一、認(rèn)真剖析《考試大綱》,把握復(fù)習(xí)目標(biāo)
近年來高考實(shí)驗(yàn)考查內(nèi)容基本沒有變化,主要考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)與探究能力。它要求學(xué)生做到:(1)能獨(dú)立完成“生物知識內(nèi)容表”所列實(shí)驗(yàn),包括理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、方法和操作步驟,掌握相關(guān)的操作技能,并能將這些實(shí)驗(yàn)的方法和技能進(jìn)行綜合的運(yùn)用。(2)具備驗(yàn)證簡單生物學(xué)事實(shí)的能力,并能對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理。(3)具有對一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力,包括確認(rèn)變量、作出假設(shè)和預(yù)期、設(shè)計(jì)可行的研究方案、處理和解釋數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)作出合理的判斷等。(4)能對一些簡單的實(shí)驗(yàn)方案作出恰當(dāng)?shù)脑u價(jià)和修改。
在以上四條能力中,都具有將所學(xué)的實(shí)驗(yàn)知識、方法、技能進(jìn)行綜合運(yùn)用方面的要求,而且從第一條到第四條在要求上呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢。我們需要強(qiáng)調(diào)的是,“科學(xué)探究能力”主要指對未知答案問題的研究,“確認(rèn)變量、作出假設(shè)和預(yù)期、設(shè)計(jì)可行的研究方案、處理和解釋數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)作出合理的判斷等”。
二、歸納實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題型及解題基本步驟,指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的設(shè)計(jì)思路通常是題目給出實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)試劑和用品,要求考生據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)有驗(yàn)證性的,也有探索性的,有的試題還會(huì)要求考生預(yù)測和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類試題的解題基本步驟可大致歸納如下:
1.明確實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容
一個(gè)完整實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容應(yīng)包括:實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)對象、實(shí)驗(yàn)材料用具、實(shí)驗(yàn)的方法步驟、實(shí)驗(yàn)測量與記錄、實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測及分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等。
2.遵循實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則包括:單因子變量原則和等量原則、對照原則、科學(xué)性原則、可行性原則、簡便性原則、平行重復(fù)原則、安全性原則等。我們要求學(xué)生重點(diǎn)掌握以下兩個(gè)原則:
(1)單因子變量原則和等量原則
這兩個(gè)原則都是考生在設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)時(shí)必須堅(jiān)持的原則。所謂單因子變量原則,強(qiáng)調(diào)的是實(shí)驗(yàn)組和對照組相比只能有一個(gè)變量,只有這樣,當(dāng)實(shí)驗(yàn)組和對照組出現(xiàn)不同結(jié)果時(shí),考生才能確定造成這種不同結(jié)果的原因肯定是這個(gè)變量造成的,從而證明實(shí)驗(yàn)組所給實(shí)驗(yàn)因素的作用,因此在設(shè)計(jì)對照組實(shí)驗(yàn)時(shí)考生首先要確定變量并加以正確設(shè)置。等量原則與單因子變量原則是完全統(tǒng)一的,只不過強(qiáng)調(diào)的側(cè)面不同,單因子變量原則強(qiáng)調(diào)的是實(shí)驗(yàn)變量的單一性,而等量性原則強(qiáng)調(diào)的是除了實(shí)驗(yàn)變量之外的一切對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響的無關(guān)變量必須嚴(yán)格控制等量,即相同,以平衡和消除無關(guān)變量對結(jié)果的影響,需要強(qiáng)調(diào)的是這些無關(guān)變量在進(jìn)行嚴(yán)格控制時(shí),不但要等量,而且是在適宜條件下的等量,常態(tài)條件下的等量。
無論一個(gè)實(shí)驗(yàn)有幾個(gè)實(shí)驗(yàn)變量,考生都應(yīng)確定一個(gè)實(shí)驗(yàn)變量對應(yīng)觀測一個(gè)反應(yīng)變量,這就是單一變量原則,它是處理實(shí)驗(yàn)中的復(fù)雜關(guān)系的準(zhǔn)則之一。
