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【摘 要】生物实验设计题在高考试卷中占据越来越重要的地位，而实验设计一直是学生面临考试时的难题，本文对如何解答实验设计及其注意点这个环节做简要分析。
【关键词】实验设计；生物；解答；注意点
在新的普通高中《生物课程标准》和生物高考《考试大纲》的能力要求中明确规定：发展学生的探究能力，具有对一些生物学问题初步探究的能力，包括确认变量、做出假设和预期、设计可行的研究方案、处理和解释数据、根据数据做出合理的判断等。生物实验设计题在高考试卷中占据越来越重要的地位，而这其中的实验设计对考生来讲恐怕是最难的，学生在解答这类题目时也常常心存畏惧，频频出错。本文对如何解答实验设计及其注意点这个环节做简要分析。
一、实验设计“六要素”
1.细心审题
认真研究实验课题，找出其中的实验变量和反应变量，理解题目中已知条件所隐含的意义、实验目的、实验原理及实验要求的基本条件。确定实验的类型（验证型或探究型）和组数并作出假设。假设实际上是对所提出的问题所作出的参考答案。在检测假设之间，常常先提出实验的预期结果，如果符合事实则假设成立；如果预期没有实现，则假设不成立。一般来说假设的形成可分为两步：首先依据发现的事实材料或已知的科学原理，通过发散性思维，提出涵盖各种可能的初步假定；之后，依据假定进行推理、排除并综合分析，得出具体的假定性结论。例如：“洋葱根尖细胞中是否含有脂肪”，其假说是：“洋葱根尖细胞中含有脂肪”，假定性结论是“洋葱根尖细胞中含有脂肪，被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色；洋葱根尖细胞中不含有脂肪，不被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色”。
2.原理分析
实验原理即实验所依据的科学道理，涉及生物学及相关学科中的许多方法和原理。要结合课本所学的知识，并充分利用题中给出的实验条件来确定实验原理。
3.材料分析
充分利用所给器材和试剂，构思实验变量的控制方法和实验结果的捕获方法。—般情况下，题目中所指定的器材、试剂，任何一种都应在实验的相关步骤中出现，避免遗漏或自行增加某种器材或试剂。精心策划实验方法、严格设计实验过程、合理设置对照或变量，并引入科学的测量方法。某些开放性的试题要求根据实验目的，自主选择实验材料和用具，原则上，不要少用也不要多用。例如：“洋葱根尖细胞中是否含有脂肪”这道题目，实验材料是：苏丹Ⅲ染液，体积分数为50%的酒精，蒸馏水，新鲜洋葱根尖，_______________________，刀片、镊子，滴管等；显然，要观察脂肪和苏丹Ⅲ染液染成的橘黄色要用到显微镜，且要制成临时装片，要载玻片和盖玻片。
4.变量分析
首先要获取实验中的变量，也就是题目中唯一变化的量，将材料用具用1、2、3……进行分组编号。其次，把不施加实验变量即自然条件或模拟自然条件的，设为对照组；施加实验变量的，设为实验组，也可以是相互对照；还要控制无关变量，其他条件相同，遵循实验的“单一变量”原则。在此，还要考虑到实验的可操作性原则和重复性原则。然后，根据反应变量，反应或培养一段时间后，寻找具有可操作性的观察指标，例如：颜色的变化，沉淀反应，形态结构、生理特征的变化等。或者测定指标，例如：生长发育的速度，生长的长度，所有的时间等，并记录数据。
5.结果分析
实验结果的分析，一般从两方面入手，一是：根据实验原理确定已知实验结构，并对实验结果进行准确的描述。二是：对应实验目的做出肯定的实验结论。但是，不管是哪一种，我们对应的假设，一般有以下分类讨论：实验组和对照组无显著差异，实验变量无影响；实验组比对照组好，实验变量有利；实验组比对照组差，实验变量不利。
6.正确表达
将实验分析的结果用语言正确表达出来，最关键的是：不要有科学性的错误。
二、实验设计应注意的问题
1.在掌握实验目的(即需要验证的生物学事实)、原理的基础上确定实验方法。严格遵循实验设计的基本原则，准确设置对照或变量。
