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《江苏省高考考试说明》明确指出:考查学生的生物学基本素养和实验能力,注重科学探究能力、科学过程与方法的考查。高考实验设计题比重在逐年加大,高考知识趋向可以用实验形式考查则不用其他形式。但是很多考生拿到实验题无从下手,因此高考实验题得分率很低。其实实验设计题并不是无章可循,本文以2010年高考浙江卷第29题为例,构建解题基本模式。
2010年高考浙江卷第29题:
II.(12分)为研究兔红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化,请根据以下提供的实验材料与用具,写出实验思路,设计记录实验结果及原因分析的表格,并填入相应内容。
材料与用具:兔红细胞稀释液、质量分数为1.5%的NaCl溶液、蒸馏水、试管、显微镜等。(要求:答题时对NaCl溶液的具体配制、待观察装片的具体制作不作要求)
(1)实验思路:①……
(2)设计一张表格,并将预期实验结果及原因分析填入该表中。
一、审题
1.明确实验类型。
阅读考题要求,弄清该实验是验证性实验还是探究性实验。
此题为探究性实验。
2.明确实验原理。
可以从题干中获得实验原理,如果不能直接得到,就要联想课本的相关知识。
此题实验原理是:生物膜具有选择透过性。动物细胞的细胞内液的浓度为0.9%,在浓度低于0.9%的NaCl溶液中会吸水膨胀,在浓度高于0.9%的NaCl溶液中会失水皱缩,且浓度差越大现象越明显,但是过一段时间形态会恢复,因为离子会进入细胞。在清水中,细胞会因吸水过多而涨破。
3.明确实验变量。
实验变量一般可以从实验目的中直接得到。此题自变量是:不同浓度的NaCl溶液。
二、解题
1.实验材料准备,分组,编号。
(1)实验材料准备
选取考题中所给的适合本实验的材料,此题还要配置具有浓度梯度的溶液,用1.5%的NaCl溶液和蒸馏水,配制出NaCl质量分数为0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%的溶液。
(2)分组
至少分成实验组和对照组,如果实验组有浓度梯度,至少分三组。
(3)编号
可以针对实验器具,也可以针对实验材料,一般不宜连续描述。
如此题:取6片载玻片,分别标记为1—6号。
2.变量处理。
(1)自变量
指实验中由实验者所操纵的因素或条件。大多数实验自变量是一个,有的考题自变量有两个,考生要正确设定自变量,一般来说实验组和对照组划分就是对自变量的处理,实验组接受自变量的处理,对照组不接受。此题自变量是:不同浓度的NaCl溶液。
(2)因变量
指实验中由于自变量而引起的变化和结果。它和自变量是因果关系,实验的目的在于获得和解释这种前因后果。做题时考生要思考出对于因变量的测定,也就是实验观察指标。此题因变量是:细胞的形态变化。
(3)无关变量
指实验中除自变量外,可能还会存在一些可变因素,对实验结果造成影响,这些变量称为无关变量。要控制好无关变量,具体有以下几方面:①所用生物材料的种类、数量、质量、来源和生理状况等方面要尽量相同或至少大致相同,而且适量。②所用实验试剂的成分、体积等都要相同,尤其要注意体积等量且适量的问题。③所用处理方法和时间要相同:搅拌或振荡方向和时间都要一致。此题无关变量包括:红细胞稀释液的量,载玻片清洁程度,反应的温度,pH值,时间,等等。
3.观察与记录。
根据题意,简单说明观察时间或周期等;观察、记录一定要针对因变量(观察指标)进行,有必要的话要设计一些图形、表格或坐标曲线等来记录,有的还要说明一下对记录数据的初步处理方法,如求平均值等。
此题要制成临时装片持续观察红细胞的形态,并做好记录。设计一张表格,并将预期实验结果及原因分析填入该表中。
三、检查
1.检查实验器材。
一般情况下题目中所给的器材都有用,设计实验室一定要充分利用,而且要正确利用。除特殊说明外,不许额外添加实验器材。
2.检查实验原则。
是否遵循对照原则、单一变量原则、等量原则等。
3.检查语言表述。
