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　　[摘要] :把握實驗探究題的解題思路與技巧，首先要弄清實驗的原理、實驗中材料的應(yīng)用、實驗中的變量、現(xiàn)象及預(yù)測實驗結(jié)果等。

　　[要害詞]: 重視設(shè)計 器重進程 解題技能

　　會考實驗題的創(chuàng)新設(shè)計，正在由驗證性實驗向探究性實驗的方向突破和發(fā)展，已然成為今后一段時間內(nèi)實驗命題的方向和熱門。那么，如何才干答好生物實驗設(shè)計題，取得優(yōu)良的分?jǐn)?shù)呢？這就必需懂得一份完全的實驗計劃的設(shè)計，控制實驗設(shè)計的根本思路和技能，在生物實驗才能測試中就能夠做到有據(jù)可依，有法可循，總體斟酌，綜合分析，到達事半功倍，獲得高分的后果。本文聯(lián)合自己近幾年的教學(xué)實踐，談?wù)勆飳嶒炘O(shè)計題的根本解題思路與技巧。

　　1 什么是實驗設(shè)計

　　所謂實驗設(shè)計，就是請求學(xué)生設(shè)計實驗原理，選擇實驗器材，部署實驗步驟，設(shè)計數(shù)據(jù)處理的辦法及分析實驗的現(xiàn)象等。但在生物綜合能力測試中由于受時間和卷面的限制，實驗設(shè)計才能考核無法面面俱到，或者是考查實驗步驟的設(shè)計、續(xù)寫或修正，或者是實驗現(xiàn)象的觀察和分析，或者是實驗數(shù)據(jù)的加工和實驗結(jié)果的剖析，或者是考查實驗結(jié)果的預(yù)期與討論，或者是實驗裝置的檢驗或改良等等。

　　2 實驗設(shè)計的基礎(chǔ)內(nèi)容

　　設(shè)計一個較完全的實驗計劃一般應(yīng)包含：①明確切驗?zāi)康摹诳隙▽嶒炞兞俊鄯治鰧嶒炘怼芴岢鰧嶒灱僭O(shè)→⑤落實實驗用品→⑥設(shè)計實驗步驟→⑦預(yù)測實驗結(jié)果→⑧得出實驗結(jié)論

　　2.1實驗設(shè)計的根本解題思路

　　2.1.1明確切驗?zāi)康?，分清實驗類?

　　明白實驗?zāi)繕?biāo)就是要弄清“做什么”的問題，即探究或者是驗證什么生物學(xué)現(xiàn)象或原理。明確切驗?zāi)繕?biāo)能力明確應(yīng)用哪一原理進行實驗設(shè)計，才干清楚實驗設(shè)計中哪一因素是實驗變量。例如“設(shè)計實驗驗證呼吸時二氧化碳體積分?jǐn)?shù)的變化”。此實驗原理或?qū)嶒炈悸放c七年級上冊教材“植物呼吸作用發(fā)生二氧化碳”的實驗原理相同，因此采取教材中類似的實驗設(shè)計思想：先籌備兩個盛有澄清石灰水的燒杯或錐形瓶，然后將含有二氧化碳的氣體投進盛有澄清石灰水的燒杯或錐形瓶中。再如“口腔內(nèi)的化學(xué)變化”，探討的問題是溫度與酶活性之間的關(guān)系，那么在實驗設(shè)計中，“溫度”這一因素應(yīng)是實驗變量。

　　實驗設(shè)計一般有兩種類型：驗證性實驗設(shè)計和探究性實驗設(shè)計。驗證性實驗具有明確的結(jié)果，通過實驗加以驗證；而探究性實驗的現(xiàn)象和結(jié)果是未知的或不確定的，應(yīng)針對多種可能分別加以斟酌和分析，得到相干的結(jié)論。如二005年湖南懷化 “探究光照對菜豆發(fā)芽的影響”；2007年浙江湖州“唾液淀粉酶催化效力與時間關(guān)系”就屬于探究性實驗設(shè)計。