2.对实验现象进行准确的观察、测量、记录。
实验材料在数量上要尽可能多的选取，记录数据时取其平均值以减少实验误差。在记录实验数据时，要学会设计数据表格或以坐标图的形式展示实验数据。注意吸取物理、化学中相关实验原理，如：（物理）多次测量取平均值，（化学）实验前检查装置气密性等。
3.合理地设计操作过程，注意实验程序的科学性、合理性
基本的实验方法选定以后，紧接着就要编定具体的操作细节，这些操作细节的设计要合理规范、切实可行，否则也会造成很大的失分。如：
①向淀粉糊中加了唾液后是否要振荡试管呢？
②酶促反应的试管如何加热？是直接加热，还是水浴保温？
③在用酒精溶解叶中叶绿素时，酒精要加热，是直接加热，还是隔水加热？
④使甲状腺制剂、胰岛素、生长激素进入动物体内的方法应如何操作？是饲喂，还是注射？
⑤不同的情况下要合理地选用不同的水。如：清水、池水、凉开水、蒸馏水、生理盐水等。
⑥常见的表达：适量、适宜、适应、等、相同、等量、各、分别、显著差异、一段时间等。
4.实验结论的表述
（1）现象→分析→结论（由特殊上升到一般的提炼归纳过程）
（2）两种表述句式：
A.验证性实验：因为（现象）说明（分析原因）证明（结论）
B.探究性实验：如果（现象）那么说明（结论）
5.简明地组织语言文字
如：①步骤设计一般不宜连续描述，往往需要分段叙说，并加以编号。
②试管（或烧杯，水槽等）要加以编号，如A、B或甲、乙等等，这样可使叙说简洁一些。
③叙说中尽量要用规范的实验术语，不能用含糊的口语，如：“等量的”不宜说成“一样多的”；“振荡”不宜说成“晃动”“摇动”等等。
④准确地预测实验结果，实验设计的最后往往还需要预测实验结果，在结果预测上要全面，准确。而在这一环节上，学生往往会出现各种各样的错误。例如：测交结果预测，除了全黑，有白有黑外，还有全白；加碘后，“不变蓝”不等于“无色”或“没有颜色变化”；另外“不变”也不能说成“无现象”。
【参考文献】
[1]谈生物实验教学“整体把握”策略，杨小红《中国科教创新导刊》 2009年27期
[2]生物学实验设计的注意事项及对照方法，吴晓敏，岳良举，理科考试研究：高中版，2006年13卷11期
（作者单位：江苏省如皋市江安中学）
【关键词】实验设计；生物；解答；注意点
在新的普通高中《生物课程标准》和生物高考《考试大纲》的能力要求中明确规定：发展学生的探究能力，具有对一些生物学问题初步探究的能力，包括确认变量、做出假设和预期、设计可行的研究方案、处理和解释数据、根据数据做出合理的判断等。生物实验设计题在高考试卷中占据越来越重要的地位，而这其中的实验设计对考生来讲恐怕是最难的，学生在解答这类题目时也常常心存畏惧，频频出错。本文对如何解答实验设计及其注意点这个环节做简要分析。
一、实验设计“六要素”
1.细心审题
认真研究实验课题，找出其中的实验变量和反应变量，理解题目中已知条件所隐含的意义、实验目的、实验原理及实验要求的基本条件。确定实验的类型（验证型或探究型）和组数并作出假设。假设实际上是对所提出的问题所作出的参考答案。在检测假设之间，常常先提出实验的预期结果，如果符合事实则假设成立；如果预期没有实现，则假设不成立。一般来说假设的形成可分为两步：首先依据发现的事实材料或已知的科学原理，通过发散性思维，提出涵盖各种可能的初步假定；之后，依据假定进行推理、排除并综合分析，得出具体的假定性结论。例如：“洋葱根尖细胞中是否含有脂肪”，其假说是：“洋葱根尖细胞中含有脂肪”，假定性结论是“洋葱根尖细胞中含有脂肪，被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色；洋葱根尖细胞中不含有脂肪，不被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色”。
2.原理分析
实验原理即实验所依据的科学道理，涉及生物学及相关学科中的许多方法和原理。要结合课本所学的知识，并充分利用题中给出的实验条件来确定实验原理。
