高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的設(shè)計(jì)與解答

楊麗萍

【關(guān)鍵詞】 生物教學(xué)；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題；準(zhǔn)備工作；實(shí)驗(yàn)步驟；實(shí)驗(yàn)

結(jié)果

【中圖分類號】 G633.91 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A

【文章編號】 1004—0463（2017）17—0124—01

新版高中生物《考試大綱》和《考試說明》中明確要求考生要具備驗(yàn)證簡單生物學(xué)事實(shí)的能力，對一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題注重對學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋@類試題信息量大，情境新穎，設(shè)問角度多樣，綜合性強(qiáng)，對學(xué)生的能力要求高，能較好地反映學(xué)生對基礎(chǔ)知識和基本實(shí)驗(yàn)技能的掌握情況，能發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新意識，體現(xiàn)學(xué)生的思維水平。下面，筆者就如何輔導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)與解答實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的方法歸納如下：

一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備工作

1.認(rèn)真審題，弄清實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)和目的。由于這類題目信息量較大，解題先要認(rèn)真審題，剔除干擾內(nèi)容，抓住關(guān)鍵的有效信息點(diǎn)，弄清該實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)是驗(yàn)證性還是探究性實(shí)驗(yàn)，其次要明確該實(shí)驗(yàn)的目的是什么。

2.分析原理，回顧實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則。實(shí)驗(yàn)原理是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，只有明確實(shí)驗(yàn)的原理，才能掌握實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，進(jìn)而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)原理一方面來源于題干，另一方面來源于書中的知識，即可通過閱讀題干或聯(lián)想書中知識來獲取原理。例如，DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)的原理：DNA 在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同，在0.14mol/L的 NaCl溶液中的溶解度最小；DNA不溶于酒精；DNA可被二苯胺染成藍(lán)色。同時還要回顧實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理有哪些？如科學(xué)性、可行性、單一變量、平行重復(fù)、等量對照、簡便性等原則。

3.明確實(shí)驗(yàn)變量，確定平衡無關(guān)變量的方法。變量是指實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)者所操縱的因素或條件，據(jù)其在實(shí)驗(yàn)中的作用，可分為實(shí)驗(yàn)變量與反應(yīng)變量、無關(guān)變量與干擾變量兩類。

實(shí)驗(yàn)變量，也稱為自變量，指實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)者所操縱的因素或條件。反應(yīng)變量，也稱因變量，指實(shí)驗(yàn)中由于實(shí)驗(yàn)變量而引起的變化和結(jié)果。通常實(shí)驗(yàn)變量是原因，反應(yīng)變量是結(jié)果，二者具有因果關(guān)系。實(shí)驗(yàn)的目的在于獲得和解釋這種前因后果。例如，在“探究溫度對酶活性的實(shí)驗(yàn)”中，所給定的低溫、適溫、高溫就是實(shí)驗(yàn)變量，而由于低溫、適溫、高溫條件變化，唾液淀粉酶水解淀粉的反應(yīng)結(jié)果也隨之變化，這就是反應(yīng)變量，該實(shí)驗(yàn)在于獲得和解釋溫度變化（實(shí)驗(yàn)變量）與酶的活性（反應(yīng)變量）的因果關(guān)系。

二、分析、選擇實(shí)驗(yàn)材料用具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟

1.若題中已提供實(shí)驗(yàn)材料和用具。要認(rèn)真分析題中所提供的器材在實(shí)驗(yàn)中的作用是什么？如何使用？是否必須用到？通常題中給出的實(shí)驗(yàn)材料和試劑一般應(yīng)充分利用，不能隨意增加。如，題中說明了從所提供的器材中選取所需的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，就要準(zhǔn)確地選取用具和材料。其實(shí)這也相當(dāng)于隱含條件，只要你分析判斷準(zhǔn)確，就不會有所遺漏。若讓學(xué)生自行確定實(shí)驗(yàn)材料和用具，這就需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟與要求等，聯(lián)系相關(guān)的生物學(xué)原理，遷移運(yùn)用教材相關(guān)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)用具，選擇好器材才能準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)。

2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟。

第一步：選取材料，分組編號。選取題干提供的實(shí)驗(yàn)材料用具，對實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行平均分組并編號，注意相應(yīng)的無關(guān)變量要保持一致。

第二步：施加實(shí)驗(yàn)變量，平衡無關(guān)變量。對實(shí)驗(yàn)組與對照組進(jìn)行不同處理，即對實(shí)驗(yàn)組要施加實(shí)驗(yàn)變量。

第三步：認(rèn)真觀察，如實(shí)記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。細(xì)心觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如實(shí)記錄數(shù)據(jù)，科學(xué)描述結(jié)果。

三、預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果是由實(shí)驗(yàn)變量而引起的變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)論是根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出的一種推論。預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論又可分為兩種情況來分析：

1.若為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證、檢測實(shí)驗(yàn)結(jié)果能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)原理所描述的結(jié)論的一類實(shí)驗(yàn)。這類實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)前其實(shí)驗(yàn)證結(jié)果是已知的，實(shí)驗(yàn)過程在于努力獲取預(yù)期的結(jié)論，重在結(jié)果的獲得，因而驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是唯一的，即實(shí)驗(yàn)原理所描述的結(jié)果，預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果時的表述方式為“A組……”，“B組……”。

2.若為探究性實(shí)驗(yàn)。探究性實(shí)驗(yàn)是指在假設(shè)前提下，獲取支持假說或推翻假說的一類實(shí)驗(yàn)。這類實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)前并不知道實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)過程在于努力探索實(shí)驗(yàn)結(jié)論。因而探究性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論是未知的，實(shí)驗(yàn)前需對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測，并分析出現(xiàn)該結(jié)果的原因。

總之，生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求學(xué)生在充分理解和掌握生物學(xué)基本知識的情況下，還要具備生物學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)技能，在不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中靈活采用各種方法，只有這樣才能獲得實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與解答的最佳方案。編輯：張昀endprint