　　2.1.2找出兩類變量，斷定對照類型

　　一找出兩類變量

　　在實驗進程中，變量是指可被把持的特定因素或條件。據(jù)其在實驗中的作用，可分為兩類：實驗變量與反響變量：實驗變量，也稱為自變量，指實驗中由實驗者把持的因素或條件。反響變量，又稱因變量，指實驗中由于實驗變量引起的變化和結(jié)果。通常實驗變量是原因，反應(yīng)變量是結(jié)果，二者具有因果關(guān)系。實驗的目的在于獲得和說明這種來龍去脈。例如在“口腔內(nèi)的化學(xué)變化”實驗中，所給定的低溫、適平和高溫是實驗變量，而由于低溫、適平和高溫條件的變化，唾液淀粉酶水解淀粉的反應(yīng)結(jié)果也隨之變化，這就是反應(yīng)變量，該實驗即獲得和說明溫度變化（實驗變量）與酶的活性（反應(yīng)變量）的因果關(guān)系。

　　無關(guān)變量與額外變量：無關(guān)變量也稱把持變量，指實驗中除實驗變量外的影響實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果的因素或條件。額外變量也稱干擾變量，指實驗中由于無關(guān)變量引起的變更和結(jié)果。顯然額外變量會對反映變量起干擾作用。如：上述實驗中除實驗變量以外，試管的干凈水平、唾液新穎水平、可溶性淀粉濃度和純度、試劑溶液的劑量、濃度和純度、實驗操作程序、溫度處置的時光是非等，都屬于無關(guān)變量。假如無關(guān)變量的任何一個或幾個因素或條件，對三個實驗組的給定不等同、不均衡、不穩(wěn)固，則會對實驗結(jié)果造成干擾，發(fā)生誤差。在實驗設(shè)計和操作中，要盡量減少無關(guān)變量，而且不同的實驗組中的無關(guān)變量應(yīng)完整雷同，這樣就會避免實驗結(jié)果的差別是由于無關(guān)變量引起的可能性，便于清楚地研討實驗變量與反響變量的關(guān)系。實驗中的無關(guān)變量很多，必需嚴(yán)厲節(jié)制，要平衡和排除無關(guān)變量對實驗成果的影響，對比實驗的設(shè)計是打消無關(guān)變量影響的有效方式。

　　二肯定對照類型

　　通過設(shè)置對照實驗，既可消除無關(guān)變量的干擾，又加強了對實驗結(jié)果的可信度和說服力。在一個對照實驗中，可包含實驗組和對照組。實驗組是接收自變量處理的對象組，對照組是不接受自變量處理的對象組，一般是隨機決議的。如“探究光對種子萌發(fā)的影響”，接收光處理的種子是實驗組，不接收光處理的種子為對照組。設(shè)置對照通常有以下4種方法：

　　空缺對照：設(shè)計一個不加任何實驗處理的對照組。即不給對照組做任何處理因素。

　　自身對照：指實驗組與對照組都在同一研討對象上進行，即不另設(shè)對照組。如“外界溶液濃度影響根細(xì)胞的吸水”是典范的自身對照實驗，這種對照實驗的要害是比擬實驗前后的變更。

　　條件對照：給實驗組某種處理，給對照組另一條件的處置。如在“驗證甲狀腺激素對蝌蚪發(fā)育的影響”的實驗中，存在以下實驗組和對照組。

　　甲組：飼喂甲狀腺激素（實驗組）

　　乙組：飼喂甲狀腺素克制劑（條件對照組）

　　丙組：對蝌蚪不做任何處理（空缺對照組）

　　相互對照：指不另設(shè)置對比組，而是應(yīng)用幾個實驗組相互對照。如證實植物根向地生長試驗中不同方向放置的玉米種子之間的對照。

　　根據(jù)實驗請求，凡是涉及確定變化因素之間的因果關(guān)系的實驗中，一般都須要設(shè)計對照實驗。了解常用對照的類型，有利于學(xué)生在實驗設(shè)計時針對不同的情形加以設(shè)置。

　　2.2懂得實驗原理

　　實驗原理決議著實驗中重要實驗步驟的設(shè)計及相應(yīng)實驗試劑的選擇。如“設(shè)計實驗驗證呼吸時二氧化碳體積分?jǐn)?shù)的變更”的實驗。這一實驗的實驗原理同教材中慣例實驗“植物呼吸作用發(fā)生二氧化碳”實驗原理雷同，因此可用二氧化碳與澄清的石灰水反映來驗證這一問題，明白了這一原理之后，也就明白了其重要實驗步驟是相似的。

