摘 要：新課程的高考對實驗考查非常廣泛，本文重點探討拓展性實驗的解析，摒棄一般思路，從實驗的自變量出發(fā)找到實驗設計的突破口。
關鍵詞：實驗設計 自變量
生物是一門以實驗為基礎的科學，在高考中，一直是考查的重點內(nèi)容。在新課程的高考中，這一重點內(nèi)容考查更為廣泛，形式更為多樣化。在考查中，一般分為兩個層次：課本實驗和拓展性實驗，。
拓展性實驗尤以實驗設計為難點，能力要求非常高，學生往往感到困難，高考試題一般有三種類型：全程設計、補充設計、設計改錯，而近幾年的高考，前兩種題型出現(xiàn)的次數(shù)較多。一般，我們可以將其分為以下幾步：
(1)了解題目要求→(2)明確實驗目的→(3)分析實驗原理→(4)確定實驗思路→(5)設計實驗步驟→(6)預期結果與分析。[1]
這是常規(guī)思路，而筆者認為如此劃分對學生而言是非常生澀的，操作性不強，尤其第三步分析實驗原理很困難，對于實驗設計明確目的，找出自變量，才是設計實驗步驟的關鍵。比如：探究不同光照強度對植物光合作用的影響。明確探究實驗，結果與結論不唯一；唯一變量是不同光照強度，所以應當設置光照梯度，多組相互對比（為更嚴謹，往往還需設置空白對照──無光狀態(tài)）；確定因變量，找出研究對象，因變量是光合作用強度，測定方式多樣，可以是單位時間的O2釋放量、CO2 吸收量、有機物積累量等，這樣思路基本形成。具體以下列幾個例題分析、說明。
[例1]（2011·四川成都三診30-II（2））
實驗二：日本9．0級大地震導致日本福島第一核電站發(fā)生核泄漏以后，曾在我國一些地區(qū)引發(fā)搶購加碘鹽的鬧劇。某科研小組為了探究加碘鹽中的碘針對“碘—131”誘發(fā)的癌變是否有預防作用，設計了如下表所示的實驗方案。
操作步驟
實驗組別
甲
乙
1
普通飼料飼喂
普通飼料飼喂
2
普通飼料+加碘鹽
？
3
普通飼料+碘—131制劑
普通飼料+碘—131制劑
4
在相同且適宜的條件下飼養(yǎng)一段時間后，觀察并比較甲、乙兩組小鼠甲狀腺是否癌變。
①乙組實驗步驟2的處理是 。
②專家指出該試驗還應增設一個對照組才更有說服力，請寫出該對照組的簡要設置方案： 。
【解析】
（1）明確實驗目的──探究加碘鹽中的碘針對“碘—131”誘發(fā)的癌變是否有預防作用。明確實驗究竟要解決什么問題。根據(jù)實驗目的，我們可以獲得以下信息：①明確為探究實驗，所以實驗結果和結論不唯一；②題干提供表格，明確表頭，已有提示分為了兩個組進行對比。
（2）找出自變量。這一步尤為重要，是梳理實驗思路的基礎。根據(jù)目的，找出“碘鹽中有無碘”這個自變量不難，所以我們至少設置兩個組以便相互對照。
（3）梳理實驗思路，探究碘對“碘—131”誘發(fā)的癌變是否有預防作用，落腳預防，所以對實驗動物處理，應先做實驗變量（有無碘）處理，再加入“碘-131”的影響，觀察是否有癌變。
（4）設計步驟。有了思路，如何落實在語言描述上，這也是一個難點。必須注意以下幾個重要原則：單一變量（只有自變量區(qū)別）原則，控制好無關變量，其他條件設置為“相同且適宜”；等量原則；對照原則等，這些原則在我們的描述中盡量有所體現(xiàn)。
①乙組實驗步驟2的處理是：普通飼料+等量的鹽（或無碘的鹽）。
這里學生易漏掉“等量”，描述也可能描述成無碘鹽，那么實驗變量則變?yōu)椤坝袩o碘鹽”，而非“碘鹽中有無碘”。這些漏洞本質(zhì)都是對實驗變量和原則拿捏不準導致。
②專家指出該試驗還應增設一個對照組才更有說服力，請寫出該對照組的簡要設置方案：將乙組步驟3的“碘-131”制劑去掉，其余步驟與乙組相同。
這是本題的難點，但只要明確的對照組的本質(zhì)，這個問題就迎刃而解了。對照分為三種：自身對照、相互對照、空白對照，此處為空白對照，唯一作用就是排除實驗變量的干擾，完全為正常生長組，目的也是排除“碘-131”以外的其他致癌因子對實驗結果的影響。所以該組每步都只需飼喂等量的普通飼料，其他培養(yǎng)條件相同且適宜即可。
[例2]（2012·浙江理綜31）
請根據(jù)以下提供的實驗材料，完善生物制劑W對動物不同細胞的分裂具有促進作用的實驗思路，并預測實驗結果。
實驗材料：培養(yǎng)液、正常體細胞、癌細胞、W、胰蛋白酶。
（要求與說明：答題時不考慮加入W后的體積變化等誤差。提供的細胞均具有分裂能力，只進行原代培養(yǎng)且培養(yǎng)條件適宜）
（1）實驗思路：
①取培養(yǎng)瓶若干個，分組如下：______________________________________。每組設置若干個重復樣品。
②各組樣品在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一段合適的時間后，各取其中的幾個樣品，加入_____________，搖勻，在顯微鏡下用血細胞計數(shù)板分別計數(shù)并記錄細胞數(shù)。
③重復②若干次。
④_________________________________________。
（2）預測實驗結果（用坐標系和細胞數(shù)變化曲線示意圖表示）：
【解析】
（1）實驗思路：
1、明確實驗目的──完善生物制劑W對動物不同細胞的分裂具有促進作用的實驗思路。明確實驗究竟要解決什么問題。根據(jù)實驗目的，明確為驗證實驗，明確生物制劑W對細胞的分裂為促進作用。
2、找出自變量──“是否加入生物制劑W”和“不同細胞”，根據(jù)實驗材料，明確該實驗研究W制劑對體細胞和癌細胞的作用。設置四個個組相互對比。
（2）預測實驗結果（用坐標系和細胞數(shù)變化曲線示意圖表示）：
繪制曲線時，應注意橫縱坐標及各組合的最終高度。
明確要求與說明：提供的細胞均具有分裂能力，只進行原代培養(yǎng)且培養(yǎng)條件適宜，用培養(yǎng)瓶培養(yǎng)生長曲線成S型增長。另外4個組哪個細胞數(shù)量多、生長迅速呢？實驗目的中明確W是促進劑，而癌細胞比正常細胞生長更迅速，這是基本知識。
【答案】（1）①A組：培養(yǎng)液中加入體細胞。 B組：培養(yǎng)液中加入等量體細胞，加入W。
C組：培養(yǎng)液中加入癌細胞。D組：培養(yǎng)液中加入等量癌細胞，加入W。
②胰蛋白酶
④統(tǒng)計并分析所得數(shù)據(jù)。
（2）
從上面的幾例我們可以看出，試題涉及的知識并不構成解題的障礙，試題考查的重點在于實驗設計、分析的思想、方法與相關的技術以及分析解決問題的能力。而自變量的明確，正是實驗設計的突破口。
參考文獻：
[1] 林祖榮．高考實驗設計題例析．《中學生理科應試》，2000年第12期
本文來自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/184779.html
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