解讀高考生物實驗設(shè)計題

李愛景

從近幾年的高考實驗題題型變化來看，設(shè)計型實驗題所占的比重越來越大，是高考生物試題中的熱點題型。而教材中對有關(guān)的實驗理論并未系統(tǒng)講授，因此對實驗設(shè)計題多數(shù)學(xué)生感到棘手，往往由于思路不清或回答不全面導(dǎo)致失分嚴重。下面就實驗設(shè)計題的一些理論及注意事項系統(tǒng)總結(jié)如下。

一、實驗題命題形式

1、實驗評價和糾錯型，即評價方案，找出已有方案的錯誤。

2、實驗步驟補充完善型，即對實驗方案的關(guān)鍵步驟進行補充設(shè)計。

3、獨立設(shè)計方案型，即要求設(shè)計完整的實驗方案，該類題型難度最大。

二、實驗類型

高中生物所涉及的實驗類型主要有驗證性實驗和探究性實驗。驗證性實驗是指已知實驗結(jié)果，要用實驗驗證結(jié)論，不能分幾種情況去討論；而探究性實驗是指事前不知結(jié)果，結(jié)果討論時可能會出現(xiàn)幾種情況，回答的基本格式是“如果……則……”。

三、完成實驗設(shè)計題的一般步驟

1、明確實驗?zāi)康?/p>

驗證性實驗?zāi)康耐阎?，探究性實驗?zāi)康氖前杨}干中的問題變?yōu)殛愂鼍洹?/p>

2、分析實驗原理

結(jié)合課本所學(xué)的知識并充分利用題中給出的實際條件或信息來確定實驗原理，并從中提煉出結(jié)果判斷的指標。

3、合理利用實驗材料

題目中給出的器材一般都要用上，除非特別注明可選擇器材，如果有器材沒有用上，那就表明可能你的答案有問題。列出的材料還會給你一定的啟示，如有凡士林則肯定有密封的要求；如有帶有橡皮塞抽去空氣的試管則表明無氧狀態(tài)；NaHCO₃提供CO₂；濾紙用于過濾或紙層析等。還可以從題目中發(fā)現(xiàn)實驗設(shè)計的思路和方法。

4、設(shè)計實驗思路

在明確實驗?zāi)康?、原理、要求的基礎(chǔ)上，尤其注意遵循實驗的基本原則。生物設(shè)計實驗中有科學(xué)性原則、隨機性原則、平行重復(fù)原則、對照性原則、單一變量原則，其中最需要注意的是以下兩個原則。

(1)對照性原則：在實驗設(shè)計中，通常需要設(shè)置對照組，從而有效排除其他因素干擾結(jié)果的可能性，才能使實驗具有嚴密性和科學(xué)性。按對照的內(nèi)容和形式上的不同，通常有以下幾種對照類型。

①空白對照：指對照組不做任何處理，例如在“唾液淀粉酶催化淀粉水解”實驗中，實驗組加入一定量的淀粉酶溶液，對照組只加入等量的蒸餾水；再如在“甲狀腺激素促進生長發(fā)育”中對照組不做任何處理?？瞻讓φ漳苊靼椎貙Ρ群鸵r托出實驗組的變化和結(jié)果，增強了說服力。

②自身對照：指實驗組和對照組在同一對象上進行，即不另設(shè)對照。例如在“植物細胞質(zhì)壁分離和復(fù)原”中，實驗對象始終都是同一塊表皮細胞，再如“驗證甲狀腺激素的作用”實驗中，實驗前后分別用測試儀測試大白鼠的活動量，其中實驗前后即為自身對照。

③條件對照：指給對照組以某種處理，但這種處理不是實驗假設(shè)所給的實驗變量。例如在“胰高血糖素具有升高血糖的作用”實驗中，實驗組注射一定量的胰高血糖素，對照組注射等量的生理鹽水。再如在“甲狀腺激素促進生長發(fā)育”實驗中，甲組飼喂甲狀腺激素，乙組飼喂甲狀腺抑制劑，丙組不做任何處理，在此，甲組作為實驗組，乙組即為條件對照組，丙組作為空白對照組。這樣，既有條件對照又有空白對照，更能充分證明甲狀腺激素有促進生長發(fā)育的功能。

④相互對照：指不另設(shè)對照組，而是幾個實驗相互對比對照。例如在“驗證根的向重力性”實驗中，根擺放不同方向的幾組實驗之間，即為相互對照；在“驗證酶的最適溫度”實驗中，不同溫度的幾組實驗之間進行相互對照，從而得出正確的結(jié)論。

根據(jù)不同實驗內(nèi)容和要求，合理選擇對照方法，就會使實驗方案簡潔、明了，使實驗結(jié)論更有說服力。

(2)單一變量原則：指把實驗所要研究的對象作為實驗的唯一變量，在實驗過程中的其他條件一律不變。例如在“驗證光合作用需要光”實驗中，實驗的唯一變量是光的有無，其他條件如溫度、反應(yīng)時間、劑量等一律相同；在“pH值對酶活性的影響”實驗中，就必須控制溫度、底物量和酶量相同，只改變pH值，觀察不同pH值下酶活性的差異。

遵循單一變量原則，可以排除其他因素對實驗結(jié)果的干擾，既便于對實驗結(jié)果進行科學(xué)的分析，又增強實驗結(jié)果的可信度和說服力。

總之，設(shè)置實驗思路時，對照目的，依據(jù)原理，找出其中的實驗變量并合理設(shè)置對照，充分利用所給器材或試劑(注意避免漏用或自己添加)，再借鑒腦中留有的曾經(jīng)做過的實驗?zāi)Ｊ?，初步形成大致方案?/p>

5、表達實驗步驟

分析每一環(huán)節(jié)的關(guān)聯(lián)性，安排好實驗順序，把初步形成的方案具體表達出來。注意事項：(1)實驗方法要簡便易行，效果要明顯。(2)使用規(guī)范的專業(yè)生物學(xué)術(shù)語，語言表達要簡潔明了、到位，切記說得越多，出錯的機會越多。(3)如果實驗中需要分組實驗，切記一定要進行編號，以免丟分。

6、預(yù)期(分析)結(jié)果，得出(解釋)結(jié)論

根據(jù)原理，提煉判斷結(jié)果的指標，而結(jié)果又往往反饋到實驗?zāi)康纳?。注意：如果是驗證性實驗，對實驗作出肯定結(jié)論即可；如果是探究性實驗，結(jié)果不確定，所以回答一定要全面，并且符合“如果……那么……”的格式。