巧设两个简单实验，爽解高考实验设计题

胡六平

摘 要： 在高考生物实验复习过程中巧妙设计两个简单生物学实验，能让学生在比较短的时间内熟悉生物实验基本常识，掌握基本技能，运用基本技巧，做到举一反三、事半功倍。

关键词： 高考 实验设计题 复习方法

实验设计题是高考生物科常考的题型之一。所谓实验设计，就是根据生物学实验原理和所要验证的生物学事实设计实验步骤、选取实验器械、预测实验结果。

全国高考生物试题中，实验设计类型题一直作为主角占据一席之地，在生物基本知识检测、动手能力考察、语言表达、思维逻辑训练及体现卷面区分度和难度等方面都具有不可替代的作用。不出所料，2016年全国高考理综生物试题中实验设计类型题不仅在多道试题中有它的踪影，而且大有称雄天下的气势。如2016年全国高考卷理综乙卷（下同）第32题。（12分）

已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制，但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交，子代中♀灰体：♀黄体：♂灰体：♂黄体为1：1：1：1。同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性。请根据上述结果，回答下列问题：

（1）仅根据同学甲的实验，能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性？

（2）请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验，这两个实验都能独立证明同学乙的结论。（要求：每个实验只用一个杂交组合，并指出支持同学乙结论的预期实验结果。）

又如2016年高考全国卷39。【生物——选修模块1：生物技术实践】（15分）

空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤分别是：①配制培养基（成分：牛肉青、蛋白胨、NaCl、X、H2O）；②制作无菌平板；③设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作；④将各组平板置于37℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。

回答下列问题：

（1）该培养基中微生物所需的氮来源于________________，成分X通常是________________。

（2）步骤③中，实验组的操作是________________。

（3）若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板，而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，这种结果说明在此次调查中出现了________________现象。若将30（即36-6）个/平板作为本组菌落数的平均值，该做法________________（填“正确”或“不正确”）。

这样的实验题难度系数在0.6左右，可在高考阅卷过程中发现不少考生一头雾水，不知如何下笔。反观我教的学生个个从容作答，他们胸有成竹的原因很简单，因为平时做了充足的准备工作。

每届高三新学年开学初，我都反复让学生去实验室完成两个简单实验。（原创）

实验1.设计一个实验，证明实验台上的一包白色粉末能够促进植物生长。

实验2.实验室有一些尿素，请你设计一个实验，探究促进植物生长的最佳尿素浓度。

通过反复修改，大多数学生得到了比较完美的实验设计方案。

实验1.一、选取长势一致的一批玉米幼苗，均分成A、B两组。（分组、编号）二、将白色粉末配成一定浓度的溶液。每天用适量的溶液喷洒A组幼苗，同时用等量的蒸馏水喷洒B组幼苗。（处理、对照）三、一段时间后，分别测量每棵玉米的高度，记录下来。（观察现象并做记录）四、分析两组玉米的高度平均值，得出结论。

实验2.一、选取长势一致的一批玉米幼苗，均分成A、B、C、D、E、F六组。（分组、编号）二、通过预实验了解促进玉米生长的尿素大约浓度是20%。依次配制10%、15%、20%、25%、30%的尿素溶液。每天分别用适量的上述溶液喷洒A～E组幼苗，同时用等量的蒸馏水喷洒F组幼苗。（处理、对照）三、一段时间后，分别测量每棵玉米的高度，记录下来。（观察现象并做记录）四、分析每组玉米的高度平均值，得出结论。

分析：这两个实验一个是定性实验，一个是定量实验；一个是验证实验，一个探究实验。在学生实验过程中，可以考查学生相关能力，包括实验选材、实验设计、动手能力、观察能力、语言组织能力、各种变量及数据分析等能力，基本涵蓋高考考纲对生物实验的全部要求。实验过程简单，逻辑严谨，可操作性强，实验周期短，对实验设备要求不高，每所学校、每个学生都可以独立完成。在学生实验过程中充分体现了以下几个实验设计题基本原则：

（1）实验设计中的假说。在实验设计中，每一个实验目的的确定都是一个实验假说的形成过程。我们在做出实验假说时，必须在注意假说预见性的同时，强调客观性和多样性。

（2）实验材料和实验手段的选择。选择恰当的材料和手段，是设计的实验能否达到预期结果的重要保证。

（3）对照的原则。常见的对照方法是空白对照（实验一）和相互对照。（实验一、二）

（4）变量的原则。生物的生命活动往往是错综复杂的，影响某一个生命活动的产生和变化的因素常常很多。为了弄清变化原因和规律，当研究多个因素之间的关系时，往往先控制住其他几个因素不变，集中研究其中一个因素变化产生的影响，这种方法叫控制变量法。这是一种研究问题的常用科学实验方法。两个实验中均很好地体现了自变量、因变量和无关变量。

关于无关变量。无关变量往往是学生容易忽略和难以理解的基本知识点。在这两个实验中，有一些学生实验失败了，主要原因有：（1）选材。（2）没有考虑温度、阳光、水分对植物生长的影响。近几年高考试题中对变量的考查题时有出现。

例如：（2015广东理综，5，4分）用秋水仙素处理二倍体植物的愈伤组织，从获得的再生植株中筛选四倍体植株，预实验结果如右表，正式实验时秋水仙素浓度设计最合理的是秋水仙素浓度为（0、2、4、6、8、10）再生植株为（48、44、37、28、18、9）四倍植株为（0、4、8、11、5、2）。

A.0、2、3、4、5、6 B.0、4、5、6、7、8

C.0、6、7、8、9、10 D.0、3、6、9、12、15

实验设计的主旨包括：“明目的，理思路，设对照，析数据。”

高考实验设计题很好地体现了高纲对考生能力的考查，对基本知识检测的要求，对卷面难度和区分度的控制，而要很好地解决这些问题，单靠做一些实验训练题及做课本上的实验是远远不够的。由于实验题所处的重要地位，在高考复习阶段，每位考生练过大量各种类型生物实验题，从而获得了很多解题经验，总结了一些解题方法和技巧，也有不少好题在头脑中留下了深刻的印象。但这些经验、模式和印象会妨碍学生正确思考，甚至导致判断失误。再加上相当多学生读题不仔细，将高考题中已经变化的条件、数据等当作原实验解答。生物实验题的设计有较强的开放性，答案不唯一，如果思维不严密，或形成固有的思维定式，则易造成答题错误或答题不完善或以偏概全的错误。

高考是对学生掌握相关知识的检测，是对学生相关能力的考查，是高校选拔人才的重要手段，科学应对高考、积极准备高考是每个考生必备的态度。

参考文献：

[1]吴青.新课程背景下高中生物课堂有效教学策略研究[D].上海师范大学，1994-2012.

[2]林晓燕.高中生物因材施教教学策略实践研究[D].广西师范大学，1994-2014.