黃春云

摘 要： 本文分析了考試大綱對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰疾榈囊?，并以一道高考?shí)驗(yàn)題為例，給出了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題型的解題方法。

關(guān)鍵詞： 生物高考 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題型 解題方法

生物是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在歷年高考中，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力都是必考查的內(nèi)容，也是重點(diǎn)考查的內(nèi)容。在廣東省高考考試大綱中，實(shí)驗(yàn)與探究能力是生物科考查學(xué)生的一項(xiàng)基本能力，包括四個(gè)方面的內(nèi)容：（1）能獨(dú)立完成教材中出現(xiàn)的生物實(shí)驗(yàn)，包括理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、方法和操作步驟，掌握相關(guān)操作技能，并能將這些實(shí)驗(yàn)涉及的方法和技能進(jìn)行綜合運(yùn)用。（2）具備驗(yàn)證簡單生物學(xué)事實(shí)的能力，并能對(duì)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(duì)一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力，包括運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)與調(diào)查、假說演繹、建立模型與系統(tǒng)分析等科學(xué)研究方法。（4）能對(duì)一些簡單的實(shí)驗(yàn)方案做出恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)和修訂。

雖然實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ敲磕旮呖嫉谋乜純?nèi)容，但很多學(xué)生由于思路不清，把握不夠好，失分很嚴(yán)重，部分學(xué)生甚至放棄實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題，導(dǎo)致該題得分率很低。針對(duì)這種情況，老師在高三復(fù)習(xí)中應(yīng)注意幫助學(xué)生形成一套解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的解題思路，盡量做到能得分，得高分。面對(duì)一道實(shí)驗(yàn)大題時(shí)，我們應(yīng)該怎么做呢？

一、明確目的要求

認(rèn)真審題，弄清該題是驗(yàn)證還是探究實(shí)驗(yàn)。一般在題干中有“驗(yàn)證……”、“證明……”、“探究……”，通過相關(guān)字眼判斷實(shí)驗(yàn)類型，并明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。判斷?yàn)證還是探究實(shí)驗(yàn)直接關(guān)系到對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)期及結(jié)論的得出。

驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)與探究實(shí)驗(yàn)的區(qū)別

例如：為了驗(yàn)證甲狀腺激素的生理作用，試以大白鼠的耗氧量和活動(dòng)量為觀察指標(biāo)，根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)材料和用具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并作出分析。

（1）材料和用具：日齡相同體重相近的雄性成年大白鼠兩組，甲狀腺激素溶液，蒸餾水，灌胃器，耗氧量測定裝置，小動(dòng)物活動(dòng)測定儀等。（實(shí)驗(yàn)提示：給藥途徑為每日灌胃，給藥劑量和儀器操作不作考試要求，室溫恒定。）

（2）方法與步驟：？搖 ？搖。

（3）結(jié)果預(yù)測與分析：？搖 ？搖。

[解析]通過題干中“為了驗(yàn)證甲狀腺激素的生理作用”這句話，可知此實(shí)驗(yàn)屬于驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證甲狀腺激素的生理作用。

二、分析實(shí)驗(yàn)原理

實(shí)驗(yàn)原理就是完成該實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)是什么，這就需要分析實(shí)驗(yàn)中所涉及的生物學(xué)及相關(guān)學(xué)科中的知識(shí)、方法，以及所依據(jù)的科學(xué)原理。實(shí)驗(yàn)原理一般在題干中不會(huì)出現(xiàn)，需要學(xué)生從已學(xué)的知識(shí)范圍去尋找，也就是書本知識(shí)是做題的支撐和依據(jù)。另外，提供的實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法和原理也應(yīng)考慮在內(nèi)。此過程要求學(xué)生利用儲(chǔ)備知識(shí)獨(dú)立分析、運(yùn)用。

[解析]接上例：實(shí)驗(yàn)原理是甲狀腺激素的生理作用，即加速物質(zhì)的氧化分解，耗氧量增加，提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，使活動(dòng)量增加。題干中材料用具中的耗氧量測定裝置和小動(dòng)物活動(dòng)測定儀也提示了相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理，通過小鼠的耗氧量和活動(dòng)量反應(yīng)甲狀腺激素的生理作用，就可以聯(lián)想到甲狀腺激素對(duì)小鼠活動(dòng)量和耗氧量的影響。

三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟

根據(jù)題目給出的材料、用具（一般情況下要用全所給的材料用具），設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟。實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)用簡潔科學(xué)的語言敘述：

1.分組標(biāo)號(hào)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇適宜的材料和器材，選材應(yīng)保持條件相同（如上例中：日齡相同、體重相近的雄性成年大白鼠）。將實(shí)驗(yàn)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，可以分兩組，也可以分若干組，每組進(jìn)行明確的標(biāo)記，如用甲、乙、丙或是A、B、C或者1、2、3，總之，讓人對(duì)實(shí)驗(yàn)組一目了然，便于實(shí)驗(yàn)的觀察、統(tǒng)計(jì)、比較和敘述。

常用的句式如：①選擇長勢相同、大小相似的同種植物隨機(jī)等量分組，分別編號(hào)為A、B、C等；②取兩支試管，分別編號(hào)為甲、乙，各加入等量的某溶液；③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)為1、2、3等。

2.實(shí)驗(yàn)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。實(shí)驗(yàn)處理要遵循“單一變量，對(duì)照原則”。單一變量，就是對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有關(guān)鍵影響的單一因素。對(duì)照原則，就是要有正反兩個(gè)方面的實(shí)驗(yàn)。一個(gè)實(shí)驗(yàn)通常分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)組是施加實(shí)驗(yàn)變量處理的被試組；對(duì)照組是不施加實(shí)驗(yàn)變量處理的對(duì)象組，兩者受無關(guān)變量的影響是相等的，兩組之間的差別，被認(rèn)為是來自實(shí)驗(yàn)變量的結(jié)果。通過對(duì)照組能增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的信度。按照對(duì)照方式的不同可分為四種：

