母華強(qiáng)

(廣東省珠海市第二中學(xué) 519000)

高中生物學(xué)課程對學(xué)生的實(shí)驗?zāi)芰τ兄^高要求，并要求學(xué)生能夠?qū)?shí)驗現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析、處理，對實(shí)驗方案做出恰當(dāng)評價和修訂等要求。但在實(shí)際的教學(xué)和考試中，筆者發(fā)現(xiàn)一些學(xué)生對實(shí)驗題中的一些概念容易混淆，現(xiàn)例析如下，以供廣大師生參考。

1 實(shí)驗結(jié)果與結(jié)論

實(shí)驗結(jié)果指對實(shí)驗最后出現(xiàn)的現(xiàn)象或收集到的數(shù)據(jù)所呈現(xiàn)的規(guī)律進(jìn)行的如實(shí)描述；結(jié)論是以結(jié)果為依據(jù)來回答實(shí)驗?zāi)康牡?，兩者一般是不同的。在描述?shí)驗結(jié)果時應(yīng)注意對實(shí)驗組和對照組的觀測指標(biāo)都要進(jìn)行描述。驗證性實(shí)驗的結(jié)果和結(jié)論唯一，常用的語言為“是……(結(jié)果)，證明……(結(jié)論)”。探究性實(shí)驗是對未知的生物學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行探索，如果沒有進(jìn)行實(shí)驗，則預(yù)期的結(jié)果及結(jié)論是所有可能出現(xiàn)的情況，都要寫出來，其書寫格式一般為“如果(若)……(結(jié)果)則說明……(結(jié)論)”，如果已經(jīng)做了實(shí)驗，有了結(jié)果，則根據(jù)結(jié)果得出相應(yīng)的結(jié)論(以此回答實(shí)驗?zāi)康?。學(xué)生往往將結(jié)果和結(jié)論混在一起寫，條理不清晰，讓人不清楚寫的是結(jié)果還是結(jié)論。

例1：賴氨酸是否是大鼠的必需氨基酸。某生物興趣小組利用下列材料和用具就此問題進(jìn)行了探究。

材料用具：20只生長發(fā)育狀況相同的正常幼年大鼠、分裝在不同試劑瓶中的20種氨基酸、不含蛋白質(zhì)和氨基酸的食物、秤、天平等。實(shí)驗方案：①配食：取一定量的不含蛋白質(zhì)和氨基酸的食物，加入含量和比例適宜的20種氨基酸，配制成食物A；另取等量不含蛋白質(zhì)和氨基酸的食物，加入除賴氨酸以外的19種氨基酸，其含量和比例與A相同，配制成食物B。②分組：將20只大鼠平均分成甲乙兩組，分別稱量其體重。③飼喂：甲組每天飼喂適量的食物A；乙組每天飼喂等量的食物B，其他條件相同且適宜。④觀測：一定時間后，分別測量兩組大鼠體重，計算體重增加量。請以表格的形式寫出預(yù)期實(shí)驗結(jié)果及結(jié)論，答案如表1。

表1 實(shí)驗的預(yù)期結(jié)果及結(jié)論

解析：本實(shí)驗屬于探究實(shí)驗，但未告訴實(shí)驗結(jié)果，故存在兩種情況，對應(yīng)結(jié)論也有兩種。結(jié)果是對兩組大鼠的體重及營養(yǎng)狀況作出定性描述，據(jù)此作出結(jié)論，回答了實(shí)驗?zāi)康摹嚢彼崾欠袷谴笫蟮谋匦璋被帷?/p>

例2：實(shí)驗表明鋅肥的施用量與番茄的果實(shí)產(chǎn)量密切相關(guān)，為了探究對番茄施加鋅肥的最佳用量，做了相關(guān)實(shí)驗，結(jié)果如圖1，請描述結(jié)果并寫出結(jié)論：________。

圖1 鋅肥施用量與番茄果實(shí)產(chǎn)量的關(guān)系

解析：此實(shí)驗的結(jié)果為“在較低范圍內(nèi)，隨硫酸鋅溶液濃度的增加番茄果實(shí)產(chǎn)量增加，超過一定范圍，隨硫酸鋅溶液濃度增加，番茄果實(shí)產(chǎn)量下降，濃度越高，產(chǎn)量越低”(結(jié)果數(shù)據(jù)變化規(guī)律的描述)。結(jié)論為“番茄施加硫酸鋅肥料的最佳濃度約為16 mg/L”(回答實(shí)驗?zāi)康?。

2 平行重復(fù)實(shí)驗與多次測量求平均值

為了增加實(shí)驗結(jié)果的可靠性，避免偶然性，需對每組實(shí)驗在相同條件下進(jìn)行多次平行重復(fù)實(shí)驗。例如，在探究促進(jìn)插條生根的生長素類似物的最適濃度的實(shí)驗中，每組實(shí)驗所用插條不是一根，而是多根，這就體現(xiàn)了“平行重復(fù)實(shí)驗”的原則?；蚰硨?shí)驗中每組小鼠10只，也就是這組實(shí)驗中每只小鼠進(jìn)行了一次實(shí)驗，10只就重復(fù)了本組實(shí)驗10次，即進(jìn)行了平行重復(fù)實(shí)驗。

