探究性實(shí)驗(yàn)的三種預(yù)期結(jié)果

王忠文

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)試題是在實(shí)驗(yàn)結(jié)果已知的情況下，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)程序?qū)Y(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證和確認(rèn)，而探究性實(shí)驗(yàn)試題是在實(shí)驗(yàn)結(jié)果不知曉的情況下，由實(shí)驗(yàn)者自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究，以期得到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與科學(xué)結(jié)論。由于此類實(shí)驗(yàn)題更能全面考查與甄別學(xué)生的“實(shí)驗(yàn)與探究能力”，因而已成為實(shí)驗(yàn)命題的一種趨勢(shì)。研究表明，該類題型往往離不開對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)，但由于其結(jié)果有多種類型，似乎有不確定性，但如在高考試卷中出現(xiàn)，由于時(shí)間有限，因而其預(yù)期結(jié)果可總結(jié)為如下三種類型。

1 二種預(yù)期結(jié)果

【例1】 圖1是生長素發(fā)現(xiàn)過程中的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)圖解，請(qǐng)利用你現(xiàn)有的知識(shí)回答下列問題：

（1） ①②③的實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，①④的實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明 。

（2） 關(guān)于植物向光彎曲生長的原因，一種觀點(diǎn)是單側(cè)光改變生長素的分布，使背光一側(cè)生長素分布多，因而背光一側(cè)生長快?，F(xiàn)有含適宜濃度生長素溶液的瓊脂塊、燕麥胚芽鞘等實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究含有生長素的瓊脂塊是否具有感光作用。

實(shí)驗(yàn)步驟：

第一步：；

第二步：。

實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)與結(jié)論：

。

【思維啟迪】本題旨在考查生長素產(chǎn)生部位、作用部位及運(yùn)輸情況的知識(shí)要點(diǎn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟尤其是對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)期的能力要求。解題關(guān)鍵：（1） 在安排實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)要遵循單一變量的原則；（2） 要判斷出實(shí)驗(yàn)的預(yù)期結(jié)果只有“感光”與“不感光”二種情況；（3） 實(shí)驗(yàn)的預(yù)測(cè)的結(jié)果與結(jié)論不能顛倒，必須在看到現(xiàn)象、結(jié)果后才能得出相應(yīng)結(jié)論。本題的實(shí)驗(yàn)變量是瓊脂塊是否含有生長素，反應(yīng)變量是胚芽鞘的生長和彎曲情況。

參考答案：（1）尖端是感受光刺激的部位 胚芽鞘尖端能產(chǎn)生生長素并向下運(yùn)輸，促進(jìn)下部的生長

（2） 第一步：用含有生長素的瓊脂塊和不含生長素的瓊脂塊分別兩個(gè)放在切去尖端的胚芽鞘端口上，都給予單側(cè)光照射

第二步：一段時(shí)間后，觀察兩胚芽鞘的生長和彎曲情況

實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)與結(jié)論：兩株胚芽鞘都直立生長，說明含有生長素的瓊脂塊沒有感光作用；放置含有生長素的瓊脂塊胚芽鞘向光彎曲生長，放置不含生長素的瓊脂塊不向光彎曲生長，說明含有生長素的瓊脂塊有感光作用。

【拓展聯(lián)想】常用于對(duì)“是否”或“有無”型的探究性實(shí)驗(yàn)題的預(yù)測(cè)。預(yù)期結(jié)果時(shí)，千萬不能受慣性思維的影響。比如通過學(xué)習(xí)，雖然已經(jīng)知道放置含有生長素的瓊脂塊的胚芽鞘不可能向光彎曲生長，但仍要預(yù)期到這種“理論上”可能出現(xiàn)的情形。

2 三種預(yù)期結(jié)果

【例2】 某指示劑溶液在中性條件下為黃色，酸性條件下為紅色，堿性條件下為紫色，圖2中現(xiàn)有水草、蝸牛、光源及4支裝有指示劑水溶液的試管（均為黃色，指示劑不會(huì)影響生物的生理活動(dòng)）等，設(shè)計(jì)一個(gè)證明光合作用吸收CO2與呼吸作用釋放CO2的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并分析原因。

