淺析高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中各類問題的答題方向探討

1、淺析高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中各類問題的答題方向探討         摘要 高考中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)占據(jù)重要的地位,筆者根據(jù)多年的教學(xué),將該板塊中涉及到的各類問題認(rèn)真分析,并結(jié)合近幾年的高考題對各類問題的回答落腳點(diǎn)做出明確提示,為一線教師和學(xué)生提出了良好的參考。 關(guān)鍵詞生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)答題方向 1實(shí)驗(yàn)題目的擬定 一個(gè)實(shí)驗(yàn)題目中應(yīng)該體現(xiàn)出該實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)還是探究性實(shí)驗(yàn)。所以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的題目應(yīng)寫成“驗(yàn)證”;探究性實(shí)驗(yàn)應(yīng)寫成“探究”。 探究性實(shí)驗(yàn)的題目中的格式一般為“探究自變量對因變量的影響” 【例1】在用生長素促進(jìn)某植物枝條生根

2、的過程中,發(fā)現(xiàn)枝條生根情況不一,分析其原因,認(rèn)為可能與生長素的濃度有關(guān)。請據(jù)此擬定一個(gè)相關(guān)研究的課題,要求寫出課題名稱及相關(guān)研究中的觀察指標(biāo)和影響這一指標(biāo)的因素。 解析:顯然可以確定生長素的濃度為自變量,枝條生根情況為因變量。 答案:探究生長素濃度對該植物枝條生根的影響觀察指標(biāo):生根數(shù)量(或長度)影響這一指標(biāo)的因素:生長素濃度。 2實(shí)驗(yàn)結(jié)論 實(shí)驗(yàn)結(jié)論是由實(shí)驗(yàn)結(jié)果推出自變量和因變量之間的關(guān)系 【例2】為了驗(yàn)證“植物主莖頂芽產(chǎn)生的生長素能夠抑制側(cè)芽生長”,某同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn): 選取健壯、生長狀態(tài)一致的幼小植株,分為甲、乙、丙、丁4組,甲組植株不做任何處理,其他三組植株均切除頂芽。然后乙組植株切口

3、不做處理;丙組植株切口處放置不含生長素的瓊脂塊;丁組植株切口處放置含有適宜濃度生長素的瓊脂塊。 將上述4組植株置于相同的適宜條件下培養(yǎng)。 回答下列問題: (1)各組植株側(cè)芽的預(yù)期生長情況分別為:甲組_;乙組_;丙組_;丁組_。 (2)比較甲組與乙組的預(yù)期結(jié)果,能夠說明_。 (3)比較乙組和丙組的預(yù)期結(jié)果,能夠說明_。 (4)比較丙組和丁組的預(yù)期結(jié)果,能夠說明_。 (5)頂芽產(chǎn)生的生長素抑制側(cè)芽生長的原因是_。 解析:如甲組和乙組之間的自變量是頂芽是否存在,因變量是側(cè)芽是否受抑制,所以結(jié)論應(yīng)該為頂芽可以抑制側(cè)芽的生長。同理可以分析出乙組和丙組及丙組和丁組的結(jié)論。 答案:(1)生長受抑制 生長 生

4、長 生長受抑制 (2)頂芽生長抑制側(cè)芽的生長 (3)瓊脂塊對側(cè)芽生長沒有影響 (4)對側(cè)芽生長起抑制作用的是生長素 (5)頂芽產(chǎn)生的生長素向下運(yùn)輸、在側(cè)芽處積累較多,側(cè)芽對生長素濃度比較敏感,使側(cè)芽生長受到抑制 3實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是指實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的大致過程,通常包括如何控制自變量,怎樣控制無關(guān)變量,怎樣檢測因變量等。在寫實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路時(shí)要“上看實(shí)驗(yàn)器具,下看實(shí)驗(yàn)步驟”。 值得提醒的是,有些實(shí)驗(yàn)思路中僅寫3種變量的控制是不完善的,還要具體考慮題目的信息。總之,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路可以看成是實(shí)驗(yàn)步驟的濃縮。 4實(shí)驗(yàn)假設(shè) 實(shí)驗(yàn)假設(shè)是指在探究性實(shí)驗(yàn)中對所要研究的問題提出的一種解釋 例題:探究生長素是否具有

5、延緩葉片衰老的作用。 實(shí)驗(yàn)假設(shè)就是:生長素具有延緩葉片衰老的作用(或生長素不具有延緩葉片衰老作用)。 5實(shí)驗(yàn)原理 是整個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)的依據(jù),支持自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)的科學(xué)依據(jù)。也就是正因?yàn)樵摽茖W(xué)依據(jù)的存在才能導(dǎo)致設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)結(jié)果。 【例3】為了驗(yàn)證胰島素具有降低血糖的作用,以小鼠活動(dòng)狀況為觀察指標(biāo)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。 某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案如下: 將正常小鼠隨機(jī)分成A、B兩組,觀察并記錄其活動(dòng)狀況。 A組小鼠注射適量胰島素溶液,B組注射等量生理鹽水。 一段時(shí)間后,A組小鼠會(huì)出現(xiàn)四肢無力,活動(dòng)減少,甚至昏迷等低血糖癥狀,B組活動(dòng)狀況無變化。 A組小鼠出現(xiàn)低血糖癥狀后,分別給A、B兩組小鼠注射等量葡萄糖溶液。一

