簡(jiǎn)議新高考下高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的解題策略

劉佳婷

生物高考實(shí)驗(yàn)試題的考查主要題型分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和探究性實(shí)驗(yàn)，是考查學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的主要題型。也是學(xué)生容易失分的題型。我結(jié)合自己近幾年的教學(xué)實(shí)踐，淺談生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的基本解題方法：

一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的概念和基本內(nèi)容

所謂實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，就是要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理，選擇實(shí)驗(yàn)器材，安排實(shí)驗(yàn)步驟，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理的方法及分析實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象等。但在理科綜合能力測(cè)試中由于受時(shí)間和卷面的限制，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力考查無(wú)法面面俱到，或者是考查實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)、續(xù)寫或修改，或者是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和分析， 或者是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的加工和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，或者是考查實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)期與討論，或者是實(shí)驗(yàn)裝置的檢驗(yàn)或改進(jìn)等等。

設(shè)計(jì)一個(gè)較完整的實(shí)驗(yàn)方案一般應(yīng)包括：①明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹诖_定實(shí)驗(yàn)變量→③分析實(shí)驗(yàn)原理→④提出實(shí)驗(yàn)假設(shè)→⑤落實(shí)實(shí)驗(yàn)用品→⑥設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟→⑦預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果→⑧得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本解題思路

2.1 明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模智鍖?shí)驗(yàn)類型

明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康木褪且濉白鍪裁础钡膯?wèn)題，即探究或者是驗(yàn)證什么生物學(xué)現(xiàn)象或原理。明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟拍苊鞔_運(yùn)用原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，才能明白實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中哪些因素是實(shí)驗(yàn)變量。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一般有兩種類型：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)具有明確的結(jié)果，通過(guò)實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證；而探究性實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)果是未知的或不確定的，應(yīng)針對(duì)多種可能分別加以考慮和分析，得到相關(guān)的結(jié)論。

2.2 找出兩類變量，確定對(duì)照類型

2.2.1 找出兩類變量

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，變量是指可被操縱的特定因素或條件。據(jù)其在實(shí)驗(yàn)中的作用，可分為兩類：

實(shí)驗(yàn)變量與反應(yīng)變量：實(shí)驗(yàn)變量，也稱為自變量，指實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)者操縱的因素或條件。反應(yīng)變量，又稱因變量，指實(shí)驗(yàn)中由于實(shí)驗(yàn)變量引起的變化和結(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。

2.2.2 確定對(duì)照類型

通過(guò)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)， 既可排除無(wú)關(guān)變量的干擾，又增強(qiáng)了對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度和說(shuō)服力。在一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，可包括實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)組是接受自變量處理的對(duì)象組，對(duì)照組是不接受自變量處理的對(duì)象組，一般是隨機(jī)決定的。如“探究光對(duì)種子萌發(fā)的影響”，接受光處理的種子是實(shí)驗(yàn)組， 不接受光處理的種子為對(duì)照組。設(shè)置對(duì)照通常有以下四種方法：

a.空白對(duì)照：設(shè)計(jì)一個(gè)不加任何實(shí)驗(yàn)處理的對(duì)照組。即不給對(duì)照組做任何處理因素。

b. 自身對(duì)照：指實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組都在同一研究對(duì)象上進(jìn)行，即不另設(shè)對(duì)照組。如“植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的實(shí)驗(yàn)”是典型的自身對(duì)照實(shí)驗(yàn)，這種對(duì)照實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是比較實(shí)驗(yàn)前后的變化。

c. 條件對(duì)照：給實(shí)驗(yàn)組某種處理，給對(duì)照組另一條件的處理。如在“驗(yàn)證甲狀腺激素促進(jìn)幼小動(dòng)物的個(gè)體發(fā)育”的實(shí)驗(yàn)中，存在以下實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。

甲組：飼喂甲狀腺激素（實(shí)驗(yàn)組）

乙組：飼喂甲狀腺素抑制劑（條件對(duì)照組）

丙組：對(duì)蝌蚪不做任何處理（空白對(duì)照組）

d.相互對(duì)照：指不另設(shè)置對(duì)照組，而是利用幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組相互對(duì)照。如證明植物根向地生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)中不同方向放置的玉米種子之間的對(duì)照。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，凡是涉及確定變化因素之間的因果關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，一般都需要設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。了解常用對(duì)照的類型，有利于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)不同的情況加以設(shè)置。

