生物實驗設計題的復習策略

【摘要】實驗設計題是高考熱點題型，所占分值較高，主要考查學生的實驗分析能力、探究創新能力和語言表達能力。實驗設計雖有一定難度，但有規律可循，以下是筆者在多年教學過程中總結出來的一些經驗。

【關鍵詞】探究性實驗驗證性實驗實驗設計生物

【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674－4810（2014）08－0126－02

新課程改革以來，生物教學開始注重學生實驗能力的培養，實驗題幾乎是高考中必考的一項內容，而在實驗考查中實驗設計題又是考查學生生物學習能力最為重要的題型之一，也是學生解答起來最為困難的題型，因此，是否做好實驗設計題的復習工作，對學生在高考中有很大的影響。通過分析近幾年的高考題，生物實驗設計題大體上可以分為三大類：一是實驗驗證題，二是實驗探究題，三是實驗評價題。所以在解題過程中，要做好以下幾點工作：

一 認真審題，了解題目要求

1．弄清楚實驗類型

要弄清楚是探究性實驗還是驗證性實驗，弄清楚該實驗的實驗目的，即要探究或驗證的內容是什么。探究性實驗探究的是對象的未知屬性、特征，而驗證性實驗驗證的是研究對象的已知屬性、特征。

2．弄清楚實驗原理

實驗原理一般有兩個來源：（1）可以直接從題干里找到，（2）通過聯系課本里的相關知識來獲取。如2005年全國理綜中的試題：植物葉片表皮上分布有大量的氣孔，當組成氣孔的細胞（保衛細胞）吸水后，會膨脹變形，氣孔開啟；反之細胞失水收縮，氣孔關閉。以放置一小段時間的菠菜為材料設計一個實驗，證明氣孔具有開啟和關閉的功能。要求寫出實驗材料與主要用具、實驗步驟、預測實驗結果并做出解釋。這個題目中的實驗原理就可以直接通過解讀題干獲得：當組成氣孔的細胞（保衛細胞）吸水后，會膨脹變形，氣孔開啟；反之細胞失水收縮，氣孔關閉。

3．弄清楚實驗變量

變量是指在實驗過程中可以變化的因素，可分為自變量、因變量以及無關變量。自變量指的是實驗過程中人為改變的變量，因變量指的是隨著自變量的變化而變化的變量，而無關變量是在實驗過程中存在的一些可變因素，會對實驗結果造成影響，但對實驗結論無影響的變量。通常，自變量和因變量之間具有因果關系。實驗的目的在于獲得和解釋這種前因后果，確認自變量的方法主要有兩個：（1）可以直接從實驗目的中獲取，（2）就是通過分析實驗目的和實驗原理推出實驗變量。如上述例題中的自變量是保衛細胞外界溶液的濃度，因變量是氣孔是否關閉。

二 細心解題，主要抓住三個環節

1．分析實驗材料用具，明確實驗條件

根據實驗所提出的問題和要求，認真分析題中所提供的器材在實驗中有什么作用，應該怎么用？在該實驗中是否一定要用到？這些都應做好充分的考慮。

通常對于題目提供的材料用具和試劑，都要充分利用，除非題目允許，否則自己不能隨意增加試劑和材料用具。如果題目明確地要求學生從題干所提供的材料用具中選擇所需的進行實驗，這時我們可以聯想課本中相關的實驗，參照課本實驗的材料用具，準確地判斷和選擇題目所需的材料和用具，防止少用或多用。只要分析判斷準確，在實驗設計時就不會有所遺漏。

還有一種題型是讓學生設計材料和用具，這類題型看似靈活，實際上更容易掌握。選擇實驗器材時要注意科學、恰當、取材方便，而且效果要好，這就要求學生根據實驗要求，聯系課本中相關的生物學原理，遷移運用教材中相關實驗的材料用具，選擇好材料用具，從而可以準確地做好實驗設計題。

