摘 要：新課程的高考對(duì)實(shí)驗(yàn)考查非常廣泛，本文重點(diǎn)探討拓展性實(shí)驗(yàn)的解析，摒棄一般思路，從實(shí)驗(yàn)的自變量出發(fā)找到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的突破口。
關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 自變量
生物是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，在高考中，一直是考查的重點(diǎn)內(nèi)容。在新課程的高考中，這一重點(diǎn)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(gè)層次：課本實(shí)驗(yàn)和拓展性實(shí)驗(yàn)，。
拓展性實(shí)驗(yàn)尤以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為難點(diǎn)，能力要求非常高，學(xué)生往往感到困難，高考試題一般有三種類型：全程設(shè)計(jì)、補(bǔ)充設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)改錯(cuò)，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(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?3)分析實(shí)驗(yàn)原理→(4)確定實(shí)驗(yàn)思路→(5)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟→(6)預(yù)期結(jié)果與分析。[1]
這是常規(guī)思路，而筆者認(rèn)為如此劃分對(duì)學(xué)生而言是非常生澀的，操作性不強(qiáng)，尤其第三步分析實(shí)驗(yàn)原理很困難，對(duì)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)明確目的，找出自變量，才是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟的關(guān)鍵。比如：探究不同光照強(qiáng)度對(duì)植物光合作用的影響。明確探究實(shí)驗(yàn)，結(jié)果與結(jié)論不唯一；唯一變量是不同光照強(qiáng)度，所以應(yīng)當(dāng)設(shè)置光照梯度，多組相互對(duì)比（為更嚴(yán)謹(jǐn)，往往還需設(shè)置空白對(duì)照──無(wú)光狀態(tài)）；確定因變量，找出研究對(duì)象，因變量是光合作用強(qiáng)度，測(cè)定方式多樣，可以是單位時(shí)間的O2釋放量、CO2 吸收量、有機(jī)物積累量等，這樣思路基本形成。具體以下列幾個(gè)例題分析、說(shuō)明。
[例1]（2011·四川成都三診30-II（2））
實(shí)驗(yàn)二：日本9．0級(jí)大地震導(dǎo)致日本福島第一核電站發(fā)生核泄漏以后，曾在我國(guó)一些地區(qū)引發(fā)搶購(gòu)加碘鹽的鬧劇。某科研小組為了探究加碘鹽中的碘針對(duì)“碘—131”誘發(fā)的癌變是否有預(yù)防作用，設(shè)計(jì)了如下表所示的實(shí)驗(yàn)方案。
操作步驟
實(shí)驗(yàn)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(shí)間后，觀察并比較甲、乙兩組小鼠甲狀腺是否癌變。
①乙組實(shí)驗(yàn)步驟2的處理是 。
②專家指出該試驗(yàn)還應(yīng)增設(shè)一個(gè)對(duì)照組才更有說(shuō)服力，請(qǐng)寫(xiě)出該對(duì)照組的簡(jiǎn)要設(shè)置方案： 。
【解析】
（1）明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康末ぉぬ骄考拥恹}中的碘針對(duì)“碘—131”誘發(fā)的癌變是否有預(yù)防作用。明確實(shí)驗(yàn)究竟要解決什么問(wèn)題。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，我們可以獲得以下信息：①明確為探究實(shí)驗(yàn)，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論不唯一；②題干提供表格，明確表頭，已有提示分為了兩個(gè)組進(jìn)行對(duì)比。
（2）找出自變量。這一步尤為重要，是梳理實(shí)驗(yàn)思路的基礎(chǔ)。根據(jù)目的，找出“碘鹽中有無(wú)碘”這個(gè)自變量不難，所以我們至少設(shè)置兩個(gè)組以便相互對(duì)照。
（3）梳理實(shí)驗(yàn)思路，探究碘對(duì)“碘—131”誘發(fā)的癌變是否有預(yù)防作用，落腳預(yù)防，所以對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物處理，應(yīng)先做實(shí)驗(yàn)變量（有無(wú)碘）處理，再加入“碘-131”的影響，觀察是否有癌變。
（4）設(shè)計(jì)步驟。有了思路，如何落實(shí)在語(yǔ)言描述上，這也是一個(gè)難點(diǎn)。必須注意以下幾個(gè)重要原則：?jiǎn)我蛔兞浚ㄖ挥凶宰兞繀^(qū)別）原則，控制好無(wú)關(guān)變量，其他條件設(shè)置為“相同且適宜”；等量原則；對(duì)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(shí)驗(yàn)步驟2的處理是：普通飼料+等量的鹽（或無(wú)碘的鹽）。