（1） 為了證明植物的光合作用吸收CO2，應(yīng)對(duì)B裝置作如何處理？，實(shí)驗(yàn)結(jié)果指示劑呈色。

（2） 為了證明植物的呼吸作用釋放CO2，應(yīng)對(duì)C裝置作如何處理？，實(shí)驗(yàn)結(jié)果指示劑呈 色。

（3） A裝置的作用是什么？

。

（4） 用一定的光源向D裝置照射一段時(shí)間，請(qǐng)寫出結(jié)果預(yù)測(cè)與結(jié)論。

【思維啟迪】本題以光合作用、呼吸作用的知識(shí)為背景，通過創(chuàng)設(shè)特定的情境，全面考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、探究的能力和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)期、分析、解釋和表述的能力。（1）、（2）小題為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題，目的要求明確，較易作答。關(guān)鍵是第（4）題，首先要弄清實(shí)驗(yàn)的觀察指標(biāo)——指示劑的顏色變化與光合作用、呼吸作用強(qiáng)度的變化關(guān)系，其次要窮盡實(shí)驗(yàn)可能的結(jié)果。

參考答案：（1） 放入水草，將裝置放在適宜的光照下 紫 （2） 放入水草，將裝置放在黑暗中 紅

（3） 對(duì)照 （4） ①若指示劑呈紅色，說明水草的光合作用速度小于水草呼吸作用速度與蝸牛的呼吸作用速度之和。②若指示劑呈黃色，說明水草的光合作用速度等于水草呼吸作用速度與蝸牛的呼吸作用速度之和。③若指示劑呈紫色，說明水草的光合作用速度大于水草呼吸作用速度與蝸牛的呼吸作用速度之和

【拓展聯(lián)想】常用于對(duì)“影響”或“比較”型的探究性實(shí)驗(yàn)題的預(yù)測(cè)。為防止預(yù)期結(jié)果發(fā)生遺漏，有時(shí)可從題干提供的條件得到啟發(fā)，如本題中明確提到指示劑有三種顏色變化。

3 四種預(yù)期結(jié)果

【例3】 現(xiàn)有一種由人工膜制成的袋，為檢測(cè)淀粉和碘能否透過該膜，現(xiàn)提供試劑和用品如下：鐵架臺(tái)、燒杯和人工膜袋各一個(gè)，1%的淀粉溶液、稀碘溶液和細(xì)棉線。

（1） 請(qǐng)用上述試劑和用品，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，探究淀粉溶液中的淀粉和碘溶液中的碘能否通過該膜。請(qǐng)用示意圖表示（加圖注）。

（2） 實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)及分析：

。

【思維啟迪】人工膜的性質(zhì)“未知”，究竟怎樣，應(yīng)通過題設(shè)給出的條件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究。從題干提供的試劑與材料來看，完全可以設(shè)計(jì)一個(gè)完整的滲透裝置。必須注意的是：實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)應(yīng)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一致，如只有看到“袋內(nèi)外液體均變藍(lán)”的現(xiàn)象，才能得出“淀粉和碘均能通過”的結(jié)論，既不能說顛倒，也不能憑空臆測(cè)；由于涉及二個(gè)“變量”因素，結(jié)果有多種，哪怕是發(fā)生一種遺漏，實(shí)驗(yàn)結(jié)論都是不科學(xué)的。

參考答案：（1）見圖3

（2） 實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)及分析：一段時(shí)間后，

① 袋內(nèi)外液體均不變藍(lán)，表明淀粉和碘均不能通過；

② 袋內(nèi)外液體均變藍(lán)，表明淀粉和碘均能通過；

③ 袋內(nèi)液體變藍(lán)，袋外液體不變藍(lán)，表明碘能通過，淀粉不能通過；

④ 袋外液體變藍(lán)，袋內(nèi)液體不變藍(lán)，表明碘不能通過，淀粉能通過。

【拓展聯(lián)想】常用于對(duì)涉及“兩個(gè)”變量因素的探究性實(shí)驗(yàn)題的預(yù)測(cè)。為防止預(yù)期結(jié)果遺漏，可按照“A+，B+；A+，B-；A-，B+；A-，B-”的模式進(jìn)行。