　　2.3提出假設(shè)和預(yù)期

　　假設(shè)：是“可能會怎么樣”，并對可見現(xiàn)象提出一種可檢測的說明。具體為：提出假設(shè)→尋找證據(jù)→符合事實（不符合事實）→假設(shè)成立（假設(shè)不成立）。

　　預(yù)期：在檢測提出的假設(shè)以前，先提出實驗的預(yù)期結(jié)果（一個假定的結(jié)果），若預(yù)期沒有實現(xiàn)，則闡明假設(shè)不成立；若預(yù)期得到實現(xiàn)，則假設(shè)成立。

　　2.4適當(dāng)選取實驗材料

　　正如18世紀(jì)普魯斯特萊選擇一株生長茂盛的植物作為實驗材料是實在驗勝利的原因之逐一樣，準(zhǔn)確的選材決議著實驗的成敗。實驗的選材是受實驗原理、實驗?zāi)康闹萍s的。如“綠葉在光下制作淀粉”實驗?zāi)康氖氰b定綠葉在光下制作淀粉，因而，取材應(yīng)注意含淀粉量要高。鑒定的原理是“淀粉與碘相遇變藍色”，為使呈色易于觀察，所選材料Zui好深綠色；又如“綠葉細(xì)胞中的葉綠體”實驗，所選材料應(yīng)該是色素含量高的材料（新穎菠菜）；“外界溶液濃度影響根細(xì)胞的吸水”的選材應(yīng)注意兩點：一是所選材料必需有大液泡存在；二是為了便于觀察，所選材料的細(xì)胞液Zui好有必定色彩。

　　2.5仔細(xì)研究實驗條件和器材

　　完成這一實驗所必須的理化條件及生物學(xué)處置方式。如光照、溫度、PH值、酶、緩沖劑、離心等。認(rèn)真研討實驗裝置設(shè)計的周密性和公道性；在實驗設(shè)計中，用具及材料的選擇是十分主要的，要依據(jù)實驗所提出的問題和請求，接洽命題者所供給的器材，正確斷定和選取實驗所需的用具及資料。

　　2.6公道設(shè)計實驗步驟

　　實驗步驟的構(gòu)思一般是：材料預(yù)備與前處理→分組、編號→對不同（或同一）對象施以不同的處理（對照原則）→結(jié)果觀察（或預(yù)測）、記錄→依據(jù)結(jié)果（現(xiàn)象）進行分析，得出結(jié)論。

　　實驗步驟有一定的次序，要注意實驗步驟的關(guān)聯(lián)性和實驗操作的程序性。實驗步驟的前后次序一般不能顛倒，特殊是要害環(huán)節(jié)。不同的操作次序?qū)е虏煌慕Y(jié)果并影響實驗的周密性。如“模仿酸雨影響植物種子的萌發(fā)”實驗，操作時必須先將種子分離置于不同的PH值中，放置一段時間后在觀察。如在“口腔內(nèi)的化學(xué)變化”的實驗中，應(yīng)“將3支試管先分辨放入37℃、0℃、沸水中5分鐘后再加淀粉酶”還是“先向3支試管中參加唾液后再將3支試管分離放入37℃、0℃、沸水中”呢？表面看兩種操作無多大差異，實在前者的操作是準(zhǔn)確的，由于假如先向盛有淀粉溶液的試管中加入唾液，此時唾液中淀粉酶對3支試管中淀粉均起消化分解作用。

　　在實驗步驟的構(gòu)思或表述中一定要遵守科學(xué)性原則、可操作性原則、對照性原則、單因子變量原則。

　　2.7視察和收集數(shù)據(jù)：

　　在實驗計劃中要事先設(shè)計定時觀察的內(nèi)容和觀察的次數(shù)，同時應(yīng)按要求進行觀察，并將觀察的現(xiàn)象和結(jié)果如實地記錄下來。

　　2.8猜測和分析實驗結(jié)果，得出結(jié)論：

　　對記載的數(shù)據(jù)（包含現(xiàn)象、結(jié)果），進行收拾分析，一般常用的表達辦法有文字描寫、表格、坐標(biāo)曲線、畫出觀察圖象等，然落后行推導(dǎo)得出結(jié)論。

