遵循設計原則精準解答實驗

方惠靈

【摘 要】 探究近年來的高考生物實驗試題不難發(fā)現(xiàn)，命題人在生物實驗試題設計過程中是遵循一定的設計原則的，比如，科學探究原則、對照實驗原則、控制變量原則……當學生抓住了試題中所遵循的設計原則，解答試題就會胸有成竹、游刃有余。

【關鍵詞】設計原則；精準；科學

1.實驗遵循的首要原則就是具有科學性

任何實驗都離不開在人為控制條件下研究事物的起因、發(fā)展和歸宿，同時必須遵循科學的方法。沒有科學依據(jù)的假設是具有“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果，就是偽科學。因此，科學探究的過程本身就是遵循科學性原則，探究過程和得出的結論都具有科學性。

2.將生物實驗分為多組平行實驗，通常以各組間形成對照實驗為原則

在實驗過程中將探究的一種條件因素進行變化，讓其他條件完全相同進行多組平行實驗，通過它們之間的比對而得出探究結論的實驗就是對照實驗。因為對照實驗組中只有一個因素在變化，因此可以有效地排除非變化條件對結果進行干擾。這類實驗的解讀是在比較的基礎上找出不同，從而得出正確的結論。

2.1通過空白對照去探究異常情況的成因，這種試驗就是采用一個正常的生物作為對照組的探究過程。如驗證甲狀腺激素的作用的實驗探究，需要的對照組動物就不能進行任何處理，是一個自然生長的過程，對甲狀腺激素沒有特殊的表征。解答這類實驗試題就必須挖掘實驗組的異常表征，結合生物知識原理進行具體說明。這樣的實驗比比皆是，就不一一細說了。

2.2通過自身對照來詮釋同一事物同時進行的實驗組和對照組的不同點。如在探究質壁分離與植物細胞復原的實驗過程中，實驗組和對照組都是在同一植物細胞進行的，只不過是實驗組的植物細胞進行了質壁分離與植物細胞復原的過程，而對照組卻為常態(tài)化。解答這類實驗試題必須抓住實驗組與對照組之間產(chǎn)生的差異作為突破點，通過與所學的生物知識交聯(lián)得出正確的應答。

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

因為本實驗為自身對照實驗，因此，前后兩次實驗的觀察是作以對照的。所以，I是由于未滴入蔗糖溶液，細胞為原生態(tài)的，只能觀察到紫色大液泡；II滴入了少量的蔗糖溶液，因此細胞開始發(fā)生質壁分離，觀察到的是在細胞的角隅處出現(xiàn)“空隙”；操作III使用吸水紙的目的是引導清水從蓋玻片的一側流到另一側，讓洋蔥鱗片葉整體浸潤在清水中，觀察細胞質復原。由此可見，解答這類實驗試題必須抓住實驗組與對照組之間產(chǎn)生的差異作為突破點，通過與所學的生物知識的交聯(lián)得出正確的應答。

2.3采用對立結論處理對象的方法來進行實驗探究，它不受實驗的假設條件所限制，矛盾的條件形成了鮮明的實驗對比，所以這種探究被稱為條件對照實驗。在條件對照實驗中，兩組實驗運用的都是加法原理。因此，一定要注意這類實驗探究常常可能與自身對照混為一體，讓我們通過一個案例來說明。

德國科學家進行了探究光合作用產(chǎn)生淀粉的一個實驗：對天竺葵放置黑暗處二十四小時進行所謂“饑餓”處理，然后放置太陽光下，讓葉片的一半見光，另一半則用黑紙片遮蓋住而不見光，通過一段時間的生長之后再用碘蒸氣進行檢驗。這是條件對照實驗嗎？說明具體原因。

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

2.4沒有對照組實驗，幾組都是實驗組，沒有空白組，通過幾個平行的實驗組探究的結果進行彼此之間的比對而得出相應的結論，稱作互相對照實驗。這種實驗應用較多的是“定二議一”的方法，如探究溫度（或pH）對酶催化活性的影響，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的蘋果塊，試管分別置于20℃、25℃、30℃、35℃、40℃的水中進行水浴控溫。實驗中改變的條件就是溫度，揭示實驗的結論就應該從溫度對酶的催化有什么樣的影響的角度出發(fā)。換個說法就是相互對照組實驗是控制變量的改變對探究因素產(chǎn)生什么樣的影響，從而得出怎樣的結論。

總而言之，生物實驗遵循了客觀存在的自然法則，沒有自然法則，就沒有生生不息的多彩世界，也不可能存在生命的探究。所以，作為生物實驗試題的解答歸根結底還是要遵循自然法則，遵循實驗探究過程設計原則，這樣才能找到試題的精準解答。

【參考文獻】

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