①空白對(duì)照：不給對(duì)照組做任何處理。例如在“唾液淀粉酶催化淀粉”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)組滴加了唾液淀粉酶，而對(duì)照組只加了等量的蒸餾水，起空白對(duì)照的作用。

②條件對(duì)照：雖給對(duì)照組施以部分實(shí)驗(yàn)因素，但不是所研究的實(shí)驗(yàn)處理因素，卻更能充分說明實(shí)驗(yàn)變量的對(duì)照。例如，動(dòng)物激素飼喂小動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)方案中：飼喂甲狀腺激素的為實(shí)驗(yàn)組；飼喂甲狀腺抑制劑的是條件對(duì)照組；不飼喂藥劑的是空白對(duì)照。

③自身對(duì)照：對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組都在同一研究對(duì)象上進(jìn)行，不再另外設(shè)置對(duì)照組，例如，“質(zhì)壁分離與復(fù)原”實(shí)驗(yàn)。自身對(duì)照簡便，但關(guān)鍵要看清楚實(shí)驗(yàn)處理前后的現(xiàn)象及變化差異。

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)相互為對(duì)照。例如，在“探究溫度對(duì)酶催化活性的影響”實(shí)驗(yàn)中，溫度0℃、50℃、100℃為相互對(duì)照。

3.培養(yǎng)（或飼養(yǎng)）、觀察、記錄：對(duì)于植物實(shí)驗(yàn)和某些動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理后，要進(jìn)行一段時(shí)間的培養(yǎng)，才能出現(xiàn)結(jié)果。有些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理之后，在較短時(shí)間（1～2小時(shí)）就可以觀察出現(xiàn)的現(xiàn)象。除實(shí)驗(yàn)變量外，對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的培養(yǎng)、飼養(yǎng)等條件應(yīng)相同，即控制無關(guān)變量。要注意能體現(xiàn)“單一變量”的詞語的準(zhǔn)確使用，例如使用“等量”“相同”“適宜”等詞語。

[解析]接上例：方法步驟如下：

①將兩組大白鼠分別標(biāo)號(hào)為甲組和乙組，并分別用給出儀器測定與記錄耗氧量和活動(dòng)量?！纸M標(biāo)號(hào)

②每日用灌喂器給予甲組鼠灌喂甲狀腺激素溶液，給予乙組灌喂等量的蒸餾水，飼養(yǎng)一段時(shí)間?！獙?shí)驗(yàn)處理

③定期測量與記錄甲、乙兩組鼠的耗氧量和活動(dòng)量?！囵B(yǎng)（或飼養(yǎng)）、觀察、記錄

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、結(jié)論的預(yù)測和分析

1.實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測：實(shí)驗(yàn)結(jié)果是由實(shí)驗(yàn)變量引起的變化，而實(shí)驗(yàn)結(jié)論是根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出的一種推論。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和探究實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測是不一樣的。如果是驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，則可預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊恢拢ù藭r(shí)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?duì)應(yīng)）。如上例中，因?yàn)槭球?yàn)證實(shí)驗(yàn)，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果可預(yù)測為：未給甲狀腺激素時(shí)，甲、乙兩組鼠的耗氧量和活動(dòng)量相近；給甲組鼠甲狀腺激素后，其好氧量和活動(dòng)量大于乙組。如果是探究實(shí)驗(yàn)，則預(yù)測的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不唯一，大致有三種可能：“變量促進(jìn)結(jié)果；變量抑制結(jié)果；變量與結(jié)果無關(guān)”，或“全肯定；全否定；一肯定一否定”等。

2.觀察變量的確定：因變量與觀察變量有時(shí)是不同的，對(duì)于因變量不能直接觀察的，應(yīng)該通過相應(yīng)手段轉(zhuǎn)換，將因變量間接展現(xiàn)出來，便于觀察。如上例中，小鼠的促進(jìn)物質(zhì)氧化分解無法觀察，可通過小鼠的耗氧量和活動(dòng)量的指標(biāo)變化體現(xiàn)。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論的歸納提煉：實(shí)驗(yàn)結(jié)果是實(shí)驗(yàn)所得到的直觀現(xiàn)象，如測得的有關(guān)數(shù)據(jù)，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。而實(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)的合理遷移，通過推理和判斷，得出的關(guān)于生命現(xiàn)象最本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。如上例中，此實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證甲狀腺激素的生理作用；結(jié)論是甲狀腺激素能促進(jìn)新陳代謝，加速體內(nèi)物質(zhì)的氧化分解，提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，從而使耗氧量和活動(dòng)量加大。

五、其他要注意的問題

1.實(shí)驗(yàn)順序和步驟一定要合理，方法要簡便易行。完成實(shí)驗(yàn)步驟后可多讀幾遍，體會(huì)一下。

2.語言的敘述和表達(dá)要簡潔明了，講得越多，犯錯(cuò)誤的可能性就越大。

3.題目中所給的器材一般都要用上，如果器材沒有用上，那就表明你的答案可能有問題。列出的器材還會(huì)給你一定的啟示，如有凡士林則肯定有密封的要求。

以上是解答實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的一般思路和方法。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的考查模式并不是固定不變的，常常對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的某個(gè)或某幾個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行考查，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的具體情況和要求，靈活運(yùn)用，做出正確回答。