高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題解題初探

雍艷麗

【摘要】高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題是一類(lèi)綜合性較強(qiáng)的題目，不僅有助于考查學(xué)生對(duì)于課堂上知識(shí)的學(xué)習(xí)情況，還可以檢驗(yàn)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力及課外延伸能力。

【關(guān)鍵詞】高中生物；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題；解題

生物學(xué)科的學(xué)習(xí)是以實(shí)驗(yàn)為主體的，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ巧飳W(xué)習(xí)中的重要考查環(huán)節(jié)，對(duì)于學(xué)生的考查范圍比較全面，可以很好地檢驗(yàn)學(xué)生的綜合知識(shí)能力。因此，在近年高考生物中，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的出題方式種類(lèi)越來(lái)越多。

一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的解題思路

1、明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

無(wú)論是哪種類(lèi)型的生物實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠肋h(yuǎn)是整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題中的核心內(nèi)容。生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題大致可以分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和探究性實(shí)驗(yàn)。例如，為探究光照情況對(duì)于植物吸收礦物質(zhì)元素的影響程度，通過(guò)以下材料及實(shí)驗(yàn)用品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，材料和用品包括：缺少N的完全培養(yǎng)液，適量濃度適宜的NaNO3，廣口瓶和量筒等玻璃儀器，生長(zhǎng)情況大體相同的多株同種植物幼苗。通過(guò)題干可知，本題屬于探究性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄抗庹涨闆r對(duì)于植物幼苗吸收N元素的影響程度，其中控制變量是光照。

2、明確實(shí)驗(yàn)原理

生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的實(shí)驗(yàn)原理大部分來(lái)源于課本中的學(xué)習(xí)內(nèi)容，另外還有一部分是課外的延伸知識(shí)，需要學(xué)生從題干中理解并運(yùn)用。實(shí)驗(yàn)原理一般指實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要運(yùn)用的科學(xué)原理和相關(guān)的實(shí)驗(yàn)方法。例如“驗(yàn)證唾液淀粉酶是蛋白質(zhì)”實(shí)驗(yàn)題，通過(guò)結(jié)合教材中的相關(guān)知識(shí)可以得知，雞蛋中蛋清的主要成分就是蛋白質(zhì)，通過(guò)雙縮脲反應(yīng)，即使蛋白質(zhì)與CuSO4在堿性環(huán)境中反應(yīng)生成紫紅色物質(zhì)。這就是證明唾液淀粉酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)原理。

3、明確實(shí)驗(yàn)變量

實(shí)驗(yàn)變量是實(shí)驗(yàn)中的自變量，是實(shí)驗(yàn)中可以由實(shí)驗(yàn)者直接控制的條件或其他因子，對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象產(chǎn)生直接的刺激作用。通過(guò)控制實(shí)驗(yàn)變量，可以完成實(shí)驗(yàn)的假設(shè)，從而達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。?shí)驗(yàn)變量的獲取方式可以分為直接獲取和根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募霸矸治龅贸鰞纱箢?lèi)。如“驗(yàn)證某大豆品種的矮化特性與赤霉素的含量有關(guān)”中，可以直接找到赤霉素的含量就是實(shí)驗(yàn)變量。而在“探究成熟植物細(xì)胞的吸水和失水”中，由實(shí)驗(yàn)的原理和目的可以分析得出結(jié)論，實(shí)驗(yàn)變量是成熟植物細(xì)胞外液的滲透壓。在確定好實(shí)驗(yàn)變量后，進(jìn)一步確定因變量，即通過(guò)實(shí)驗(yàn)變量的變化引起其他變量的變化，與此同時(shí)，還應(yīng)控制其他無(wú)關(guān)變量條件的一致性，生物實(shí)驗(yàn)應(yīng)保證單一變量原則。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的解題方法

