淺談高中生物實驗設計題的解題方法

劉麗

生物高考實驗試題的考查主要題型分為驗證性實驗和探究性實驗，是考查學生分析問題和解決問題的主要題型。也是學生容易失分的題型。筆者結合自己近幾年的教學實踐，淺談生物實驗設計題的基本解題方法：

一、 實驗設計的概念和基本內容

所謂實驗設計，就是要求學生設計實驗原理，選擇實驗器材，安排實驗步驟，設計數據處理的方法及分析實驗的現象等。但在理科綜合能力測試中由于受時間和卷面的限制，實驗設計能力考查無法面面俱到，或者是考查實驗步驟的設計、續寫或修改，或者是實驗現象的觀察和分析，或者是實驗數據的加工和實驗結果的分析，或者是考查實驗結果的預期與討論，或者是實驗裝置的檢驗或改進等等。

設計1個較完整的實驗方案1般應包括：①明確實驗目的→②確定實驗變量→③分析實驗原理→④提出實驗假設→⑤落實實驗用品→⑥設計實驗步驟→⑦預測實驗結果→⑧得出實驗結論。

二、實驗設計的基本解題思路

（1）明確實驗目的，分清實驗類型。明確實驗目的就是要弄清“做什么”的問題，即探究或者是驗證什么生物學現象或原理。明確實驗目的才能明確運用原理進行實驗設計，才能明白實驗設計中哪些因素是實驗變量。

實驗設計一般有兩種類型：驗證性實驗設計和探究性實驗設計。驗證性實驗具有明確的結果，通過實驗加以驗證;而探究性實驗的現象和結果是未知的或不確定的，應針對多種可能分別加以考慮和分析，得到相關的結論。

（2）找出兩類變量，確定對照類型。①找出兩類變量：在實驗過程中，變量是指可被操縱的特定因素或條件。據其在實驗中的作用，可分為兩類：實驗變量與反應變量：實驗變量，也稱為自變量，指實驗中由實驗者操縱的因素或條件。反應變量，又稱因變量，指實驗中由于實驗變量引起的變化和結果。通常實驗變量是原因，反應變量是結果，2者具有因果關系。實驗的目的在于獲得和解釋這種前因后果。②確定對照類型。通過設置對照實驗，既可排除無關變量的干擾，又增強了對實驗結果的可信度和說服力。在1個對照實驗中，可包括實驗組和對照組。實驗組是接受自變量處理的對象組，對照組是不接受自變量處理的對象組，1般是隨機決定的。如“探究光對種子萌發的影響”，接受光處理的種子是實驗組，不接受光處理的種子為對照組。設置對照通常有以下4種方法：a.空白對照：設計1個不加任何實驗處理的對照組。即不給對照組做任何處理因素。b.自身對照：指實驗組與對照組都在同1研究對象上進行，即不另設對照組。如“植物細胞質壁分離和復原的實驗”是典型的自身對照實驗，這種對照實驗的關鍵是比較實驗前后的變化。c.條件對照：給實驗組某種處理，給對照組另1條件的處理。如在“驗證甲狀腺激素促進幼小動物的個體發育”的實驗中，存在以下實驗組和對照組。甲組：飼喂甲狀腺激素（實驗組）;乙組：飼喂甲狀腺素抑制劑（條件對照組）;丙組：對蝌蚪不做任何處理（空白對照組）;d.相互對照：指不另設置對照組，而是利用幾個實驗組相互對照。如證明植物根向地生長實驗中不同方向放置的玉米種子之間的對照。

根據實驗要求，凡是涉及確定變化因素之間的因果關系的實驗中，1般都需要設計對照實驗。了解常用對照的類型，有利于學生在實驗設計時針對不同的情況加以設置。

（3）理解實驗原理。實驗原理決定著實驗中主要實驗步驟的設計及相應實驗試劑的選擇。如“設計實驗驗證唾液淀粉酶是蛋白質”的實驗。這1實驗的實驗原理同教材中常規實驗“生物組織中蛋白質的鑒定”實驗原理相同，因此可用雙縮脲試劑與唾液的呈色反應來驗證這1問題，明確了這1原理之后，也就明確了其主要實驗步驟與“蛋白質成分的鑒定”類似。

（4）提出假設和預期。假設：是“可能會怎么樣”，并對可見現象提出1種可檢測的解釋。具體為：提出假設→尋找證據→符合事實（不符合事實）→假設成立（假設不成立）。

預期：在檢測提出的假設以前，先提出實驗的預期結果（1個假定的結果），若預期沒有實現，則說明假設不成立;若預期得到實現，則假設成立。

（5）恰當選取實驗材料。

（6）細心研究實驗條件和器材。

（7）合理設計實驗步驟。實驗步驟的構思一般是：材料準備與前處理→分組、編號→對不同（或同1）對象施以不同的處理（對照原則）→結果觀察（或預測）、記錄→根據結果（現象）進行分析，得出結論。

實驗步驟有一定的順序，要注意實驗步驟的關聯性和實驗操作的程序性。實驗步驟的前后順序一般不能顛倒，特別是關鍵環節。

（8）觀察和收集數據：在實驗方案中要事先設計定時觀察的內容和觀察的次數，同時應按要求進行觀察，并將觀察的現象和結果如實地記錄下來。

（9）預測和分析實驗結果，得出結論：對記錄的數據（包括現象、結果），進行整理分析，1般常用的表達方法有文字描述、表格、坐標曲線、畫出觀察圖象等，然后進行推導得出結論。

三、實驗設計中的注意技巧

（1）實驗組別的編號：凡實驗中涉及到兩組或兩組以上，需用1、2、3……或A、B、C……或甲、乙、丙……等加以編號便于區分。

（2）實驗現象的觀察：找準實驗觀察的對象并準確描述。

（3）實驗結果的表達：針對實驗現象，分析單1實驗變量對結果的影響并選用文字、表格、坐標曲線圖等形式進行具體、準確表達。

總之，解生物實驗設計題時，既要掌握答題的基本思路（準確地把握實驗目的——確定實驗變量——設置實驗變量——理順設計思路——表達實驗步驟——找準觀察對象——預測和分析結果——得出實驗結論），同時又要了解實驗設計中的注意技巧，并結合實踐多訓練，定能提高實驗設計能力。