中學生物學實驗設計及其試題解答的關鍵

1、中學生物學實驗設計及其試題解答的關鍵張華明實驗內容的比重加大是生物新課改的一個明顯變化。這一變化，也已經在近幾年的高考中逐步體現了出來。因此，教師要明確課標和高考對學生生物實驗能力的要求，將二者統(tǒng)一起來，有的放矢地去做一些工作，這既能促進學生高考生物實驗設計能力，做好高考題目，又能促進了素質教育對學生能力的要求。無論怎樣說，做好這一工作都是理所當然的事情。本人以為抓好生物實驗設計的幾個關鍵方面，對做好實驗設計和做好實驗設計題目都會有很大幫助的。1.吃透假說-演繹法的思想精髓要設計好實驗，不了解假說-演繹法，是難于想象的。假說-演繹法是科學研究中的一種重要思維方法，它是在觀察分析的基礎上提出問題

2、，并通過分析推理和想象作出假說，再根據假說演繹推理，然后設計新的實驗驗證推理結果。如果實驗結果與假說推理的結果一致，就證明假說是合理的；反之，則應拋棄假說。在進行探究實驗時，學生可以按照“觀察分析提出問題推理想象作出假說演繹推理實驗驗證比較分析得出結論”的步驟去設計實驗。要知道，假說畢竟是假說，它僅是推理的產物，是還沒有驗證了的理論。而假說-演繹法卻是被科學發(fā)現所證實的一種科學的思維方法，用此方法進行推理還是可以預見一些事物發(fā)展規(guī)律的，具有一定的科學預見性，因而倍受科學研究的青睞。要理解這種思維方法，就應該理順假說與預期結果之間的相互關系，辨清實驗結果和結論之間的前因后果，懂得結論是依據反復多

3、次的實驗結果對假說進行的一種肯定或否定的裁判。理解了這種思維方法，我們才可能運用好該方法做好實驗及實驗設計題目。2.選擇合理的實驗對象實驗對象就是實驗所用的材料。實驗對象的選擇既關系到實驗的成敗得失，也關系到實驗的難易程度。比如，觀察植物細胞的質壁分離實驗就應該選擇紫色洋蔥表皮細胞為觀察對象，這樣才易觀察到實驗現象。觀察細胞的有絲分裂就應該選用根尖或其他分生組織，否則會一無所獲。選擇對了實驗材料可以說就是成功的一半。孟德爾選擇了豌豆作實驗材料，有了遺傳的分離定律和自由組合定律的發(fā)現，摩爾根選擇了果蠅作實驗材料，有了遺傳的連鎖交換定律的發(fā)現，有了大腸桿菌和酵母菌作為實驗材料，使得微生物遺傳學得到

4、了長足的發(fā)展。等等，等等，不一而足，可見選擇實驗材料的重要性。3.理順變量關系，實施操控到位影響實驗的因素包括實驗變量和無關變量。實驗變量又叫做自變量，指實驗中由實驗者所操縱的因素或條件。如溫度、光照強度、某物質濃度等，都可以成為某一實驗的變量。無關變量又稱控制變量，它不是與實驗結果無關的變量，而是影響實驗結果的其他變量或因素，有時還是重要因素，但不是該實驗觀察的對象。實驗變量對應反應變量，無關變量對應額外變量。反應變量就是實施實驗變量得到的實驗結果，又叫因變量。額外變量就是無關變量引起的實驗結果的偏離量，它常常實驗結果的可靠性。高中生物實驗一般都是單變量實驗，也就是說它只研究影響實驗結果的某

5、一變量的作用，而不是研究多種變量的綜合影響作用。因此，其他變量都必須是相同的，這樣就得控制好無關變量，否則就會因額外變量的出現而干擾實驗結果的準確性。產生相應反應變量無關變量相同對比分析得出結論實驗組對照組施加實驗變量改變或取消實驗變量反應變量程度改變或消失額外變量出現無關變量不同影響在實驗過程中操控好各種變量是實驗成功的關鍵。要弄清楚某種變量是如何影響實驗結果的，就應該將這種變量處于一種動態(tài)的變化中，在變化中來把握。通過研究實驗變量在變化狀態(tài)下做出的反應變化規(guī)律，從而理解實驗變量的重要性。無關變量是實驗者不關心的變量，但它會對實驗結果產生影響，要明確實驗變量所產生的效果，就必須消除無關變量的

6、影響，所以必須控制好無關變量。學生可以按下圖理解操控各種變量關系：要做到操控合理，見到有效的實驗效果，設置對照就成為必不可少的環(huán)節(jié)。其意義在于：選材的相同（大小、生長狀況），是為了消除因實驗材料間的差異造成的對實驗結果的影響；設置對照是為了消除無關變量對實驗結果的干擾，從而使實驗結果更加準確；進行多次重復實驗，是為了排除實驗結果的偶然性，防止做出錯誤判斷，提高實驗的可信度；創(chuàng)設相對穩(wěn)定的實驗場所，是為了排除實驗場所偶然突變對實驗結果的影響。等等。4.辨清兩種處理，做好結果分析要使得實驗結果可靠，實驗結論正確，對照組與實驗組的相同處理與不同處理要分清。相同處理是指對實驗組和對照組采取相同條件的處

7、理。實驗組與對照組中的每組所用的各種材料必須相同，就是相同處理；實驗組與對照組要求的各種條件必須相同，也是相同處理。也就是說，控制無關變量的相同就是相同處理。不同處理是指對實驗組和對照組采取不同條件的處理。如實驗組施加實驗變量，而對照組沒有施加，就是不同處理；對照組雖施加實驗變量，但程度不同，也是不同處理。如“濃度”作為實驗變量時，對照組一系列“濃度變化”的處理就是不同處理，這種處理也叫變化處理。實驗操作過程的相同處理和不同處理，實際上就是通過實驗的對照性原則、等量原則和單一變量原則共同體現出來的。此外，我們還要注意實驗結果的記錄處理。對實驗觀測中記錄的現象或數據要進行收集整理，進行對比分析，

8、窺測其中的奧秘，發(fā)揭其中的玄妙，是得出科學結論的重要保證，不能等閑視之。如果記錄處理不詳盡，沒有發(fā)現其中的關系；相同處理沒有操作到位，忽略了某些無關變量的作用，導致了額外變量的生成。這些情況都會使實驗結果的準確性打上折扣，這樣，我們就不易準確證明實驗變量的有效作用。5.分清實驗類型，做好實驗試題要做好實驗題目，首先還要分清實驗題目為驗證性實驗題目還是探究性實驗題目。如果是驗證性題目，實驗結果應該對應唯一的實驗結論；如果實驗結果不能反映出所要的結論，就要分析在操作過程中，哪些步驟出現了問題，是什么原因，怎樣改進可以避免類似的結果出現。驗證性實驗題往往靠的就是這類問題。如果是探究性題目，在比較實驗結果得出實驗結論時，就不是唯一的，而是有多種可能性，在表述實驗結論時，要審慎，不可簡單化，否則表述出的結論就可能成為驗證性實驗的結論了。目前高考實驗試題的選材多是生產、生活或科學研究中遇到的實例，體現了課改要結合生活，回歸生活的理念，這樣能讓學生感受到所學知識的意義。因此，善于觀察生活，善于用所學生物知識分析生活中的真實的生物學情境，經過長期的運用，生物學素養(yǎng)就會逐漸提高，在高考中就能轉化為做好生物學試題的能力。要記住，無論高考試題怎樣翻新，但是萬變不離其宗，其原理始終隱含在課本的主干知識中。因此，認真學好課本的基本原理，包括實驗中的基本原理性知