遵循設(shè)計(jì)原則精準(zhǔn)解答實(shí)驗(yàn)

方惠靈

【摘 要】 探究近年來(lái)的高考生物實(shí)驗(yàn)試題不難發(fā)現(xiàn)，命題人在生物實(shí)驗(yàn)試題設(shè)計(jì)過(guò)程中是遵循一定的設(shè)計(jì)原則的，比如，科學(xué)探究原則、對(duì)照實(shí)驗(yàn)原則、控制變量原則……當(dāng)學(xué)生抓住了試題中所遵循的設(shè)計(jì)原則，解答試題就會(huì)胸有成竹、游刃有余。

【關(guān)鍵詞】設(shè)計(jì)原則；精準(zhǔn)；科學(xué)

1.實(shí)驗(yàn)遵循的首要原則就是具有科學(xué)性

任何實(shí)驗(yàn)都離不開(kāi)在人為控制條件下研究事物的起因、發(fā)展和歸宿，同時(shí)必須遵循科學(xué)的方法。沒(méi)有科學(xué)依據(jù)的假設(shè)是具有“迷信”色彩的，不能在人為條件下探究出所要觀察的變化和獲得的結(jié)果，就是偽科學(xué)。因此，科學(xué)探究的過(guò)程本身就是遵循科學(xué)性原則，探究過(guò)程和得出的結(jié)論都具有科學(xué)性。

2.將生物實(shí)驗(yàn)分為多組平行實(shí)驗(yàn)，通常以各組間形成對(duì)照實(shí)驗(yàn)為原則

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中將探究的一種條件因素進(jìn)行變化，讓其他條件完全相同進(jìn)行多組平行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)它們之間的比對(duì)而得出探究結(jié)論的實(shí)驗(yàn)就是對(duì)照實(shí)驗(yàn)。因?yàn)閷?duì)照實(shí)驗(yàn)組中只有一個(gè)因素在變化，因此可以有效地排除非變化條件對(duì)結(jié)果進(jìn)行干擾。這類實(shí)驗(yàn)的解讀是在比較的基礎(chǔ)上找出不同，從而得出正確的結(jié)論。

2.1通過(guò)空白對(duì)照去探究異常情況的成因，這種試驗(yàn)就是采用一個(gè)正常的生物作為對(duì)照組的探究過(guò)程。如驗(yàn)證甲狀腺激素的作用的實(shí)驗(yàn)探究，需要的對(duì)照組動(dòng)物就不能進(jìn)行任何處理，是一個(gè)自然生長(zhǎng)的過(guò)程，對(duì)甲狀腺激素沒(méi)有特殊的表征。解答這類實(shí)驗(yàn)試題就必須挖掘?qū)嶒?yàn)組的異常表征，結(jié)合生物知識(shí)原理進(jìn)行具體說(shuō)明。這樣的實(shí)驗(yàn)比比皆是，就不一一細(xì)說(shuō)了。

2.2通過(guò)自身對(duì)照來(lái)詮釋同一事物同時(shí)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的不同點(diǎn)。如在探究質(zhì)壁分離與植物細(xì)胞復(fù)原的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組都是在同一植物細(xì)胞進(jìn)行的，只不過(guò)是實(shí)驗(yàn)組的植物細(xì)胞進(jìn)行了質(zhì)壁分離與植物細(xì)胞復(fù)原的過(guò)程，而對(duì)照組卻為常態(tài)化。解答這類實(shí)驗(yàn)試題必須抓住實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組之間產(chǎn)生的差異作為突破點(diǎn)，通過(guò)與所學(xué)的生物知識(shí)交聯(lián)得出正確的應(yīng)答。

例如， 下圖是對(duì)紫色洋蔥鱗片葉外表皮臨時(shí)裝片的3次觀察，說(shuō)明每次觀察到的現(xiàn)象是什么？

因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)為自身對(duì)照實(shí)驗(yàn)，因此，前后兩次實(shí)驗(yàn)的觀察是作以對(duì)照的。所以，I是由于未滴入蔗糖溶液，細(xì)胞為原生態(tài)的，只能觀察到紫色大液泡；II滴入了少量的蔗糖溶液，因此細(xì)胞開(kāi)始發(fā)生質(zhì)壁分離，觀察到的是在細(xì)胞的角隅處出現(xiàn)“空隙”；操作III使用吸水紙的目的是引導(dǎo)清水從蓋玻片的一側(cè)流到另一側(cè)，讓洋蔥鱗片葉整體浸潤(rùn)在清水中，觀察細(xì)胞質(zhì)復(fù)原。由此可見(jiàn)，解答這類實(shí)驗(yàn)試題必須抓住實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組之間產(chǎn)生的差異作為突破點(diǎn)，通過(guò)與所學(xué)的生物知識(shí)的交聯(lián)得出正確的應(yīng)答。

