在這兩個實驗中，有一些學生實驗失敗了，主要原因有：（1）選材。（2）沒有考慮溫度、陽光、水分對植物生長的影響。近幾年高考試題中對變量的考查題時有出現。

例如：（2015廣東理綜，5，4分）用秋水仙素處理二倍體植物的愈傷組織，從獲得的再生植株中篩選四倍體植株，預實驗結果如右表，正式實驗時秋水仙素濃度設計最合理的是秋水仙素濃度為（0、2、4、6、8、10）再生植株為（48、44、37、28、18、9）四倍植株為（0、4、8、11、5、2）。

A.0、2、3、4、5、6 B.0、4、5、6、7、8

C.0、6、7、8、9、10 D.0、3、6、9、12、15

實驗設計的主旨包括：“明目的，理思路，設對照，析數據。”

高考實驗設計題很好地體現了高綱對考生能力的考查，對基本知識檢測的要求，對卷面難度和區分度的控制，而要很好地解決這些問題，單靠做一些實驗訓練題及做課本上的實驗是遠遠不夠的。由于實驗題所處的重要地位，在高考復習階段，每位考生練過大量各種類型生物實驗題，從而獲得了很多解題經驗，總結了一些解題方法和技巧，也有不少好題在頭腦中留下了深刻的印象。但這些經驗、模式和印象會妨礙學生正確思考，甚至導致判斷失誤。再加上相當多學生讀題不仔細，將高考題中已經變化的條件、數據等當作原實驗解答。生物實驗題的設計有較強的開放性，答案不唯一，如果思維不嚴密，或形成固有的思維定式，則易造成答題錯誤或答題不完善或以偏概全的錯誤。

高考是對學生掌握相關知識的檢測，是對學生相關能力的考查，是高校選拔人才的重要手段，科學應對高考、積極準備高考是每個考生必備的態度。

參考文獻：

[1]吳青.新課程背景下高中生物課堂有效教學策略研究[D].上海師范大學，1994-2012.

[2]林曉燕.高中生物因材施教教學策略實踐研究[D].廣西師范大學，1994-2014.