這里學(xué)生易漏掉“等量”，描述也可能描述成無(wú)碘鹽，那么實(shí)驗(yàn)變量則變?yōu)椤坝袩o(wú)碘鹽”，而非“碘鹽中有無(wú)碘”。這些漏洞本質(zhì)都是對(duì)實(shí)驗(yàn)變量和原則拿捏不準(zhǔn)導(dǎo)致。
②專家指出該試驗(yàn)還應(yīng)增設(shè)一個(gè)對(duì)照組才更有說(shuō)服力，請(qǐng)寫(xiě)出該對(duì)照組的簡(jiǎn)要設(shè)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(diǎn)，但只要明確的對(duì)照組的本質(zhì)，這個(gè)問(wèn)題就迎刃而解了。對(duì)照分為三種：自身對(duì)照、相互對(duì)照、空白對(duì)照，此處為空白對(duì)照，唯一作用就是排除實(shí)驗(yàn)變量的干擾，完全為正常生長(zhǎng)組，目的也是排除“碘-131”以外的其他致癌因子對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)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(qǐng)根據(jù)以下提供的實(shí)驗(yàn)材料，完善生物制劑W對(duì)動(dòng)物不同細(xì)胞的分裂具有促進(jìn)作用的實(shí)驗(yàn)思路，并預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
實(shí)驗(yàn)材料：培養(yǎng)液、正常體細(xì)胞、癌細(xì)胞、W、胰蛋白酶。
（要求與說(shuō)明：答題時(shí)不考慮加入W后的體積變化等誤差。提供的細(xì)胞均具有分裂能力，只進(jìn)行原代培養(yǎng)且培養(yǎng)條件適宜）
（1）實(shí)驗(yàn)思路：
①取培養(yǎng)瓶若干個(gè)，分組如下：______________________________________。每組設(shè)置若干個(gè)重復(fù)樣品。
②各組樣品在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一段合適的時(shí)間后，各取其中的幾個(gè)樣品，加入_____________，搖勻，在顯微鏡下用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板分別計(jì)數(shù)并記錄細(xì)胞數(shù)。
③重復(fù)②若干次。
④_________________________________________。
（2）預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果（用坐標(biāo)系和細(xì)胞數(shù)變化曲線示意圖表示）：
【解析】
（1）實(shí)驗(yàn)思路：
1、明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康末ぉね晟粕镏苿￤對(duì)動(dòng)物不同細(xì)胞的分裂具有促進(jìn)作用的實(shí)驗(yàn)思路。明確實(shí)驗(yàn)究竟要解決什么問(wèn)題。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，明確為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，明確生物制劑W對(duì)細(xì)胞的分裂為促進(jìn)作用。
2、找出自變量──“是否加入生物制劑W”和“不同細(xì)胞”，根據(jù)實(shí)驗(yàn)材料，明確該實(shí)驗(yàn)研究W制劑對(duì)體細(xì)胞和癌細(xì)胞的作用。設(shè)置四個(gè)個(gè)組相互對(duì)比。
（2）預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果（用坐標(biāo)系和細(xì)胞數(shù)變化曲線示意圖表示）：
繪制曲線時(shí)，應(yīng)注意橫縱坐標(biāo)及各組合的最終高度。
明確要求與說(shuō)明：提供的細(xì)胞均具有分裂能力，只進(jìn)行原代培養(yǎng)且培養(yǎng)條件適宜，用培養(yǎng)瓶培養(yǎng)生長(zhǎng)曲線成S型增長(zhǎng)。另外4個(gè)組哪個(gè)細(xì)胞數(shù)量多、生長(zhǎng)迅速呢？實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹忻鞔_W是促進(jìn)劑，而癌細(xì)胞比正常細(xì)胞生長(zhǎng)更迅速，這是基本知識(shí)。
【答案】（1）①A組：培養(yǎng)液中加入體細(xì)胞。 B組：培養(yǎng)液中加入等量體細(xì)胞，加入W。
C組：培養(yǎng)液中加入癌細(xì)胞。D組：培養(yǎng)液中加入等量癌細(xì)胞，加入W。
②胰蛋白酶
④統(tǒng)計(jì)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(shí)并不構(gòu)成解題的障礙，試題考查的重點(diǎn)在于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、分析的思想、方法與相關(guān)的技術(shù)以及分析解決問(wèn)題的能力。而自變量的明確，正是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的突破口。
參考文獻(xiàn)：
[1] 林祖榮．高考實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題例析．《中學(xué)生理科應(yīng)試》，2000年第12期
本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/184779.html
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