语言文字表述是否用生物学术语,一定要避免口语俗语在答案中出现。例如:“死亡”不能说“死了”,“等量的”不宜说成“一样多”。
通过上述探索过程,学生就会掌握实验设计题的解题过程,自然就有了明确的解题思路,就能顺利应对各种实验设计题。
2010年高考浙江卷第29题:
II.(12分)为研究兔红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化,请根据以下提供的实验材料与用具,写出实验思路,设计记录实验结果及原因分析的表格,并填入相应内容。
材料与用具:兔红细胞稀释液、质量分数为1.5%的NaCl溶液、蒸馏水、试管、显微镜等。(要求:答题时对NaCl溶液的具体配制、待观察装片的具体制作不作要求)
(1)实验思路:①……
(2)设计一张表格,并将预期实验结果及原因分析填入该表中。
一、审题
1.明确实验类型。
阅读考题要求,弄清该实验是验证性实验还是探究性实验。
此题为探究性实验。
2.明确实验原理。
可以从题干中获得实验原理,如果不能直接得到,就要联想课本的相关知识。
此题实验原理是:生物膜具有选择透过性。动物细胞的细胞内液的浓度为0.9%,在浓度低于0.9%的NaCl溶液中会吸水膨胀,在浓度高于0.9%的NaCl溶液中会失水皱缩,且浓度差越大现象越明显,但是过一段时间形态会恢复,因为离子会进入细胞。在清水中,细胞会因吸水过多而涨破。
3.明确实验变量。
实验变量一般可以从实验目的中直接得到。此题自变量是:不同浓度的NaCl溶液。
二、解题
1.实验材料准备,分组,编号。
(1)实验材料准备
选取考题中所给的适合本实验的材料,此题还要配置具有浓度梯度的溶液,用1.5%的NaCl溶液和蒸馏水,配制出NaCl质量分数为0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%的溶液。
(2)分组
至少分成实验组和对照组,如果实验组有浓度梯度,至少分三组。
(3)编号
可以针对实验器具,也可以针对实验材料,一般不宜连续描述。
如此题:取6片载玻片,分别标记为1—6号。
2.变量处理。
(1)自变量
指实验中由实验者所操纵的因素或条件。大多数实验自变量是一个,有的考题自变量有两个,考生要正确设定自变量,一般来说实验组和对照组划分就是对自变量的处理,实验组接受自变量的处理,对照组不接受。此题自变量是:不同浓度的NaCl溶液。
(2)因变量
指实验中由于自变量而引起的变化和结果。它和自变量是因果关系,实验的目的在于获得和解释这种前因后果。做题时考生要思考出对于因变量的测定,也就是实验观察指标。此题因变量是:细胞的形态变化。
(3)无关变量
指实验中除自变量外,可能还会存在一些可变因素,对实验结果造成影响,这些变量称为无关变量。要控制好无关变量,具体有以下几方面:①所用生物材料的种类、数量、质量、来源和生理状况等方面要尽量相同或至少大致相同,而且适量。②所用实验试剂的成分、体积等都要相同,尤其要注意体积等量且适量的问题。③所用处理方法和时间要相同:搅拌或振荡方向和时间都要一致。此题无关变量包括:红细胞稀释液的量,载玻片清洁程度,反应的温度,pH值,时间,等等。
3.观察与记录。
根据题意,简单说明观察时间或周期等;观察、记录一定要针对因变量(观察指标)进行,有必要的话要设计一些图形、表格或坐标曲线等来记录,有的还要说明一下对记录数据的初步处理方法,如求平均值等。
此题要制成临时装片持续观察红细胞的形态,并做好记录。设计一张表格,并将预期实验结果及原因分析填入该表中。
三、检查
1.检查实验器材。
一般情况下题目中所给的器材都有用,设计实验室一定要充分利用,而且要正确利用。除特殊说明外,不许额外添加实验器材。
2.检查实验原则。
是否遵循对照原则、单一变量原则、等量原则等。
3.检查语言表述。
语言文字表述是否用生物学术语,一定要避免口语俗语在答案中出现。例如:“死亡”不能说“死了”,“等量的”不宜说成“一样多”。
通过上述探索过程,学生就会掌握实验设计题的解题过程,自然就有了明确的解题思路,就能顺利应对各种实验设计题。