　　3 實驗設(shè)計中的注意技巧

　　3．1一實驗組別的編號：

　　凡實驗中涉及到兩組或兩組以上，需用一、二、3……或A、B、C……或甲、乙、丙……等加以編號便于區(qū)分。

　　3．2二實驗現(xiàn)象的察看：

　　找準(zhǔn)實驗觀察的對象并精確描寫。如“骨的成分與骨的特征之間的關(guān)系”實驗中，觀察的實驗現(xiàn)象為氣泡的大小和睦泡產(chǎn)生的速率；又如甲狀腺激素對動物個體發(fā)育的影響，依不同的實驗材料等因素確定觀察現(xiàn)象。再如2006年欽州市會考模仿卷 “不同濃度酒精對水蚤的影響”……請答復(fù)：（一）采取何種辦法來確定酒精對水蚤的影響？……（4）設(shè)計一張表格用于實驗時記載數(shù)據(jù)。本題就考核如何肯定實驗觀察的對象。

　　3．3實驗結(jié)果的表達：

　　針對實驗現(xiàn)象，分析單一實驗變量對結(jié)果的影響并選用文字、表格、坐標(biāo)曲線圖等情勢進行具體、精確表達。如上述2007甘肅蘭州考查以表格情勢來記錄數(shù)據(jù)，浮現(xiàn)結(jié)果。在預(yù)期實驗結(jié)果時，注意驗證性實驗具有明確的實驗結(jié)果和結(jié)論；而探究性實驗的現(xiàn)象和結(jié)果是未知的或不確定的，應(yīng)針對多種可能分別加以討論和分析，得到相應(yīng)的結(jié)論。如 “探究蚯蚓在什么樣的物體表面爬的快”，其預(yù)期結(jié)果就有4種可能。

　　3．4對照實驗的科學(xué)性

　　對比試驗中除變量外，其他條件應(yīng)雷同，同時要確保試驗的正常進行。

　　如06年廣西欽州市生物會考39題探究“蛆是從哪里來的?”某同窗的探究過程是：將一塊豬肉放在碗里，碗口籠罩有紗布，幾天后，碗里的肉沒有產(chǎn)生蛆。他得出的結(jié)論是:糜爛的肉不會產(chǎn)生蛆。該實驗得出的結(jié)論不準(zhǔn)確是由于實驗過程中這個同窗沒有設(shè)置對照組。正確的探究過程是消除實驗因素對結(jié)果的干擾，取兩塊大小相同的豬肉分別放在兩個同樣大小的玻璃碗里，期中一個碗口籠罩有紗布，另一個碗口敞開，持續(xù)觀察幾天，如下圖一，二所示：

　　

　　

　　圖一 圖二

　　又如06年欽州市初中文化素質(zhì)學(xué)與練生物模仿卷（一）第四探究題“光對植物光合作用的影響的實驗”中，實驗開端就將兩個裝置分別放置黑暗處和光照處，互為對照實驗。

　　3．5語言的準(zhǔn)確描述

　　一在實驗設(shè)計中，學(xué)生一般在時間、溫度、物資的量上難以做到正確的量化描寫，故盡可能用“定性”的語言表達，在實驗步驟表述中巧用下列詞語：如“一段時間”、“合適的溫度”、“適量的”、“必定量的”、“等量的”、“相同條件下”、“合適條件”等。

　　二注意避免“詞不達意”。如圖三，有些學(xué)生描述為“分離在甲、乙兩試管中加進A、B物質(zhì)”，如此表達則成了圖四的含義，顯然兩者不符。精確的描述應(yīng)為“在甲乙兩支試管中分辨加進A、B物質(zhì)”或“在甲試管中參加A物質(zhì)，乙試管中參加B物質(zhì)。”

　　

　　

　　 圖三 圖四

　　闡明： 代表A物資 代表B物資 總之，解生物實驗設(shè)計題時，既要控制答題的基礎(chǔ)思路（正確地把握實驗?zāi)繕?biāo)——斷定實驗變量——設(shè)置實驗變量——理順設(shè)計思路——表達實驗步驟——找準(zhǔn)察看對象——猜測和剖析成果——得出實驗結(jié)論），同時又要懂得實驗設(shè)計中的注意技能，并聯(lián)合實踐多練習(xí)，定能進步實驗設(shè)計才能。

　　[例]（二00二年上海卷）某生物學(xué)興致小組開展“不同濃度香煙浸出液對水蚤的影響”的課題研究。他們已將香煙和蒸餾水依照一：一的重量比浸泡二4h，過濾后的濾液作為原液。假如你是其中一員，請答復(fù)：