2.3采用對(duì)立結(jié)論處理對(duì)象的方法來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，它不受實(shí)驗(yàn)的假設(shè)條件所限制，矛盾的條件形成了鮮明的實(shí)驗(yàn)對(duì)比，所以這種探究被稱為條件對(duì)照實(shí)驗(yàn)。在條件對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，兩組實(shí)驗(yàn)運(yùn)用的都是加法原理。因此，一定要注意這類實(shí)驗(yàn)探究常?？赡芘c自身對(duì)照混為一體，讓我們通過(guò)一個(gè)案例來(lái)說(shuō)明。

德國(guó)科學(xué)家進(jìn)行了探究光合作用產(chǎn)生淀粉的一個(gè)實(shí)驗(yàn)：對(duì)天竺葵放置黑暗處二十四小時(shí)進(jìn)行所謂“饑餓”處理，然后放置太陽(yáng)光下，讓葉片的一半見(jiàn)光，另一半則用黑紙片遮蓋住而不見(jiàn)光，通過(guò)一段時(shí)間的生長(zhǎng)之后再用碘蒸氣進(jìn)行檢驗(yàn)。這是條件對(duì)照實(shí)驗(yàn)嗎？說(shuō)明具體原因。

不少學(xué)生認(rèn)為這就是兩個(gè)對(duì)立條件下的實(shí)驗(yàn)探究了。其實(shí)不然，值得一提的是葉片見(jiàn)光是自然狀態(tài)下正常生長(zhǎng)，是對(duì)照實(shí)驗(yàn)，而人為地將另一半葉片以黑紙片遮蓋起來(lái)造成光合作用這一因素缺失，其實(shí)就是生物學(xué)上所謂的“減法原理”，這一組毋容置疑就是對(duì)照實(shí)驗(yàn)。在解答時(shí)，很多學(xué)生會(huì)認(rèn)為所結(jié)論是截然相反的，究其因是：一方面被放置黑暗處二十四小時(shí)進(jìn)行“饑餓”處理所迷惑，另一方面認(rèn)為用黑紙片遮光的一半葉片缺少實(shí)驗(yàn)了光合作用的因素。其實(shí)，放置黑暗處二十四小時(shí)進(jìn)行“饑餓”處理只是為了使實(shí)驗(yàn)效果更為明顯，與探究中的變量控制毫無(wú)瓜葛；用黑紙片遮光的一半葉片并非缺少實(shí)驗(yàn)探究的因素，而是通過(guò)遮光對(duì)實(shí)驗(yàn)因素進(jìn)行的一種控制，而不是抑制。

2.4沒(méi)有對(duì)照組實(shí)驗(yàn)，幾組都是實(shí)驗(yàn)組，沒(méi)有空白組，通過(guò)幾個(gè)平行的實(shí)驗(yàn)組探究的結(jié)果進(jìn)行彼此之間的比對(duì)而得出相應(yīng)的結(jié)論，稱作互相對(duì)照實(shí)驗(yàn)。這種實(shí)驗(yàn)應(yīng)用較多的是“定二議一”的方法，如探究溫度（或pH）對(duì)酶催化活性的影響，就可以配制幾組含有等量果膠酶溶液的試管，然后加入10mL0.1%的鹽酸使環(huán)境的pH完全相同，再將每支試管加入三塊0.3cm×0.3cm×0.3cm的蘋(píng)果塊，試管分別置于20℃、25℃、30℃、35℃、40℃的水中進(jìn)行水浴控溫。實(shí)驗(yàn)中改變的條件就是溫度，揭示實(shí)驗(yàn)的結(jié)論就應(yīng)該從溫度對(duì)酶的催化有什么樣的影響的角度出發(fā)。換個(gè)說(shuō)法就是相互對(duì)照組實(shí)驗(yàn)是控制變量的改變對(duì)探究因素產(chǎn)生什么樣的影響，從而得出怎樣的結(jié)論。

總而言之，生物實(shí)驗(yàn)遵循了客觀存在的自然法則，沒(méi)有自然法則，就沒(méi)有生生不息的多彩世界，也不可能存在生命的探究。所以，作為生物實(shí)驗(yàn)試題的解答歸根結(jié)底還是要遵循自然法則，遵循實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程設(shè)計(jì)原則，這樣才能找到試題的精準(zhǔn)解答。

【參考文獻(xiàn)】

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