生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的復(fù)習(xí)策略

【摘要】實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題是高考熱點(diǎn)題型，所占分值較高，主要考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)分析能力、探究創(chuàng)新能力和語言表達(dá)能力。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)雖有一定難度，但有規(guī)律可循，以下是筆者在多年教學(xué)過程中總結(jié)出來的一些經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】探究性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)生物

【中圖分類號(hào)】G632 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674－4810（2014）08－0126－02

新課程改革以來，生物教學(xué)開始注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，實(shí)驗(yàn)題幾乎是高考中必考的一項(xiàng)內(nèi)容，而在實(shí)驗(yàn)考查中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題又是考查學(xué)生生物學(xué)習(xí)能力最為重要的題型之一，也是學(xué)生解答起來最為困難的題型，因此，是否做好實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的復(fù)習(xí)工作，對(duì)學(xué)生在高考中有很大的影響。通過分析近幾年的高考題，生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題大體上可以分為三大類：一是實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證題，二是實(shí)驗(yàn)探究題，三是實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)題。所以在解題過程中，要做好以下幾點(diǎn)工作：

一 認(rèn)真審題，了解題目要求

1．弄清楚實(shí)驗(yàn)類型

要弄清楚是探究性實(shí)驗(yàn)還是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，弄清楚該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，即要探究或?yàn)證的內(nèi)容是什么。探究性實(shí)驗(yàn)探究的是對(duì)象的未知屬性、特征，而驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的是研究對(duì)象的已知屬性、特征。

2．弄清楚實(shí)驗(yàn)原理

實(shí)驗(yàn)原理一般有兩個(gè)來源：（1）可以直接從題干里找到，（2）通過聯(lián)系課本里的相關(guān)知識(shí)來獲取。如2005年全國理綜中的試題：植物葉片表皮上分布有大量的氣孔，當(dāng)組成氣孔的細(xì)胞（保衛(wèi)細(xì)胞）吸水后，會(huì)膨脹變形，氣孔開啟；反之細(xì)胞失水收縮，氣孔關(guān)閉。以放置一小段時(shí)間的菠菜為材料設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明氣孔具有開啟和關(guān)閉的功能。要求寫出實(shí)驗(yàn)材料與主要用具、實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并做出解釋。這個(gè)題目中的實(shí)驗(yàn)原理就可以直接通過解讀題干獲得：當(dāng)組成氣孔的細(xì)胞（保衛(wèi)細(xì)胞）吸水后，會(huì)膨脹變形，氣孔開啟；反之細(xì)胞失水收縮，氣孔關(guān)閉。

3．弄清楚實(shí)驗(yàn)變量

變量是指在實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素，可分為自變量、因變量以及無關(guān)變量。自變量指的是實(shí)驗(yàn)過程中人為改變的變量，因變量指的是隨著自變量的變化而變化的變量，而無關(guān)變量是在實(shí)驗(yàn)過程中存在的一些可變因素，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，但對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論無影響的變量。通常，自變量和因變量之間具有因果關(guān)系。實(shí)驗(yàn)的目的在于獲得和解釋這種前因后果，確認(rèn)自變量的方法主要有兩個(gè)：（1）可以直接從實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹蝎@取，（2）就是通過分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理推出實(shí)驗(yàn)變量。如上述例題中的自變量是保衛(wèi)細(xì)胞外界溶液的濃度，因變量是氣孔是否關(guān)閉。

二 細(xì)心解題，主要抓住三個(gè)環(huán)節(jié)

1．分析實(shí)驗(yàn)材料用具，明確實(shí)驗(yàn)條件

根據(jù)實(shí)驗(yàn)所提出的問題和要求，認(rèn)真分析題中所提供的器材在實(shí)驗(yàn)中有什么作用，應(yīng)該怎么用？在該實(shí)驗(yàn)中是否一定要用到？這些都應(yīng)做好充分的考慮。

通常對(duì)于題目提供的材料用具和試劑，都要充分利用，除非題目允許，否則自己不能隨意增加試劑和材料用具。如果題目明確地要求學(xué)生從題干所提供的材料用具中選擇所需的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這時(shí)我們可以聯(lián)想課本中相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，參照課本實(shí)驗(yàn)的材料用具，準(zhǔn)確地判斷和選擇題目所需的材料和用具，防止少用或多用。只要分析判斷準(zhǔn)確，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)就不會(huì)有所遺漏。

還有一種題型是讓學(xué)生設(shè)計(jì)材料和用具，這類題型看似靈活，實(shí)際上更容易掌握。選擇實(shí)驗(yàn)器材時(shí)要注意科學(xué)、恰當(dāng)、取材方便，而且效果要好，這就要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，聯(lián)系課本中相關(guān)的生物學(xué)原理，遷移運(yùn)用教材中相關(guān)實(shí)驗(yàn)的材料用具，選擇好材料用具，從而可以準(zhǔn)確地做好實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題。