例如:在驗(yàn)證溫度對酶活性的影響的實(shí)驗(yàn)中,考生必須控制pH值、底物量和酶量的相等,只改變單一變量——溫度,觀察不同溫度下酶活性的差異。遵循單一變原則,既便于考生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分析,又可以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度和說服力。
(2)對照性原則
通常,一個(gè)實(shí)驗(yàn)總分為實(shí)驗(yàn)組和對照組。實(shí)驗(yàn)組,是接受實(shí)驗(yàn)變量處理的對象組;對照組,也稱控制組,對實(shí)驗(yàn)假設(shè)而言,是不接受實(shí)驗(yàn)變量處理的對象組。從理論上說,由于實(shí)驗(yàn)組與對照組的無關(guān)變量的影響是相等的,被平衡了的,故實(shí)驗(yàn)組與對照組兩者的差異可認(rèn)定為是來自實(shí)驗(yàn)變量的效果,這樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是可信的。中學(xué)階段所要求的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一般多采用對照的原則,常見有空白對照、條件對照、自身對照、相互對照。例如,在“動(dòng)物激素飼喂小動(dòng)物”的實(shí)驗(yàn)中,考生可采用等組實(shí)驗(yàn)法。甲組:飼喂甲狀腺激素( 組);乙組:飼喂甲狀腺抑制劑(組);丙組:不飼喂藥劑( 對照組)。該實(shí)驗(yàn)既有條件對照,又有空白對照,通過比較、對照、更能充分說明實(shí)驗(yàn)變量——甲狀腺激素能促進(jìn)動(dòng)物的生長發(fā)育。
3.掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般步驟
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)往往是解答實(shí)驗(yàn)題的難點(diǎn),但考生只要理清思路,找準(zhǔn)方法和突破口,就能化難為易。實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)可遵循以下步驟進(jìn)行:
(1)了解題目要求:認(rèn)真讀題。
(2)寫出實(shí)驗(yàn)名稱:指出是什么實(shí)驗(yàn)。
(3)寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?弄清該題要驗(yàn)證或探究的是什么樣的生物學(xué)事實(shí),即明確實(shí)驗(yàn)要解決什么問題。一般在題干中有“驗(yàn)證……”、“證明……”、“探究……”,其后內(nèi)容就是實(shí)驗(yàn)的目的。有些實(shí)驗(yàn)需要對其去粗取精,提煉要點(diǎn)。
(4)寫出實(shí)驗(yàn)原理:就是完成該實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)是什么?這需要分析實(shí)驗(yàn)中所涉及的生物學(xué)及相關(guān)學(xué)科中的知識、方法,以及所依據(jù)的科學(xué)原理。另外提供的實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法和原理也是應(yīng)考慮在內(nèi)。此過程要求考生利用儲(chǔ)備知識獨(dú)立分析、運(yùn)用。對所學(xué)知識運(yùn)用要求較高,這是完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題目的的關(guān)鍵。
(5)寫出實(shí)驗(yàn)操作過程:大多數(shù)題目要求寫出實(shí)驗(yàn)步驟,這是考生失分較多的地方。教師應(yīng)總結(jié)一條書寫模式,能夠使書寫條理,思路清晰。
(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析或者預(yù)測實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:要弄清題目的目的是“驗(yàn)證型的”,還是“探究型的”。如果是“驗(yàn)證型”實(shí)驗(yàn),一般只有一個(gè)結(jié)果和相應(yīng)的結(jié)論,且結(jié)論與實(shí)驗(yàn)?zāi)康南鄬?yīng);若是“探究型”實(shí)驗(yàn),則考生要根據(jù)原理、目的,預(yù)測出可能的結(jié)果和推出相應(yīng)的結(jié)論(此時(shí)一般有幾個(gè)不同結(jié)果及相應(yīng)的結(jié)論)。
(7)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論:通過現(xiàn)象、結(jié)果的分析,概括出規(guī)律性的問題,結(jié)論一般就是實(shí)驗(yàn)的目的。
(8)討論:討論的內(nèi)容可以是實(shí)驗(yàn)中的內(nèi)容,也可以是跟實(shí)驗(yàn)有關(guān)的其他問題。
以上設(shè)計(jì)步驟并非一成不變,考生在運(yùn)用時(shí)掌握基本原則,靈活處理,才能以不變應(yīng)萬變。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不是教材實(shí)驗(yàn)的簡單再現(xiàn),它來源于教材,又與教材有別,體現(xiàn)了“源于教材,高于教材”的命題思路。
總之,生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性的科學(xué),為更好地配合新課程改革,我們應(yīng)積極推進(jìn)素質(zhì)教育,提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。