《全日制普通高級(jí)中學(xué)教學(xué)大綱》提出:要讓學(xué)生“初步學(xué)會(huì)生物科學(xué)探究的一般方法,具有較強(qiáng)的生物學(xué)基本操作技能,收集和處理信息的能力、觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、思維能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力”?!陡呖忌锟荚嚧缶V》對(duì)實(shí)驗(yàn)與探究能力也提出了明確要求:“理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、方法和操作技能,并能進(jìn)行綜合運(yùn)用”,“具備驗(yàn)證簡(jiǎn)單生物學(xué)事實(shí)的能力,并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋分析和處理”;“具有對(duì)一些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行初步探究的能力”;“能對(duì)一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案作出恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)和修改”。為此,近年生物高考中對(duì)實(shí)驗(yàn)題的考查自然成了重中之重。
考法一:教材基本實(shí)驗(yàn)的綜合考查。一般以選擇、填空等形式,考查教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí),基本方法。(例:2010年四川高考第2題)
應(yīng)對(duì)策略:指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立完成考綱要求的所有教材實(shí)驗(yàn),包括理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、方法和操作步驟。
考法二:實(shí)驗(yàn)原理的考查。(例:2007年全國(guó)卷I第30題第11小題:據(jù)實(shí)驗(yàn)的背景寫科學(xué)依據(jù))
應(yīng)對(duì)策略:明確實(shí)驗(yàn)原理的概念、設(shè)計(jì)原則、及表述內(nèi)容,從而確定解決方法。
實(shí)驗(yàn)原理是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的依據(jù)和思路,實(shí)驗(yàn)基本原理是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ),要研究實(shí)驗(yàn),只有明確實(shí)驗(yàn)的原理,才能真正掌握實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵、操作的要點(diǎn),進(jìn)而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、改造和創(chuàng)新。
實(shí)驗(yàn)原理的設(shè)計(jì)原則:1.科學(xué)性:實(shí)驗(yàn)原理首先要遵循實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性原則。實(shí)驗(yàn)中涉及到的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)依據(jù)必須是經(jīng)前人證明的科學(xué)理論。如還原糖的鑒定,還原糖與斐林試劑產(chǎn)生磚紅色的沉淀,淀粉的鑒定,淀粉遇碘變藍(lán),這都是科學(xué)理論。2.可行性:可行性主要是指從儀器選取、實(shí)驗(yàn)條件和操作等方面來(lái)看,實(shí)驗(yàn)是否符合實(shí)際情況,能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.安全性:實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施要安全可靠,不會(huì)對(duì)儀器、人身及周圍環(huán)境造成危害,成功率高。4.簡(jiǎn)便性:實(shí)驗(yàn)便于操作、讀數(shù)及數(shù)據(jù)處理。5.精確性:實(shí)驗(yàn)的誤差應(yīng)在允許的范圍之內(nèi)。若有多種可行的實(shí)驗(yàn)方案,應(yīng)選擇誤差較小的方案。
實(shí)驗(yàn)原理的表述的內(nèi)容:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的整體思路,即通過(guò)……達(dá)到……的目的;還包括實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果出現(xiàn)的原因以及重要實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)的根據(jù)等。一般有兩種題型:一種是知道實(shí)驗(yàn)的目的和材料寫實(shí)驗(yàn)原理:1.自變量的作用的科學(xué)依據(jù)。2.操作自變量的原理。3.因變量獲得的原量。另一種是做完了實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和步驟等寫實(shí)驗(yàn)原理:
1.寫出為什么這樣操作?
