對(duì)高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的初探

王婭玲

摘要：高中生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為主的課程。因此，教師在進(jìn)行生物教學(xué)的時(shí)候一定要注意生物實(shí)驗(yàn)的有效性，怎樣才能保證生物實(shí)驗(yàn)的有效性，其根本在于教師對(duì)生物實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和分析。本文將主要對(duì)高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析進(jìn)行簡(jiǎn)要的闡述。

關(guān)鍵詞：生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì);注意問(wèn)題，能力

近年來(lái)，不論是地方自主命題還是全國(guó)高考卷，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)都常常出現(xiàn)，且逐步呈現(xiàn)呈現(xiàn)多樣化、綜合化、情景化。而學(xué)生在這類題型上失分也較多，甚至有的考生連破題點(diǎn)都找不到。

1.分辨實(shí)驗(yàn)題的性質(zhì)

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一般有兩種類型：驗(yàn)證性和探究性。

探究實(shí)驗(yàn)是未知結(jié)果的前提下，利用已知的條件和推測(cè)，對(duì)一個(gè)既定的范圍進(jìn)行探究，需要分情況討論，其結(jié)果不唯一，因而結(jié)論不唯一?！邦A(yù)期結(jié)果和結(jié)論”的答題模式應(yīng)是：若……（結(jié)果），則……（結(jié)論）。

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)有是根據(jù)已給定實(shí)驗(yàn)結(jié)果或資料等，推論出一個(gè)可能的結(jié)論，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證其正確性，只寫一種情況，無(wú)須分情況討論。如，驗(yàn)證鎂是組成葉綠色的必要成分。

2.運(yùn)用實(shí)驗(yàn)原理指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)

解生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題時(shí)，一定要認(rèn)真審題。在審題中最關(guān)鍵的是要明確本實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡目茖W(xué)原理。

例如，2000年理綜實(shí)驗(yàn)高考題中“血液中的鈣離子在血液凝固過(guò)程中起重要作用，缺乏則血液不能凝固。”這就是本實(shí)驗(yàn)的根本原理。遵循這一原理，設(shè)法除去血液中的鈣離子和添加進(jìn)去的鈣離子，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方向就不會(huì)錯(cuò)。題中“草酸鉀溶液能與血液中的鈣離子發(fā)生反應(yīng)，形成草酸鈣沉淀，起抗凝作用”。這只是一條除去血液中鈣離子的原理，是解決實(shí)驗(yàn)中某一問(wèn)題所需運(yùn)用的原理。

3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

3.1變量

任何一個(gè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，影響其結(jié)果的因素（變量）都是多方面的。同一種實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能是由多種不同的實(shí)驗(yàn)因素所引起的，因此必須嚴(yán)格控制無(wú)關(guān)變量，要和消除無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。變量，指實(shí)驗(yàn)操控的特定的因素、條件，大致有以下四種類型。

3.1.1自變量與因變量

自變量也稱實(shí)驗(yàn)變量，指由實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)者所操控的或既定的因素。因變量，也稱應(yīng)變量或者反應(yīng)變量，指實(shí)驗(yàn)中由于自變量的變化而引起的變化和結(jié)果。通常，自變量是因而因變量是結(jié)果，實(shí)驗(yàn)的目的就在于討論這種因果關(guān)系。

3.1.2無(wú)關(guān)變量

無(wú)關(guān)變量，指實(shí)驗(yàn)中除自變量以外能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的和變化的因素和條件。因此，在表述對(duì)無(wú)關(guān)變量的控制時(shí)，最粗糙有效語(yǔ)句可以是“除溫度外，其余條件適宜且相等”

3.2實(shí)驗(yàn)材料選取

基本要求：符合實(shí)驗(yàn)要求、易獲取的原則和不對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生干擾。比方，在還原糖的檢測(cè)中，要選擇富含還原糖的材料，且所選材料的顏色不能過(guò)深，以白色為最好，否則會(huì)覆蓋反應(yīng)所產(chǎn)生的顏色，如韭菜雖然含還原糖多，但是顏色過(guò)深，影響實(shí)驗(yàn)觀察。

3.3設(shè)置對(duì)照組的方法

在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中設(shè)立對(duì)照組，可使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具說(shuō)明力和科學(xué)性。

3.3.1條件對(duì)照

雖給實(shí)驗(yàn)對(duì)象施以某種實(shí)驗(yàn)處理，但這種處理是作對(duì)照用的，目的是得出兩種相對(duì)的結(jié)論，以驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)論的正確性。例如，“驗(yàn)證甲狀腺激素促進(jìn)幼小動(dòng)物發(fā)育”實(shí)驗(yàn)中，甲組：飼喂甲狀腺激素;乙組：飼喂甲狀腺激素抑制劑;丙組蝌蚪不做任何處理，乙組為條件對(duì)照。