2．書寫實驗設計步驟

一般分“三步走”，第一步：取材分組編號，即選擇題目提供的實驗材料用具，對實驗對象進行平均分組（分為實驗組與對照組）并編號，要注意相應的無關變量（如相應試劑的劑量、物品的個體數量、植物的長勢或健康狀況等）要保持一致。一般可采用以下方式進行表述：選擇長勢相同、大小相似的某種植物隨機等量（平均）分組，分別編號為A、B、C；或選擇年齡、體重（性別）、健康狀況相同的某種動物隨機等量（平均）分組，分別編號為1、2、3。第二步：設置對照組，并嚴格遵循單一變量原則，即有且只有自變量可以不同，其他條件都必須一樣，我們常在實驗過程中強調“在各個試管中加入等量的某種試劑”、“置于相同且適宜的條件下培養”、“加入等量的清水”等均是為了控制無關變量對實驗結果的干擾。第三步：觀察記錄。要觀察描述實驗現象或者測量記錄實驗數據。實驗結果可能有多種具體的現象，因此在觀察和記錄實驗結果時應選擇最適合的一種，要選擇能夠較好地體現與自變量之間的關系，并且容易觀察和測定。如果在數量上難以做到準確的量化描述，應盡可能用“定性”的語言表達，如：“一段時間”“適宜的溫度”“適量的”“一定量的”等。要學會利用數據表格或坐標圖等形式對實驗數據進行統計。

在書寫實驗步驟時要注意分步描述，如第一步……；第二步……；第三步……。

這是書寫實驗步驟的一般模式，但是由于實驗設計題的開放性很強，可能存在多種實驗步驟和方法，這就要根據題目的具體要求而定，無論如何，在解答實驗題時一定要遵循實驗設計的幾個基本原則，要分析每一個環節之間的關聯性，安排好實驗的最佳步驟，防止實驗步驟不嚴密、不科學。

3．預測與解釋實驗結果

實驗結論是根據實驗結果所推出的一種結論。因此在預測實驗結果時應特別注意本題是屬于驗證性實驗還是探究性實驗。

驗證性實驗是在已知實驗結論的前提下來驗證實驗結果能否達到實驗原理所描述的結論的一類實驗。這類實驗由于已知實驗結果和結論，因而驗證性實驗的實驗結果是唯一的，結果就是實驗原理所描述的結果，所以在書寫實驗結果時的表述方式可為“A組……（注：接實驗現象）”、“B組……（注：接實驗現象）”。

探究性實驗是探索實驗對象的未知屬性、特征的一類實驗。它根據現有的科學理論、事實，要求對研究的對象做出一種或幾種假設，在實驗過程中努力探究實驗結論，因而探究性實驗的實驗結果不是唯一的，要注意寫全各種可能，一般有三種可能：變量對結果起促進作用，變量對結果起抑制作用，變量與結果沒有關系。所以在書寫實驗結果時可表述為“如果……（注：接預期的實驗現象），則說明……（注：接預期的實驗結論）”。

此外，還必須要注意幾點：一是實驗材料的選擇要科學、恰當、合理。如還原糖的鑒定，要選擇含糖量較高、顏色較淺的材料，這樣顏色反應才明顯。所選材料應該是容易獲得的，無明顯季節性、地域性，價格便宜的材料。同時還要注意操作順序的合理性和實驗方案的可操作性等。這些在實驗設計前都必須充分地考慮，才能夠準確、完整地做好實驗設計題。

對于實驗評價題，應注意以下幾點：（1）有無對照實驗，如果有要看對照設計是否合理。（2）實驗過程是否遵循了單一變量原則。（3）實驗步驟的順序是否合理，步驟是否完整。（4）實驗儀器、藥劑的選擇使用是否合理。藥劑的配備、使用及用量的大小。（5）實驗結果的驗證是否合理。同時還要符合對照性原則、隨機性原則、平行重復原則、單因子變量原則。

以上所總結的只是實驗設計題最基本的解題思路，而學生的實驗設計能力想要真正提高，只靠這些是不夠的，教師還得在高考考試說明的引導下，研究考試命題思路，以教材中的基本技能和基本方法的應用作為訓練的重點，在訓練內容上突出實驗設計的幾個重點環節，如審題的能力、假設的能力、分析歸納總結實驗原理的能力，對變量的控制能力、對實驗步驟進行設計和表達的能力，對實驗結果進行預測并分析的能力。只有用心做好每一點，最后才會讓我們的學生決勝高考。

〔責任編輯：龐遠燕〕