生物高考实验设计题型的解题方法

黄春云

摘 要： 本文分析了考试大纲对实验能力考查的要求，并以一道高考实验题为例，给出了实验设计题型的解题方法。

关键词： 生物高考 实验设计题型 解题方法

生物是一门以实验为基础的学科，在历年高考中，学生的实验设计能力都是必考查的内容，也是重点考查的内容。在广东省高考考试大纲中，实验与探究能力是生物科考查学生的一项基本能力，包括四个方面的内容：（1）能独立完成教材中出现的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。（2）具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。（3）具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。（4）能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。

虽然实验能力是每年高考的必考内容，但很多学生由于思路不清，把握不够好，失分很严重，部分学生甚至放弃实验设计题，导致该题得分率很低。针对这种情况，老师在高三复习中应注意帮助学生形成一套解实验设计题的解题思路，尽量做到能得分，得高分。面对一道实验大题时，我们应该怎么做呢？

一、明确目的要求

认真审题，弄清该题是验证还是探究实验。一般在题干中有“验证……”、“证明……”、“探究……”，通过相关字眼判断实验类型，并明确实验目的。判断验证还是探究实验直接关系到对实验结果的预期及结论的得出。

验证实验与探究实验的区别

例如：为了验证甲状腺激素的生理作用，试以大白鼠的耗氧量和活动量为观察指标，根据给出的实验材料和用具，设计实验步骤，预测实验结果，并作出分析。

（1）材料和用具：日龄相同体重相近的雄性成年大白鼠两组，甲状腺激素溶液，蒸馏水，灌胃器，耗氧量测定装置，小动物活动测定仪等。（实验提示：给药途径为每日灌胃，给药剂量和仪器操作不作考试要求，室温恒定。）

（2）方法与步骤：？摇 ？摇。

（3）结果预测与分析：？摇 ？摇。

[解析]通过题干中“为了验证甲状腺激素的生理作用”这句话，可知此实验属于验证实验，实验目的是验证甲状腺激素的生理作用。

二、分析实验原理

实验原理就是完成该实验的理论依据是什么，这就需要分析实验中所涉及的生物学及相关学科中的知识、方法，以及所依据的科学原理。实验原理一般在题干中不会出现，需要学生从已学的知识范围去寻找，也就是书本知识是做题的支撑和依据。另外，提供的实验仪器的使用方法和原理也应考虑在内。此过程要求学生利用储备知识独立分析、运用。

[解析]接上例：实验原理是甲状腺激素的生理作用，即加速物质的氧化分解，耗氧量增加，提高神经系统的兴奋性，使活动量增加。题干中材料用具中的耗氧量测定装置和小动物活动测定仪也提示了相关实验原理，通过小鼠的耗氧量和活动量反应甲状腺激素的生理作用，就可以联想到甲状腺激素对小鼠活动量和耗氧量的影响。

三、设计实验步骤

根据题目给出的材料、用具（一般情况下要用全所给的材料用具），设计实验步骤。实验步骤应用简洁科学的语言叙述：

1.分组标号：根据实验要求选择适宜的材料和器材，选材应保持条件相同（如上例中：日龄相同、体重相近的雄性成年大白鼠）。将实验分为实验组和对照组，可以分两组，也可以分若干组，每组进行明确的标记，如用甲、乙、丙或是A、B、C或者1、2、3，总之，让人对实验组一目了然，便于实验的观察、统计、比较和叙述。

常用的句式如：①选择长势相同、大小相似的同种植物随机等量分组，分别编号为A、B、C等；②取两支试管，分别编号为甲、乙，各加入等量的某溶液；③选择年龄、体重（性别）、健康状况相同的某种动物随机等量分组，分别编号为1、2、3等。

2.实验处理：根据实验的要求分别对实验组和对照组进行处理。实验处理要遵循“单一变量，对照原则”。单一变量，就是对实验结果有关键影响的单一因素。对照原则，就是要有正反两个方面的实验。一个实验通常分为实验组和对照组。实验组是施加实验变量处理的被试组；对照组是不施加实验变量处理的对象组，两者受无关变量的影响是相等的，两组之间的差别，被认为是来自实验变量的结果。通过对照组能增强实验的信度。按照对照方式的不同可分为四种：

