浅谈生物实验设计题的解题策略

三明　陈文榜

【摘 要】所谓实验设计，就是要求学生分析实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计实验数据的处理方法及分析实验现象。它包括设计实验方案、设计实验步骤、设计实验改进方法等。實验设计，主要考查学生是否理解实验原理，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情境下迁移知识的能力。

【关键词】实验设计题；解题策略

实验设计题注重对学生生物实验能力的考查，包括实验思想、实验方法、实验原理、实验基本技能和实验分析表述等。实验性试题特别是新实验设计题具有良好的区分度，能够全面考查学生对相关知识的理解、迁移和综合运用能力以及语言组织能力，更能充分发挥学生的创新意识与体现学生的能力水平。因此可以预料，设计性实验题将成为今后高考实验命题的主要题型。下面介绍实验设计试题的一般解题方法与策略。

作业或试题中的生物实验设计题的类型：

（1）补充实验设计；

（2）完整实验设计。

解题首先要认真审题，找到关键词，才能明确题意并少走弯路。首先要明确这是探究性实验还是验证性实验，其次要明确该实验的实验目的，即要探究或验证的“生物事实”是什么？或者是此“生物事实”的哪一方面？明确实验目的和要求，即要探究或验证的生物学事实。

明确实验目的后，要分析该实验依据的科学原理是什么？涉及了生物学及一些相关学科的哪些方法和原理？实验基本原理是设计性实验的基础，要研究实验，只有明确实验的原理，才能真正掌握实验的关键、操作的要点，进而进行实验的设计、改造和创新。

无关变量，也称控制变量，指实验中除实验变量以外的影响实验结果的因素或条件。额外变量，也称干扰变量，指实验中由于无关变量而引起的变化和结果。显然，额外变量会对反应变量有干扰作用。如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件，对三个实验组的给定不等同，不均衡，不稳定，则会在实验结果中产生额外变量，出现干扰，造成误差。实验的关键之一在于控制无关变量，或减少额外变量，以减少误差。

了解生物实验的一般步骤，是快速作答的捷径。

第一步：实验分组即选取题干提供的实验材料用具，对实验对象进行平均分组（分为实验组与对照组）并编号，注意相应的无关变量（如实验对象的大小或体重、个体数量、长势或健康状况等）要保持一致。一般可采用以下表述形式：选择长势相同、大小相似的同种植物随机等量（平均）分组，分别编号为甲、乙、丙；或选择年龄、体重（性别）、健康状况相同的某种动物随机等量（平均）分组，分别编号为1、2、3。

第二步：设置对照对实验组与对照组进行不同处理，即实验条件（实验变量）要不同。要注意尽量实验能体现“单一变量”的词语，如我们常在实验过程中强调“选取生长状况相同的幼苗”、“数量大小相同的种子”、“置于相同并适宜条件下培养”、“加入等量的清水”等均是为了控制无关变量对实验结果的干扰。

第三步：相同处理将实验组与对照组置于相同的适宜环境条件下处理一段时间，即让无关变量保持一致，以免产生额外变量。这一步也可分散穿插在其他各个步骤中。

第四步：观察记录观察描述实验现象与结果，或收集记录实验数据。因变量可能有多种具体的指标，因此观察和记录因变量时应选择其中合适的一种，要求能较好反映与实验变量之间的关系，并易于观察和测定。常用的关键词有“……一段时间后（或定时）观察（或测定）……，做好记录（并计算出平均值”等。

实验结果是由实验变量而引起的变化，实验结论是根据实验结果作出的一种推论。根据实验原理及记录下来的实验现象与数据，进行分析整理，预测实验结果与结论。科学的结果与结论和实验现象之间要符合科学逻辑，符合生物学原理。预测实验结果与结论又可分为两种情况来分析：

进行实验设计过程中应注意实验选材的合理性，如：所选材料应有利于实验现象的观察：如可溶性还原糖的鉴定中应选择“白色或近白色”的材料；所选材料应容易获得，尽可能选择无明显季节性、地域性的材料；所选材料应价格便宜。注意操作细节的合理性，如溶液或培养基灭菌后是否要冷却后使用？酶促反应的试管如何加热？是直接加热，还是水浴加温？用酒精溶解叶中叶绿素时，酒精直接或隔水加热？不同的情况下要合理地选用不同的水，如清水、池水、凉开水、蒸馏水、生理盐水。实验中若要使用有毒物质，应怎么使用？使甲状腺激素、胰岛素、生长激素进入动物体内的方法应如何操作？是饲喂，还是注射？同时还要注意操作顺序的合理性和实验方案的可操作性等。这些在实验设计前都应充分地考虑，才能准确、完整地设计好实验。

以上只是解答一般综合实验设计题的思考方法。在解题过程中，应根据题目的具体要求，做出最合理的答案。

项目课题：本文系2016年度大田县基础教育科学研究立项课题“生物实验设计题的类型与解题策略”（课题编号：DTKTZX-2016158）阶段研究成果。endprint