2.3 理解實(shí)驗(yàn)原理

實(shí)驗(yàn)原理決定著實(shí)驗(yàn)中主要實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)及相應(yīng)實(shí)驗(yàn)試劑的選擇。如“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證唾液淀粉酶是蛋白質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)。這一實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理同教材中常規(guī)實(shí)驗(yàn)“生物組織中蛋白質(zhì)的鑒定”實(shí)驗(yàn)原理相同，因此可用雙縮脲試劑與唾液的呈色反應(yīng)來(lái)驗(yàn)證這一問(wèn)題，明確了這一原理之后，也就明確了其主要實(shí)驗(yàn)步驟與“蛋白質(zhì)成分的鑒定”類似。

2.4 提出假設(shè)和預(yù)期

假設(shè)：是“可能會(huì)怎么樣”，并對(duì)可見現(xiàn)象提出一種可檢測(cè)的解釋。具體為：提出假設(shè)→尋找證據(jù)→符合事實(shí)（不符合事實(shí)）→假設(shè)成立（假設(shè)不成立）。

預(yù)期：在檢測(cè)提出的假設(shè)以前，先提出實(shí)驗(yàn)的預(yù)期結(jié)果（一個(gè)假定的結(jié)果），若預(yù)期沒有實(shí)現(xiàn)，則說(shuō)明假設(shè)不成立；若預(yù)期得到實(shí)現(xiàn)，則假設(shè)成立。

2.5 恰當(dāng)選取實(shí)驗(yàn)材料

2.6 細(xì)心研究實(shí)驗(yàn)條件和器材

2.7 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)步驟的構(gòu)思一般是：材料準(zhǔn)備與前處理→分組、編號(hào)→對(duì)不同（或同1）對(duì)象施以不同的處理（對(duì)照原則）→結(jié)果觀察（或預(yù)測(cè)）、記錄→根據(jù)結(jié)果（現(xiàn)象）進(jìn)行分析，得出結(jié)論

實(shí)驗(yàn)步驟有一定的順序，要注意實(shí)驗(yàn)步驟的關(guān)聯(lián)性和實(shí)驗(yàn)操作的程序性。實(shí)驗(yàn)步驟的前后順序一般不能顛倒，特別是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2.8 觀察和收集數(shù)據(jù)： 在實(shí)驗(yàn)方案中要事先設(shè)計(jì)定時(shí)觀察的內(nèi)容和觀察的次數(shù)， 同時(shí)應(yīng)按要求進(jìn)行觀察，并將觀察的現(xiàn)象和結(jié)果如實(shí)地記錄下來(lái)。

2.9 預(yù)測(cè)和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論：對(duì)記錄的數(shù)據(jù)（包括現(xiàn)象、結(jié)果），進(jìn)行整理分析，一般常用的表達(dá)方法有文字描述、表格、坐標(biāo)曲線、畫出觀察圖象等，然后進(jìn)行推導(dǎo)得出結(jié)論。

3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的注意技巧

3.1實(shí)驗(yàn)組別的編號(hào)：凡實(shí)驗(yàn)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(hào)便于區(qū)分

3.2 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察： 找準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)觀察的對(duì)象并準(zhǔn)確描述。

3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表達(dá)：針對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析單一實(shí)驗(yàn)變量對(duì)結(jié)果的影響并選用文字、表格、坐標(biāo)曲線圖等形式進(jìn)行具體、準(zhǔn)確表達(dá)

總之，解生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題時(shí)，既要掌握答題的基本思路（準(zhǔn)確地把握實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹_定實(shí)驗(yàn)變量——設(shè)置實(shí)驗(yàn)變量——理順設(shè)計(jì)思路——表達(dá)實(shí)驗(yàn)步驟——找準(zhǔn)觀察對(duì)象——預(yù)測(cè)和分析結(jié)果——得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論），同時(shí)又要了解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的注意技巧，并結(jié)合實(shí)踐多訓(xùn)練，定能提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，提高學(xué)生高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題成績(jī)。