①空白对照：不给对照组做任何处理。例如在“唾液淀粉酶催化淀粉”的实验中，实验组滴加了唾液淀粉酶，而对照组只加了等量的蒸馏水，起空白对照的作用。

②条件对照：虽给对照组施以部分实验因素，但不是所研究的实验处理因素，却更能充分说明实验变量的对照。例如，动物激素饲喂小动物的实验方案中：饲喂甲状腺激素的为实验组；饲喂甲状腺抑制剂的是条件对照组；不饲喂药剂的是空白对照。

③自身对照：对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不再另外设置对照组，例如，“质壁分离与复原”实验。自身对照简便，但关键要看清楚实验处理前后的现象及变化差异。

④相互对照：不单独设置对照组，而是几个实验相互为对照。例如，在“探究温度对酶催化活性的影响”实验中，温度0℃、50℃、100℃为相互对照。

3.培养（或饲养）、观察、记录：对于植物实验和某些动物实验，分别进行实验处理后，要进行一段时间的培养，才能出现结果。有些实验进行实验处理之后，在较短时间（1～2小时）就可以观察出现的现象。除实验变量外，对实验组和对照组的培养、饲养等条件应相同，即控制无关变量。要注意能体现“单一变量”的词语的准确使用，例如使用“等量”“相同”“适宜”等词语。

[解析]接上例：方法步骤如下：

①将两组大白鼠分别标号为甲组和乙组，并分别用给出仪器测定与记录耗氧量和活动量。——分组标号

②每日用灌喂器给予甲组鼠灌喂甲状腺激素溶液，给予乙组灌喂等量的蒸馏水，饲养一段时间。——实验处理

③定期测量与记录甲、乙两组鼠的耗氧量和活动量。——培养（或饲养）、观察、记录

四、实验结果、结论的预测和分析

1.实验结果的预测：实验结果是由实验变量引起的变化，而实验结论是根据实验结果作出的一种推论。验证实验和探究实验的实验结果预测是不一样的。如果是验证实验，则可预测实验结果和实验目的一致（此时一般只有一个结果和相应的结论，且结论与实验目的相对应）。如上例中，因为是验证实验，所以实验结果可预测为：未给甲状腺激素时，甲、乙两组鼠的耗氧量和活动量相近；给甲组鼠甲状腺激素后，其好氧量和活动量大于乙组。如果是探究实验，则预测的实验结果不唯一，大致有三种可能：“变量促进结果；变量抑制结果；变量与结果无关”，或“全肯定；全否定；一肯定一否定”等。

2.观察变量的确定：因变量与观察变量有时是不同的，对于因变量不能直接观察的，应该通过相应手段转换，将因变量间接展现出来，便于观察。如上例中，小鼠的促进物质氧化分解无法观察，可通过小鼠的耗氧量和活动量的指标变化体现。

3.实验结论的归纳提炼：实验结果是实验所得到的直观现象，如测得的有关数据，实验对象呈现的特殊颜色、气味、形态、生理等方面的变化，因此实验结果应是对实验现象的直接陈述。而实验结论是在实验结果的基础上，根据已有知识的合理迁移，通过推理和判断，得出的关于生命现象最本质的认识。如上例中，此实验的目的是验证甲状腺激素的生理作用；结论是甲状腺激素能促进新陈代谢，加速体内物质的氧化分解，提高神经系统的兴奋性，从而使耗氧量和活动量加大。

五、其他要注意的问题

1.实验顺序和步骤一定要合理，方法要简便易行。完成实验步骤后可多读几遍，体会一下。

2.语言的叙述和表达要简洁明了，讲得越多，犯错误的可能性就越大。

3.题目中所给的器材一般都要用上，如果器材没有用上，那就表明你的答案可能有问题。列出的器材还会给你一定的启示，如有凡士林则肯定有密封的要求。

以上是解答实验设计题的一般思路和方法。实验设计题的考查模式并不是固定不变的，常常对实验设计的某个或某几个环节进行考查，应根据实验设计题的具体情况和要求，灵活运用，做出正确回答。