　　(1）采取何種測定指標(biāo)來斷定香煙浸出液對水蚤有無影響？（只要一種指標(biāo)）。

　　(2）做該實驗時必備的實驗器材是___________________________________________。

　　(3）寫出實驗的主要操作步驟______________________________________________。

　　(4）設(shè)計一張表格用于在實驗時記載數(shù)據(jù)。

　　【思路方式】本題重要考核探究性實驗的設(shè)計?；A(chǔ)解題思路如下：

　?、倜鞔_實驗?zāi)康摹诖_定實驗變量→③分析實驗原理→④提出實驗假設(shè)→⑤落實實驗用品→⑥設(shè)計實驗步驟→⑦預(yù)測實驗結(jié)果→⑧得出實驗結(jié)論

　　實驗?zāi)康模禾骄坎煌瑵舛认銦熃鲆簩λ榈挠绊憽?

　　實驗原理：煙草細(xì)胞中所含煙堿、焦油等對動物有毒害作用（生物學(xué)科知識定位），通過測定不同濃度香煙浸出液對水蚤的影響，如：每分鐘心跳次數(shù)，單位時間內(nèi)的逝世亡率或相同的水蚤全體死亡所須要的時間等任一種明確的、可量度的指標(biāo)進行評價。

　　實驗假設(shè)：假設(shè)香煙浸出液中含有煙堿等有毒物質(zhì)，對水蚤性命運動有重大影響。

　　實驗預(yù)期：香煙浸出液濃度越高，單位時光內(nèi)水蚤逝世亡率越高（或心跳次數(shù)越慢）。

　　實驗變量：不同濃度的香煙浸出液。

　　反映變量：水蚤的活動速度、單位時光內(nèi)水蚤逝世亡率（心跳次數(shù)）的變化等。

　　無關(guān)變量：水溫、PH值、水蚤的數(shù)目等

　　對照實驗：空缺對照（蒸餾水）

　　搜集相干材料信息：香煙的成分、水蚤的生物學(xué)特點（在實際開展研究性學(xué)習(xí)時應(yīng)該懂得這方面的情形，但應(yīng)試答題時不一定要搞清）。

　　實驗用具：顯微鏡、秒表（計時工具）、量筒、燒杯、載玻片、蓋玻片等。

　　實驗資料：香煙浸出液、蒸餾水

　　實驗對象：水蚤

　　設(shè)計實驗進程：材料籌備與前處理→分組、編號→對不同（或同一）對象施以不同的處理（對照原則）→結(jié)果察看（猜測）、記載→并依據(jù)成果（現(xiàn)象）進行剖析

　　主要操作步驟：

　?。?）資料籌備：用蒸餾水稀釋煙草浸出液原液，配成3種不同濃度的溶液。

　　（2）分組、編號：預(yù)備4組生涯狀態(tài)相同（或類似）的相等數(shù)目的適量水蚤。

　　（3）對不同對象作不同處理（把持變量、設(shè)置對照等）：用3種不同濃度的煙草浸出液和蒸餾水（對照）分辨處4組生涯狀態(tài)相同或類似等數(shù)適量水蚤，觀察和記錄一定時間內(nèi)水蚤在蒸餾水及不同濃度煙草浸出液中心跳次數(shù)，反復(fù)3次。

　?。?）結(jié)果預(yù)測，設(shè)計表格，記載數(shù)據(jù)。

　　（5）觀察結(jié)果，分析數(shù)據(jù)，做出結(jié)論。

　　[答案]

　?。?）水蚤每分鐘心臟跳動次數(shù)。

　?。?）顯微鏡、秒表（計時工具）、量筒、燒杯、載玻片和蓋玻片等。

　?。?）①用蒸餾水稀釋煙草浸出液原液，配成3種不同濃度的溶液；②用吸管汲取水蚤，放于載玻片上，蓋上蓋玻片，調(diào)節(jié)光線，在顯微鏡低倍鏡下視察；③用引流法引流，視察和記載必定時間內(nèi)水蚤在蒸餾水（對照）及不同濃度煙草浸出液中心跳次數(shù)，反復(fù)3次；④收拾實驗材料，算出每分鐘心跳的均勻次數(shù)，做出評價。

　?。?） 不同濃度的煙草浸出液 每分鐘心跳的次數(shù) 第一次丈量 第二次丈量 第3次丈量 均勻值 濃度一 濃度二 濃度3 蒸餾水（對照）

　　


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