3.3.2自身對(duì)照

指對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組都在同一研究對(duì)象上進(jìn)行，不在另外設(shè)置對(duì)照組。例如，在“質(zhì)壁分離復(fù)原實(shí)驗(yàn)”，自身對(duì)照就很方便，只需對(duì)照隨著實(shí)驗(yàn)的時(shí)間變化實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的變化。

3.3.3空白對(duì)照

不給對(duì)照組做任何處理即空白對(duì)照。比方，在“雙縮脲鑒定蛋白質(zhì)”的顯色實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)組滴加了雙縮脲，而對(duì)照組則滴加等量的蒸餾水以作空白對(duì)照

3.3.4相互對(duì)照

不單獨(dú)設(shè)置對(duì)照組，而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組相互對(duì)照，這種方法常用于等組實(shí)驗(yàn)中。比方，“植物向性運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)”，利用不同的實(shí)驗(yàn)處理方法，說(shuō)明生長(zhǎng)素對(duì)植物的生長(zhǎng)的關(guān)系。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和要求，凡涉及到變化因素之間的因果關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，一般都需要設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。

3.4設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該把握以下原則

3.4.1把握生物設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性

應(yīng)包括原理是科學(xué)的、過(guò)程是科學(xué)的、結(jié)論是科學(xué)的，科學(xué)性是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)成功的前提。要善于運(yùn)用生物學(xué)方面的科學(xué)原理，有些實(shí)驗(yàn)還要運(yùn)用化學(xué)方面有關(guān)的知識(shí)應(yīng)用到生物設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中。

3.4.2把握好設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的合理性

包括設(shè)計(jì)過(guò)程要合理、程序要合理、步驟要合理。因?yàn)榻o學(xué)生的實(shí)驗(yàn)是開(kāi)放性的，不同學(xué)生設(shè)計(jì)方案可能不同。

3.4.3把握好設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的實(shí)用性

任何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)全過(guò)程得出一個(gè)科學(xué)的正確結(jié)論，要求實(shí)驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)單和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，能說(shuō)明問(wèn)題就符合要求。

4.常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)題材和應(yīng)該注意的問(wèn)題

1.有關(guān)物質(zhì)鑒定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

這一類實(shí)驗(yàn)應(yīng)該注意實(shí)驗(yàn)材料的選取和所選用以鑒定的試劑。應(yīng)當(dāng)注意所選材料不能影響到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，甚至遮蓋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;所選鑒定試劑的名稱和滴加順序。

2.有關(guān)酶的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

應(yīng)當(dāng)注意各個(gè)步驟的順序，必須先調(diào)節(jié)相關(guān)的條件（如，溫度、pH值）至對(duì)等、均衡和穩(wěn)定，即控制好無(wú)關(guān)變量，方可讓酶促反應(yīng)進(jìn)行。

3.有關(guān)植物生理和動(dòng)物生理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在以胚芽鞘為實(shí)驗(yàn)材料的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該注意對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述的準(zhǔn)確性，可選用詞匯“向光彎曲”、“直立不生長(zhǎng)”、“直立生長(zhǎng)”進(jìn)行描述，力求簡(jiǎn)潔明了。

在以無(wú)子番茄考查生長(zhǎng)素的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)注意無(wú)子番茄培育過(guò)程中“去雄”“套袋”的步驟和對(duì)生長(zhǎng)素的濃度描述，因?yàn)槠鋵?duì)生物生長(zhǎng)影響的雙重性，最好選用“一定濃度”。在以無(wú)土栽培考查礦質(zhì)元素對(duì)植物生長(zhǎng)的影響實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)當(dāng)注意培養(yǎng)液中空氣的更新和培養(yǎng)液的濃度關(guān)注可“適時(shí)適量補(bǔ)充稀釋培養(yǎng)液”。

在動(dòng)物的激素調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)中，要注意有些動(dòng)物激素只能注射，如胰島素，而有些激素可以飼喂，比方甲狀腺激素。

4.有關(guān)遺傳學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在植物雜交實(shí)驗(yàn)中：若選用兩性花做雜交實(shí)驗(yàn)，則應(yīng)當(dāng)注意“去雄”和“套袋”，豌豆之類閉花植物可以不用套袋;如果是單性花則無(wú)需“去雄”只需要“套袋”就可以了。在動(dòng)物雜交實(shí)驗(yàn)中，不可將“同基因型的異性個(gè)體間交配”寫成“自交”。

5.有關(guān)基因工程細(xì)胞工程的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要注意科學(xué)術(shù)語(yǔ)的正確使用

結(jié)束語(yǔ)：總之，生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題在近幾年各地的高考試卷中頻頻出現(xiàn)。有的是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程，有的是修正實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不足，有的是根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推出結(jié)論，呈現(xiàn)多樣化、綜合化、情景化。但實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)總的基本原則是不變的。就是要把科學(xué)性、合理性、實(shí)用性、嚴(yán)謹(jǐn)性、一致性、可重復(fù)性等有機(jī)結(jié)合起來(lái)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)可多樣化。要打破定勢(shì)，使學(xué)生的思維具有開(kāi)放性，體現(xiàn)出創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

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