6、段時(shí)間后,A組小鼠低血糖癥狀緩解,B組活動(dòng)狀況無變化。 該實(shí)驗(yàn)方案可以說明胰島素具有降低血糖的作用。 請回答: (1)該實(shí)驗(yàn)原理是什么? (2)分析小鼠注射胰島素溶液后出現(xiàn)低血糖癥狀的原因。 (3)胰島素在血糖平衡調(diào)節(jié)中的作用是什么? 6結(jié)果分析 6.1驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析是指解釋該實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)的原因 【例4】為了驗(yàn)證葉片在光合作用和呼吸作用過程中有氣體的產(chǎn)生和消耗,請用所提供的實(shí)驗(yàn)材料與用具,在給出的實(shí)驗(yàn)步驟和預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)和預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并對你的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行分析。 實(shí)驗(yàn)材料與用具:煙草幼苗、試管兩支、NaHCO3稀溶液(為光合作用提供原料)、真空泵、暗培養(yǎng)箱、

7、日光燈(實(shí)驗(yàn)過程中光照和溫度等條件適宜,空氣中O2和CO2在水中的溶解量及無氧呼吸忽略不計(jì))。 實(shí)驗(yàn)步驟和預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果: (1)剪取兩小塊相同的煙草葉片,分別放入盛有等量蒸餾水和NaHCO3稀溶液的兩支試管中。此時(shí),葉片均浮在水面。 (2)用真空泵抽去兩支試管內(nèi)液體中和葉肉細(xì)胞間隙中的氣體后,敞開試管口,可觀察到葉片均下沉到試管底部。 (3)_。 分析預(yù)測結(jié)果:_。 分析預(yù)測的結(jié)果:_。 (1)光照下,NaHCO3稀溶液中的葉片進(jìn)行光合作用,釋放出來的氧氣多于消耗的氧氣,葉肉細(xì)胞間隙的氧氣增加,葉片上浮。而蒸餾水中缺乏二氧化碳和氧氣,葉片不能進(jìn)行光合作用和呼吸作用,葉肉細(xì)胞間隙缺乏氣體,因此葉

8、片仍位于試管底部。 (2)黑暗中,NaHCO3稀溶液中的葉片呼吸作用,消耗了葉肉細(xì)胞間隙中的氧氣,放出二氧化碳溶于NaHCO3稀溶液中,葉肉細(xì)胞間隙缺乏氣體,葉片下沉。蒸餾水中缺乏氧氣,葉片不能進(jìn)行呼吸作用,葉肉細(xì)胞間隙仍缺乏氣體,因此葉片仍位于試管底部。 6.2探究性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析是指若則進(jìn)行多種情況的的討論 那么作為一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)的多種結(jié)果的討論究竟討論幾種情況才最合適,教師可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的假設(shè)情況進(jìn)行討論。有幾種假設(shè)就可以預(yù)測出幾種相應(yīng)的結(jié)果和結(jié)論。          【例5】探究性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析 下圖是一種可

9、以測定呼吸速率的密閉系統(tǒng)裝置 (1)關(guān)閉活塞,在適宜溫度下,30 min后讀取有 色液滴向_(左佑)移動(dòng)的距離 (2)為了使測得的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確,必須進(jìn)行矯正。矯正裝置的容器和小瓶中應(yīng)分別放入 (3)生活中發(fā)現(xiàn),受到損傷的櫻桃易爛。有人推測易爛與機(jī)械損傷引起櫻桃呼吸速率升高有關(guān)。請結(jié)合測定呼吸速率實(shí)驗(yàn)裝置,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究機(jī)械損傷對櫻桃呼吸速率的影響。 實(shí)驗(yàn)假設(shè) 實(shí)驗(yàn)步驟_。 第一步:按裝置圖中所示進(jìn)行操作,30分鐘后,記錄有色液滴移動(dòng)距離a。 第二步:_。 第三步:_。 結(jié)果分析:_。 解析:該實(shí)驗(yàn)的可能會(huì)出現(xiàn)的假設(shè) 一定程度的機(jī)械損傷對櫻桃的呼吸速率無影響 一定程度的機(jī)械損傷對櫻桃的呼吸速率有促進(jìn)

10、性影響 一定程度的機(jī)械損傷對櫻桃的呼吸速率有抑制性影響。 因?yàn)榭梢猿霈F(xiàn)三種實(shí)驗(yàn)假設(shè)所以就會(huì)預(yù)測出三種相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論,所以該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析應(yīng)該分析三種情況。 答案: (I)左 (2)等量的消毒死的櫻桃:等量的20%NaOH 5 mL (3)機(jī)械損傷會(huì)引起櫻桃的呼吸速率升高/機(jī)械損傷和櫻桃的呼吸速率無關(guān)/機(jī)械損會(huì)使櫻桃的呼吸速率降低。(書寫任意一種情況) 第二步:將裝置中的櫻桃進(jìn)行機(jī)械損傷,放入該裝置,30min后記錄有色液滴的移動(dòng)距離為b。 第三步:比較a,b的大小。 結(jié)果及結(jié)論:如果a=b;則無影響。 如果ab;則抑制。 如果a<B;則升高。 8寫操作步驟 實(shí)驗(yàn)操作的表述從形式上看,應(yīng)分步、分組。分組時(shí)要標(biāo)號,同時(shí)注意單因子變量原則。分步原則上是三步:第一步實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備(選材料分組編號),第二步實(shí)驗(yàn)進(jìn)行(交代自變量是怎樣控制的),第三步實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察及記錄(交代因變量是怎樣測定的)。三步中要時(shí)刻交代清無關(guān)變量時(shí)怎樣控制均衡的。