2.寫出為什么出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象。
考法三:實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)與完善。(例:2008年四川高考第29題)
應(yīng)對(duì)策略:在遵循實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)五大原則(即,科學(xué)性原則、可行性原則、對(duì)照原則、單一變量原則、可重復(fù)性原則)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用簡(jiǎn)潔科學(xué)的語(yǔ)言敘述,一般如下敘述:
1.分組標(biāo)號(hào)
根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇適宜的材料器具,選材應(yīng)保持條件相同。將實(shí)驗(yàn)分為對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組,可分兩組或若干組,并進(jìn)行明確標(biāo)記,如用甲、乙、丙或A、B、C或1、2、3,使人一目了然,便于實(shí)驗(yàn)的觀察、統(tǒng)計(jì)、比較和敘述。常用語(yǔ)言模板如:選擇長(zhǎng)勢(shì)相同、大小相似的同種植物隨機(jī)等量分組,編號(hào)A、B、C等;取兩支試管,分別編號(hào)甲、乙,各加入等量的某溶液;選擇年齡、體重、性別、健康狀況相同的某種動(dòng)物隨機(jī)等量分組,分別編號(hào)1、2、3等。
2.對(duì)照處理
根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求分別對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組進(jìn)行處理,除實(shí)驗(yàn)變量外,實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的培養(yǎng)、飼養(yǎng)等條件要相同且適宜,即控制無(wú)關(guān)變量。要注意能體現(xiàn)“單一變量”的詞語(yǔ)的準(zhǔn)確使用,例如“等量”、“相同”、“適宜”等詞語(yǔ)。
3.培養(yǎng)、觀察、記錄
找出具體的觀察和記錄對(duì)象,觀察、記錄、統(tǒng)計(jì)、比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象。如果實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是隱蔽的,必須找出具體的檢測(cè)方法,以顯現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,便于觀察。
考法四:實(shí)驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)、預(yù)測(cè)和結(jié)論的得出。(例:2009年全國(guó)卷132題)
應(yīng)對(duì)策略:實(shí)驗(yàn)結(jié)果是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到的現(xiàn)象或收集到的數(shù)據(jù),如實(shí)驗(yàn)對(duì)象呈現(xiàn)的特殊顏色、氣味、形態(tài)、生理等方面的變化,因此實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)是對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的直接陳述,是實(shí)驗(yàn)反應(yīng)的客觀存在。實(shí)驗(yàn)結(jié)論是在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,根據(jù)已有知識(shí)進(jìn)行合理遷移,通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析、比較、抽象概括而得出的定性表述,是對(duì)以后實(shí)踐活動(dòng)具有指導(dǎo)作用的“規(guī)律性”認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)的假設(shè)是根據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論、事實(shí),對(duì)所研究的對(duì)象設(shè)想出的一種或幾種可能性的答案或解釋。實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)一般與假設(shè)相對(duì)應(yīng):若實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)測(cè)一致,則得出與假設(shè)一致的結(jié)論,即假設(shè)成立,反之,假設(shè)不成立。探究性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和結(jié)論不唯一,需分情況討論:若實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)顯著差異,實(shí)驗(yàn)結(jié)論為:實(shí)驗(yàn)變量對(duì)結(jié)果無(wú)影響;若實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組結(jié)果(或效果)有明顯差異,則得出實(shí)驗(yàn)變量對(duì)結(jié)果有影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
考法五:實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)及改進(jìn)。(2010四川高考30題。)
應(yīng)對(duì)策略:
1.實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)——“五看”評(píng)價(jià)法
一看對(duì)照:先看有無(wú)對(duì)照;若有對(duì)照則需看對(duì)照是否合理:實(shí)驗(yàn)變量設(shè)置是否合理;是否有標(biāo)記;是否遵循了單一變量原則;是否排除了干擾因素。
二看步驟:步驟的順序是否合理;步驟是否完整;具體操作有無(wú)違反生物學(xué)基本原理。
三看驗(yàn)證:實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證日標(biāo)是否準(zhǔn)確;驗(yàn)證方法是否得當(dāng)。
四看材料:生物學(xué)材料選擇是否得當(dāng);實(shí)驗(yàn)器材選擇是否合理;藥劑選擇、使用、用量是否準(zhǔn)確。五看條件:是否需要攪拌、加熱等;實(shí)驗(yàn)所需的溫度、光照等條件是否合理。
2.實(shí)驗(yàn)改進(jìn)
實(shí)驗(yàn)改進(jìn)是指在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的基礎(chǔ)—亡提出準(zhǔn)確方案,常從以下方面進(jìn)行改進(jìn):
(1)若沒(méi)有設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn),要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理,確定應(yīng)設(shè)置的對(duì)照實(shí)驗(yàn)類型,進(jìn)行補(bǔ)充。
(2)若操作步驟顛倒,應(yīng)根據(jù)已有生物學(xué)知識(shí)進(jìn)行調(diào)換。
(3)若實(shí)驗(yàn)條件錯(cuò)誤,要根據(jù)實(shí)驗(yàn)的可行性、安全性進(jìn)行調(diào)整,同時(shí)注意語(yǔ)言敘述的嚴(yán)密性。
(4)若沒(méi)有遵循單一變量原則,應(yīng)先找出實(shí)驗(yàn)變量,保證除自變量外其他條件完全相同。尤其應(yīng)注意實(shí)驗(yàn)過(guò)程中是否因添加試劑或進(jìn)行某個(gè)操作而引起控制條件的不一致性。
(5)若觀察指標(biāo)錯(cuò)誤,應(yīng)仔細(xì)分析操作對(duì)象,做到所選觀察指標(biāo)能使結(jié)果準(zhǔn)確表達(dá)出來(lái)。