遵循设计原则精准解答实验

方惠灵

【摘 要】 探究近年来的高考生物实验试题不难发现，命题人在生物实验试题设计过程中是遵循一定的设计原则的，比如，科学探究原则、对照实验原则、控制变量原则……当学生抓住了试题中所遵循的设计原则，解答试题就会胸有成竹、游刃有余。

【关键词】设计原则；精准；科学

1.实验遵循的首要原则就是具有科学性

任何实验都离不开在人为控制条件下研究事物的起因、发展和归宿，同时必须遵循科学的方法。没有科学依据的假设是具有“迷信”色彩的，不能在人为条件下探究出所要观察的变化和获得的结果，就是伪科学。因此，科学探究的过程本身就是遵循科学性原则，探究过程和得出的结论都具有科学性。

2.将生物实验分为多组平行实验，通常以各组间形成对照实验为原则

在实验过程中将探究的一种条件因素进行变化，让其他条件完全相同进行多组平行实验，通过它们之间的比对而得出探究结论的实验就是对照实验。因为对照实验组中只有一个因素在变化，因此可以有效地排除非变化条件对结果进行干扰。这类实验的解读是在比较的基础上找出不同，从而得出正确的结论。

2.1通过空白对照去探究异常情况的成因，这种试验就是采用一个正常的生物作为对照组的探究过程。如验证甲状腺激素的作用的实验探究，需要的对照组动物就不能进行任何处理，是一个自然生长的过程，对甲状腺激素没有特殊的表征。解答这类实验试题就必须挖掘实验组的异常表征，结合生物知识原理进行具体说明。这样的实验比比皆是，就不一一细说了。

2.2通过自身对照来诠释同一事物同时进行的实验组和对照组的不同点。如在探究质壁分离与植物细胞复原的实验过程中，实验组和对照组都是在同一植物细胞进行的，只不过是实验组的植物细胞进行了质壁分离与植物细胞复原的过程，而对照组却为常态化。解答这类实验试题必须抓住实验组与对照组之间产生的差异作为突破点，通过与所学的生物知识交联得出正确的应答。

例如， 下图是对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片的3次观察，说明每次观察到的现象是什么？

因为本实验为自身对照实验，因此，前后两次实验的观察是作以对照的。所以，I是由于未滴入蔗糖溶液，细胞为原生态的，只能观察到紫色大液泡；II滴入了少量的蔗糖溶液，因此细胞开始发生质壁分离，观察到的是在细胞的角隅处出现“空隙”；操作III使用吸水纸的目的是引导清水从盖玻片的一侧流到另一侧，让洋葱鳞片叶整体浸润在清水中，观察细胞质复原。由此可见，解答这类实验试题必须抓住实验组与对照组之间产生的差异作为突破点，通过与所学的生物知识的交联得出正确的应答。

2.3采用对立结论处理对象的方法来进行实验探究，它不受实验的假设条件所限制，矛盾的条件形成了鲜明的实验对比，所以这种探究被称为条件对照实验。在条件对照实验中，两组实验运用的都是加法原理。因此，一定要注意这类实验探究常常可能与自身对照混为一体，让我们通过一个案例来说明。

德国科学家进行了探究光合作用产生淀粉的一个实验：对天竺葵放置黑暗处二十四小时进行所谓“饥饿”处理，然后放置太阳光下，让叶片的一半见光，另一半则用黑纸片遮盖住而不见光，通过一段时间的生长之后再用碘蒸气进行检验。这是条件对照实验吗？说明具体原因。

不少学生认为这就是两个对立条件下的实验探究了。其实不然，值得一提的是叶片见光是自然状态下正常生长，是对照实验，而人为地将另一半叶片以黑纸片遮盖起来造成光合作用这一因素缺失，其实就是生物学上所谓的“减法原理”，这一组毋容置疑就是对照实验。在解答时，很多学生会认为所结论是截然相反的，究其因是：一方面被放置黑暗处二十四小时进行“饥饿”处理所迷惑，另一方面认为用黑纸片遮光的一半叶片缺少实验了光合作用的因素。其实，放置黑暗处二十四小时进行“饥饿”处理只是为了使实验效果更为明显，与探究中的变量控制毫无瓜葛；用黑纸片遮光的一半叶片并非缺少实验探究的因素，而是通过遮光对实验因素进行的一种控制，而不是抑制。

2.4没有对照组实验，几组都是实验组，没有空白组，通过几个平行的实验组探究的结果进行彼此之间的比对而得出相应的结论，称作互相对照实验。这种实验应用较多的是“定二议一”的方法，如探究温度（或pH）对酶催化活性的影响，就可以配制几组含有等量果胶酶溶液的试管，然后加入10mL0.1%的盐酸使环境的pH完全相同，再将每支试管加入三块0.3cm×0.3cm×0.3cm的苹果块，试管分别置于20℃、25℃、30℃、35℃、40℃的水中进行水浴控温。实验中改变的条件就是温度，揭示实验的结论就应该从温度对酶的催化有什么样的影响的角度出发。换个说法就是相互对照组实验是控制变量的改变对探究因素产生什么样的影响，从而得出怎样的结论。

总而言之，生物实验遵循了客观存在的自然法则，没有自然法则，就没有生生不息的多彩世界，也不可能存在生命的探究。所以，作为生物实验试题的解答归根结底还是要遵循自然法则，遵循实验探究过程设计原则，这样才能找到试题的精准解答。

【參考文献】

[1]朱佳雯.高中生物实验设计题的解题技巧的探究[J].《教育科学：全文版》，2016（12）：00097-00097

[2]苏晓忠.高中生物实验设计中各类问题的答题方向探讨[J].《中学生物学》，2010（11）：55-57

[3]刘志华.高中生物实验设计题的设计与解答方法初探[J].《速读旬刊》，2015（12）endprint