在實(shí)驗中，特別是定量測定結(jié)果的實(shí)驗中，為了提高測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，減少誤差，一般要求對同一測量指標(biāo)在相同條件下測量3次求平均值(有時候也需要多次測量求平均值)，以平均值作為最后的實(shí)驗數(shù)據(jù)。例如，測量某植株的株高，一般要求測量3次，以3次測量的平均值作為其高度值；對微生物的平板計數(shù)中，要求每個濃度下涂布3個平板，以3個平板上菌落的平均數(shù)作為最后的菌落數(shù)。部分學(xué)生常將平行重復(fù)實(shí)驗和多次測量求平均值的目的混淆導(dǎo)致答題答錯。

例3：某同學(xué)為了探究溫度對果膠酶活性影響，其實(shí)驗步驟如下： 用攪拌器制蘋果泥，適量且等量的注入到編號為1、2、3、4、5、6的6支試管中；分別向這6支試管依次注入適量且等量的果膠酶溶液，并混合均勻；將6支試管分別放入25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃的恒溫水浴保溫10 min；過濾，比較獲得果汁的體積。

問題：上述實(shí)驗中步驟有兩處明顯不嚴(yán)謹(jǐn)，請指出并改進(jìn)__________。

參考答案：①沒有遵循平行重復(fù)實(shí)驗原則，應(yīng)該每個溫度下至少設(shè)置3個重復(fù)；②不應(yīng)將果泥和果膠酶混合后，再置于不同溫度水浴，應(yīng)先將果泥和果膠酶分別置于不同溫度下，再將兩者混合均勻。

例4：將擬南芥若干幼苗放在含有不同濃度的2,4-D溶液中培養(yǎng)，一定時間后測定植株的株高。每株以3次測量的平均值作為植株的株高。

問：以3次測量的平均值作為株高的目的是什么？__________

參考答案：為了提高測量的準(zhǔn)確性，減少誤差。

3 結(jié)果數(shù)據(jù)中極值與錯誤數(shù)據(jù)的處理

在實(shí)驗或測量某些數(shù)據(jù)過程中因某些不可控的因素可能導(dǎo)致少量數(shù)據(jù)出現(xiàn)明顯偏小或偏大的現(xiàn)象(如調(diào)查樣方中的某喬木的密度)，這樣的數(shù)據(jù)稱為極值(或特殊值)。如果實(shí)驗是科學(xué)的，這些數(shù)據(jù)不是錯誤數(shù)據(jù)，分析時不能丟棄，可以在后面單獨(dú)討論，探討其出現(xiàn)的原因。

在利用實(shí)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析時，一定要保證所使用的數(shù)據(jù)的正確性，不能隨意刪掉或改動數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)錯誤的數(shù)據(jù)則要刪掉或重新實(shí)驗或測量。

常見錯誤是：少數(shù)學(xué)生在使用實(shí)驗數(shù)據(jù)計算時，常將一些極值去掉再計算，或在計算平均值時按照一些體育比賽中裁判打分的方法進(jìn)行計算，去掉一個最大值和一個最小值然后求平均值，從而出現(xiàn)一些低級性的錯誤。

例5：對某條狀地段的某植物種群密度進(jìn)行調(diào)查，按正確的樣方設(shè)置和計數(shù)，共設(shè)置10個樣方(每個樣方面積25 m2)，數(shù)據(jù)分別為8、10、6、5、50、8、10、7、10、6。則此地段中某植物的種群密度是每100 m2____株。

參考答案：48株。

例6：對某條狀地段的某植物種群密度(較均勻分布)進(jìn)行調(diào)查，按正確的樣方設(shè)置，共設(shè)置10個樣方(每個樣方面積25 m2)，數(shù)據(jù)分別為8、10、6、5、50、8、10、7、10、6。后發(fā)現(xiàn)其中一個樣方的計數(shù)記錄錯誤，則數(shù)據(jù)處理后計算出該地段中某植物的種群密度是每100 m2____株(保留兩位小數(shù))。

參考答案：31.11株。

例5和例6題干信息比較相似，但結(jié)果數(shù)據(jù)存在本質(zhì)不同。例5中暗示結(jié)果數(shù)據(jù)不存在錯誤，所以在最后計算平均密度時所有樣方統(tǒng)計的數(shù)據(jù)都要用(包括50這個看起來不“正常”的值)。例6中明確指出結(jié)果數(shù)據(jù)有誤，錯誤的數(shù)據(jù)不能用，要舍棄。根據(jù)信息提示，可以知道50這個數(shù)據(jù)是個錯誤值，所以最后計算時應(yīng)將其去掉，用剩下的數(shù)據(jù)計算平均值。部分學(xué)生由于不清楚實(shí)驗結(jié)果數(shù)據(jù)中極值和錯誤值的取舍要求，導(dǎo)致計算出錯誤的結(jié)果。