2．書寫實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)步驟

一般分“三步走”，第一步：取材分組編號(hào)，即選擇題目提供的實(shí)驗(yàn)材料用具，對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行平均分組（分為實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組）并編號(hào)，要注意相應(yīng)的無關(guān)變量（如相應(yīng)試劑的劑量、物品的個(gè)體數(shù)量、植物的長勢(shì)或健康狀況等）要保持一致。一般可采用以下方式進(jìn)行表述：選擇長勢(shì)相同、大小相似的某種植物隨機(jī)等量（平均）分組，分別編號(hào)為A、B、C；或選擇年齡、體重（性別）、健康狀況相同的某種動(dòng)物隨機(jī)等量（平均）分組，分別編號(hào)為1、2、3。第二步：設(shè)置對(duì)照組，并嚴(yán)格遵循單一變量原則，即有且只有自變量可以不同，其他條件都必須一樣，我們常在實(shí)驗(yàn)過程中強(qiáng)調(diào)“在各個(gè)試管中加入等量的某種試劑”、“置于相同且適宜的條件下培養(yǎng)”、“加入等量的清水”等均是為了控制無關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。第三步：觀察記錄。要觀察描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或者測(cè)量記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能有多種具體的現(xiàn)象，因此在觀察和記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)應(yīng)選擇最適合的一種，要選擇能夠較好地體現(xiàn)與自變量之間的關(guān)系，并且容易觀察和測(cè)定。如果在數(shù)量上難以做到準(zhǔn)確的量化描述，應(yīng)盡可能用“定性”的語言表達(dá)，如：“一段時(shí)間”“適宜的溫度”“適量的”“一定量的”等。要學(xué)會(huì)利用數(shù)據(jù)表格或坐標(biāo)圖等形式對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

在書寫實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)要注意分步描述，如第一步……；第二步……；第三步……。

這是書寫實(shí)驗(yàn)步驟的一般模式，但是由于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的開放性很強(qiáng)，可能存在多種實(shí)驗(yàn)步驟和方法，這就要根據(jù)題目的具體要求而定，無論如何，在解答實(shí)驗(yàn)題時(shí)一定要遵循實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的幾個(gè)基本原則，要分析每一個(gè)環(huán)節(jié)之間的關(guān)聯(lián)性，安排好實(shí)驗(yàn)的最佳步驟，防止實(shí)驗(yàn)步驟不嚴(yán)密、不科學(xué)。

3．預(yù)測(cè)與解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)論是根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果所推出的一種結(jié)論。因此在預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)應(yīng)特別注意本題是屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)還是探究性實(shí)驗(yàn)。

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是在已知實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提下來驗(yàn)證實(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)由于已知實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論，因而驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是唯一的，結(jié)果就是實(shí)驗(yàn)原理所描述的結(jié)果，所以在書寫實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)的表述方式可為“A組……（注：接實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）”、“B組……（注：接實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）”。

探究性實(shí)驗(yàn)是探索實(shí)驗(yàn)對(duì)象的未知屬性、特征的一類實(shí)驗(yàn)。它根據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論、事實(shí)，要求對(duì)研究的對(duì)象做出一種或幾種假設(shè)，在實(shí)驗(yàn)過程中努力探究實(shí)驗(yàn)結(jié)論，因而探究性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不是唯一的，要注意寫全各種可能，一般有三種可能：變量對(duì)結(jié)果起促進(jìn)作用，變量對(duì)結(jié)果起抑制作用，變量與結(jié)果沒有關(guān)系。所以在書寫實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)可表述為“如果……（注：接預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象），則說明……（注：接預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)論）”。

此外，還必須要注意幾點(diǎn)：一是實(shí)驗(yàn)材料的選擇要科學(xué)、恰當(dāng)、合理。如還原糖的鑒定，要選擇含糖量較高、顏色較淺的材料，這樣顏色反應(yīng)才明顯。所選材料應(yīng)該是容易獲得的，無明顯季節(jié)性、地域性，價(jià)格便宜的材料。同時(shí)還要注意操作順序的合理性和實(shí)驗(yàn)方案的可操作性等。這些在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)前都必須充分地考慮，才能夠準(zhǔn)確、完整地做好實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題。

對(duì)于實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)題，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）有無對(duì)照實(shí)驗(yàn)，如果有要看對(duì)照設(shè)計(jì)是否合理。（2）實(shí)驗(yàn)過程是否遵循了單一變量原則。（3）實(shí)驗(yàn)步驟的順序是否合理，步驟是否完整。（4）實(shí)驗(yàn)儀器、藥劑的選擇使用是否合理。藥劑的配備、使用及用量的大小。（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證是否合理。同時(shí)還要符合對(duì)照性原則、隨機(jī)性原則、平行重復(fù)原則、單因子變量原則。

以上所總結(jié)的只是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題最基本的解題思路，而學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力想要真正提高，只靠這些是不夠的，教師還得在高考考試說明的引導(dǎo)下，研究考試命題思路，以教材中的基本技能和基本方法的應(yīng)用作為訓(xùn)練的重點(diǎn)，在訓(xùn)練內(nèi)容上突出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的幾個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié)，如審題的能力、假設(shè)的能力、分析歸納總結(jié)實(shí)驗(yàn)原理的能力，對(duì)變量的控制能力、對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)和表達(dá)的能力，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)并分析的能力。只有用心做好每一點(diǎn)，最后才會(huì)讓我們的學(xué)生決勝高考。

〔責(zé)任編輯：龐遠(yuǎn)燕〕