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科學(xué)掌握三個(gè)“四”,輕松應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題
資源天下 2012/12/10 20:04:01
摘要 在生物高考中，有一類(lèi)題型常常讓學(xué)生感到困惑，那就是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題。筆者對(duì)這個(gè)問(wèn)題一直比較關(guān)注，在教學(xué)實(shí)踐中慢慢地積累了一些想法和做法，現(xiàn)在寫(xiě)出來(lái)，與大家商榷。
關(guān)鍵詞 四原則 四分析 四步驟 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題
有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明：2008年江蘇生物高考中實(shí)驗(yàn)題的分值占試卷總分的24.2﹪（另一說(shuō)法是占29.2﹪，如果把選做題的A題也一并統(tǒng)計(jì)的話(huà)），較以往該內(nèi)容所占分值比例大大提高；并且在實(shí)驗(yàn)考查中一方面加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生所學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的、原理、方法和操作步驟的考查；另一方面更是對(duì)“具備初步探究一些生物學(xué)問(wèn)題、恰當(dāng)評(píng)價(jià)和完善實(shí)驗(yàn)方案的能力”這一c等級(jí)實(shí)驗(yàn)考查要求進(jìn)行了重點(diǎn)考查。由此可見(jiàn)，新高考非常注重對(duì)學(xué)生的科學(xué)探究能力的考查，非常注重對(duì)學(xué)生在探究過(guò)程中所體現(xiàn)出的科學(xué)方法以及科學(xué)過(guò)程的考查。因此我們?cè)谄綍r(shí)的教學(xué)中要對(duì)這部分內(nèi)容加以關(guān)注并進(jìn)行有效訓(xùn)練，特別是其中c等級(jí)實(shí)驗(yàn)考查的難度要求和能力要求比較高，這類(lèi)考查常常以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的形式出現(xiàn)，學(xué)生在解決這類(lèi)問(wèn)題時(shí)常常感到比較困難。如何規(guī)范、準(zhǔn)確和有效地解答這類(lèi)試題呢？筆者認(rèn)為不妨從以下三個(gè)“四”來(lái)著手考慮：
1 四原則
1.1 科學(xué)性原則 所謂科學(xué)性原則是指實(shí)驗(yàn)的原理要符合科學(xué)，必須是經(jīng)前人總結(jié)或經(jīng)科學(xué)檢驗(yàn)得出的科學(xué)理論；實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)期要有充分的科學(xué)依據(jù)；實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)都不能偏離生物學(xué)的基本知識(shí)、基本原理以及與之有關(guān)的其他學(xué)科的基本原理。具體體現(xiàn)在：實(shí)驗(yàn)原理的科學(xué)性，選擇恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，有科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)方法以及科學(xué)、合理地處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
1.2 對(duì)照原則 對(duì)照原則是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中最常用的原則。指的是在實(shí)驗(yàn)中需設(shè)置對(duì)照組，與實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行對(duì)比，即可排除無(wú)關(guān)變量的影響，又可增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度和說(shuō)服力，凸顯自變量作用的唯一性。按內(nèi)容和形式上的不同，通常有以下幾種對(duì)照方式：
1.2.1 空白對(duì)照：就是不給對(duì)照組施加實(shí)驗(yàn)因素，而根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕o予實(shí)驗(yàn)組某些實(shí)驗(yàn)因素。例如“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)中的1號(hào)試管。
1.2.2 自身對(duì)照：是指實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組在同一研究對(duì)象上進(jìn)行。例如，“觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原”、“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化”實(shí)驗(yàn)。
1.2.3 條件對(duì)照：給實(shí)驗(yàn)組某些要研究的實(shí)驗(yàn)因素，而給對(duì)照組一個(gè)非實(shí)驗(yàn)研究因素。例如“驗(yàn)證甲狀腺激素促進(jìn)幼小動(dòng)物發(fā)育”實(shí)驗(yàn)中，飼喂甲狀腺抑制劑的那組即為條件對(duì)照組。
1.2.4 相互對(duì)照：指不另設(shè)對(duì)照組，而是利用幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組相互對(duì)照。例如“探究玉米根的生長(zhǎng)方向與地心引力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中不同方向放置的玉米種子之間的對(duì)照。
1.3 單一變量原則 指在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中只能確定一個(gè)變量為自變量，而其它一切影響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或結(jié)果的因素或條件稱(chēng)為無(wú)關(guān)變量。實(shí)驗(yàn)中要盡可能避免無(wú)關(guān)變量的干擾，可將實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組中無(wú)關(guān)變量控制在相同且適宜的條件下。只有這樣，當(dāng)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組出現(xiàn)不同結(jié)果時(shí)，才能確定原因肯定是自變量造成的。
1.4 可行性原則 是指所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)的實(shí)施具有可操作性。
2 四分析
2.1 分析實(shí)驗(yàn)類(lèi)型 分析實(shí)驗(yàn)類(lèi)型是探究性還是驗(yàn)證性，這將直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論的敘述與表達(dá)。如果是探究性實(shí)驗(yàn)，則結(jié)果和結(jié)論有多種可能；如果是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果和結(jié)論就是一種，并且結(jié)論與實(shí)驗(yàn)命題一致。
2.2 分析實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)原理是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的根據(jù)和出發(fā)點(diǎn)。有些題目的實(shí)驗(yàn)原理是題目中現(xiàn)成的，有些題目的實(shí)驗(yàn)原理是隱含的，題中未給出，是教材上的知識(shí)點(diǎn)。明確實(shí)驗(yàn)原理可以幫助理清實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，合理安排實(shí)驗(yàn)步驟，正確分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論。
2.3 分析實(shí)驗(yàn)材料 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路的構(gòu)建、實(shí)驗(yàn)步驟的敘述和表達(dá)都同實(shí)驗(yàn)儀器、試劑和材料的作用密切相關(guān)。例如對(duì)自變量的處理就要受實(shí)驗(yàn)材料的影響，實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)置原則上都要用到所給的試劑和儀器，學(xué)生不能隨便遺漏任何試劑和儀器。一般的，如果在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中，有些實(shí)驗(yàn)儀器或?qū)嶒?yàn)藥品還沒(méi)有用上，則說(shuō)明實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路有問(wèn)題。因此要仔細(xì)分析每個(gè)儀器、試劑、材料的用途，安排它們?cè)趯?shí)驗(yàn)中的正確位置，確定最后的實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)步驟。
2.4 分析變量
2.4.1 確定自變量。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定并控制好自變量是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵因素。確定的方法是：要驗(yàn)證什么？要證明什么？要探究什么？什么就是自變量。例如“探究溫度對(duì)唾液淀粉酶水解淀粉的影響”實(shí)驗(yàn)，自變量就是溫度，可設(shè)計(jì)為低溫（冰塊）、適溫（37度）、高溫（沸水�。�。
2.4.2 控制無(wú)關(guān)變量。要觀察自變量所產(chǎn)生的效果，就要對(duì)無(wú)關(guān)變量進(jìn)行控制。主要有以下幾方面：（未完，下一頁(yè)）
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