譚小艷
科學探究是我們獲取生物學知識的重要途徑之一,科學探究能力的考查是中考生物的重點和難點,考查方式多集中在以下5個方面:(1)根據(jù)具體的情境和已有知識提出相關問題,或者根據(jù)實驗設計逆向推測要探究的問題;(2)根據(jù)具體的情境和已有知識做出符合邏輯的假設,或者根據(jù)實驗設計逆向推測可能的假設;(3)根據(jù)問題或者實驗設計找出實驗變量;(4)掌握設計實驗的三個原則;(5)對實驗結果分析處理得出結論,并能科學準確地表達。下面以中考真題為例來進行分析。
[原題呈現(xiàn)]
例(2020·遼寧·沈陽·第26題)青少年正處于旺盛的生長發(fā)育期,需食用適量的蛋白質以滿足人體骨骼和肌肉等生長發(fā)育的需要,因此在日常生活中,青少年可以適當多喝牛奶以滿足對蛋白質的攝入。可是在炎熱的夏季,如果保存不當,牛奶很容易腐敗變質。為了探究“導致牛奶腐敗的主要原因和環(huán)境條件”,生物興趣小組進行了相關實驗。
實驗材料:3個規(guī)格為100 mL 已滅菌的相同錐形瓶、滅菌牛奶、消毒棉球、恒溫箱。
實驗方案和實驗結果如下:
[過程 瓶號 ? 甲 乙 ? ? ? ? 丙 加入物質 滅菌牛奶50 mL 滅菌牛奶50 mL ? ?滅菌牛奶50 mL 瓶口處理 用消毒棉球塞住 不作處理 ? ? ? ? ?①? ? 保持溫度 25 ℃ 25 ℃ ? ? ? ?5 ℃ 每天定時觀察并記錄錐形瓶中牛奶的變化情況,三天后的實驗結果如下 實驗結果 牛奶不腐敗 牛奶腐敗 牛奶不腐敗 ]
(1)實驗中選取了甲、乙、丙三個相同的錐形瓶,并且向三個錐形瓶中分別加入相同體積的牛奶,這樣做的目的是為了控制 。
(2)選擇 (請?zhí)顚懴鄳钠刻枺┻M行對照實驗,可以得出的實驗結論是:牛奶腐敗是由微生物的生長、生殖引起的。
(3) 選擇乙、丙進行對照實驗,探究溫度對牛奶腐敗的影響,則①處應填 。根據(jù)這組對照實驗的實驗結果,可以得出的實驗結論是:低溫對微生物的生長、生殖 (請?zhí)顚懻_選項的字母)。
A. 沒有影響? ? ? ? ? ? B. 有抑制作用? ? ? ? ? ? C. 有促進作用
(4)生物興趣小組的同學在進行了上述實驗之后,還應該進行多次 實驗, 來提高實驗結果的可靠性。
解析:(1)為了提高實驗結果的可靠性,設計實驗時應控制單一變量。即對照組和實驗組除了實驗變量不同外,其他因素均相同,這樣就可以保證實驗結果僅受一個變量的影響,避免其他因素對實驗結果的干擾。甲、乙、丙三組的錐形瓶和牛奶均相同就是為了控制單一變量。
(2)從“牛奶腐敗是由微生物的生長、生殖引起的”這一結論,可推測實驗變量就是微生物的有無,所以在選擇對照實驗時,應滿足除了微生物不同以外,其他條件均相同。甲組用消毒棉球塞住,接觸不到微生物;乙組不處理,能接觸微生物,這樣就形成了對照實驗,同時甲、乙兩組的錐形瓶、牛奶體積、溫度均相同,滿足了控制單一變量。
(3)從題意可得知,乙、丙進行對照實驗要探究的實驗變量是溫度,為了保證實驗結果僅受溫度影響,乙、丙應除溫度不同以外,其他條件均相同,即瓶口都不作處理。對實驗結果進行分析,乙瓶牛奶在25 ℃下腐敗,丙瓶牛奶在5 ℃不腐敗,而食物腐敗又是由微生物生長、生殖引起的,所以說明低溫會抑制微生物的生長、生殖。
(4)一次實驗會存在一定的偶然性,使實驗結果不可靠。要避免這種偶然性的發(fā)生,減少誤差,應該進行多次重復實驗。
答案:(1)單一變量 (2)甲、乙 (3)不作處理 B (4)重復
考點小結:本題考查了同學們設計實驗的能力和對實驗數(shù)據(jù)的分析處理能力,其中設計實驗部分考查了提高實驗結果可靠性的三個原則:(1)設置對照實驗;(2)控制單一變量;(3)增加重復次數(shù)。
[變式拓展]
下表為某同學“探究光對鼠婦分布的影響”的實驗設計,將20只生理狀況基本相同的鼠婦放入該實驗裝置,靜置5分鐘后,記錄結果如下。請回答下列問題。
[位置 鼠婦 泥土 光線 溫度 記錄結果 紙盒的左半側 10只 濕土 明亮 20 ℃ 2只 紙盒的右半側 10只 濕土 陰暗 10 ℃ 18只 ]
(1)該實驗探究的問題是 ?
(2)該實驗并不完善,為了提高實驗結果的可靠性,應對左右兩側的鼠婦數(shù)量多統(tǒng)計幾次,然后取實驗數(shù)據(jù)的 值。此外該實驗還有一處不妥,請對其修改: 。
(3)探究過程中,紙盒右半側設置陰暗的目的是 。
(4)若某小組的實驗結果和其他小組的都不同,應該 。
A.承認本組的探究活動已經(jīng)失敗
B.堅持本組的實驗結果是正確的
C.立即參考其他小組的實驗結果,修改實驗數(shù)據(jù)
D.堅持實事求是的科學態(tài)度,多次重復實驗,確認結果
(5)根據(jù)結果分析,可得出結論 。
答案:(1)光對鼠婦的分布有影響嗎 (2)平均? ? 紙盒左右兩側溫度都應該保持20 ℃? ? ?(3)對照? ? (4)D? ?(5)光對鼠婦的分布有影響,鼠婦喜歡陰暗的環(huán)境
(作者單位:遼寧省實驗中學分校)