1、選擇正確的實(shí)驗(yàn)材料用品

生物實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)材料大致可分為兩種。其一是根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題題干中的已知實(shí)驗(yàn)材料和用品，通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)步驟，分別運(yùn)用實(shí)驗(yàn)材料和用品，除了可供選擇的材料，基本題中所給的材料都可以用上。其二是根據(jù)題意課外延伸實(shí)驗(yàn)材料，在自由選擇材料時(shí)，應(yīng)確保材料符合實(shí)驗(yàn)的要求，作用效果明顯，取材方便，實(shí)用性較強(qiáng)。

例如“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究C4植物進(jìn)行光合作用時(shí)，葉片中的淀粉是在維管束鞘細(xì)胞還是葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生”實(shí)驗(yàn)中，題干中已給材料和用品包括健康的玉米植株、碘液、酒精、酒精燈、燒杯、鐵架臺(tái)、石棉網(wǎng)、刀片、清水、濾紙、鑷子、顯微鏡等實(shí)驗(yàn)材料，而在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要確認(rèn)在檢驗(yàn)淀粉時(shí)是采用碘蒸氣熏蒸葉片法，還是選擇使用酒精先對(duì)葉片進(jìn)行脫色，在脫色工作完成后，向葉片上滴加適量碘液的方法。通過(guò)已知條件，應(yīng)當(dāng)選擇第二種方法，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中合理運(yùn)用所給材料，確保實(shí)驗(yàn)的完整性以及可靠性。

2、正確書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)步驟

書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)步驟是將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路的具現(xiàn)化，通過(guò)考查學(xué)生書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)步驟的能力，可以檢驗(yàn)學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)和實(shí)驗(yàn)邏輯思維等多方面的能力。對(duì)于實(shí)驗(yàn)步驟的書(shū)寫(xiě)，應(yīng)當(dāng)首先對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行分組和編號(hào)，實(shí)驗(yàn)中的藥品、實(shí)驗(yàn)中用到的動(dòng)植物材料都屬于實(shí)驗(yàn)材料。其次在取材的時(shí)候，應(yīng)注意劑量、數(shù)量、生理和發(fā)育狀態(tài)保持一致，同時(shí)要配備燒杯、培養(yǎng)用器皿、飼養(yǎng)動(dòng)植物的容器等。在選擇器材時(shí)還應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際情況，符合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理的要求，并且要注意大小等規(guī)格要求絕對(duì)相同。

例如“驗(yàn)證玉米中兩對(duì)性狀的遺傳是否符合基因的自由組合定律”，本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟：①讓純種有色飽滿(mǎn)的玉米和純種無(wú)色皺縮的玉米雜交獲得F1代備用。②取F1代30株與無(wú)色皺縮的玉米雜交。③收獲雜交后代的種子并統(tǒng)計(jì)不同表現(xiàn)型和比例。除此之外，若在某實(shí)驗(yàn)中操作過(guò)于煩瑣復(fù)雜，可根據(jù)具體情況將該步驟劃分為幾步詳細(xì)的步驟。

3、正確預(yù)測(cè)并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋?zhuān)罱K得出結(jié)論

生物實(shí)驗(yàn)通過(guò)控制實(shí)驗(yàn)變量從而使實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到不同的變化。然而對(duì)于不同的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的預(yù)測(cè)分析應(yīng)采取不同的方式。其中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)只需要書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)后得到的假設(shè)，應(yīng)確保實(shí)驗(yàn)前的預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)最終結(jié)果的一致性。另外，對(duì)于探究性實(shí)驗(yàn)而言，應(yīng)嚴(yán)格確保實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)的完整性，根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程排除不符合實(shí)際的結(jié)果。

總而言之，高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題是一類(lèi)綜合性較強(qiáng)的題目，不僅有助于考查學(xué)生對(duì)于課堂上知識(shí)的學(xué)習(xí)情況，還可以檢驗(yàn)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力及課外延伸能力。在最近幾年的高考過(guò)程中，生物考試中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題是生物考試中的核心內(nèi)容，其包含課程內(nèi)容廣泛，是檢驗(yàn)高中學(xué)生生物學(xué)習(xí)的重要手段。