3.材料分析
充分利用所给器材和试剂，构思实验变量的控制方法和实验结果的捕获方法。—般情况下，题目中所指定的器材、试剂，任何一种都应在实验的相关步骤中出现，避免遗漏或自行增加某种器材或试剂。精心策划实验方法、严格设计实验过程、合理设置对照或变量，并引入科学的测量方法。某些开放性的试题要求根据实验目的，自主选择实验材料和用具，原则上，不要少用也不要多用。例如：“洋葱根尖细胞中是否含有脂肪”这道题目，实验材料是：苏丹Ⅲ染液，体积分数为50%的酒精，蒸馏水，新鲜洋葱根尖，_______________________，刀片、镊子，滴管等；显然，要观察脂肪和苏丹Ⅲ染液染成的橘黄色要用到显微镜，且要制成临时装片，要载玻片和盖玻片。
4.变量分析
首先要获取实验中的变量，也就是题目中唯一变化的量，将材料用具用1、2、3……进行分组编号。其次，把不施加实验变量即自然条件或模拟自然条件的，设为对照组；施加实验变量的，设为实验组，也可以是相互对照；还要控制无关变量，其他条件相同，遵循实验的“单一变量”原则。在此，还要考虑到实验的可操作性原则和重复性原则。然后，根据反应变量，反应或培养一段时间后，寻找具有可操作性的观察指标，例如：颜色的变化，沉淀反应，形态结构、生理特征的变化等。或者测定指标，例如：生长发育的速度，生长的长度，所有的时间等，并记录数据。
5.结果分析
实验结果的分析，一般从两方面入手，一是：根据实验原理确定已知实验结构，并对实验结果进行准确的描述。二是：对应实验目的做出肯定的实验结论。但是，不管是哪一种，我们对应的假设，一般有以下分类讨论：实验组和对照组无显著差异，实验变量无影响；实验组比对照组好，实验变量有利；实验组比对照组差，实验变量不利。
6.正确表达
将实验分析的结果用语言正确表达出来，最关键的是：不要有科学性的错误。
二、实验设计应注意的问题
1.在掌握实验目的(即需要验证的生物学事实)、原理的基础上确定实验方法。严格遵循实验设计的基本原则，准确设置对照或变量。
2.对实验现象进行准确的观察、测量、记录。
实验材料在数量上要尽可能多的选取，记录数据时取其平均值以减少实验误差。在记录实验数据时，要学会设计数据表格或以坐标图的形式展示实验数据。注意吸取物理、化学中相关实验原理，如：（物理）多次测量取平均值，（化学）实验前检查装置气密性等。
3.合理地设计操作过程，注意实验程序的科学性、合理性
基本的实验方法选定以后，紧接着就要编定具体的操作细节，这些操作细节的设计要合理规范、切实可行，否则也会造成很大的失分。如：
①向淀粉糊中加了唾液后是否要振荡试管呢？
②酶促反应的试管如何加热？是直接加热，还是水浴保温？
③在用酒精溶解叶中叶绿素时，酒精要加热，是直接加热，还是隔水加热？
④使甲状腺制剂、胰岛素、生长激素进入动物体内的方法应如何操作？是饲喂，还是注射？
⑤不同的情况下要合理地选用不同的水。如：清水、池水、凉开水、蒸馏水、生理盐水等。
⑥常见的表达：适量、适宜、适应、等、相同、等量、各、分别、显著差异、一段时间等。
4.实验结论的表述
（1）现象→分析→结论（由特殊上升到一般的提炼归纳过程）
（2）两种表述句式：
A.验证性实验：因为（现象）说明（分析原因）证明（结论）
B.探究性实验：如果（现象）那么说明（结论）
5.简明地组织语言文字
如：①步骤设计一般不宜连续描述，往往需要分段叙说，并加以编号。
②试管（或烧杯，水槽等）要加以编号，如A、B或甲、乙等等，这样可使叙说简洁一些。
③叙说中尽量要用规范的实验术语，不能用含糊的口语，如：“等量的”不宜说成“一样多的”；“振荡”不宜说成“晃动”“摇动”等等。
④准确地预测实验结果，实验设计的最后往往还需要预测实验结果，在结果预测上要全面，准确。而在这一环节上，学生往往会出现各种各样的错误。例如：测交结果预测，除了全黑，有白有黑外，还有全白；加碘后，“不变蓝”不等于“无色”或“没有颜色变化”；另外“不变”也不能说成“无现象”。
【参考文献】
[1]谈生物实验教学“整体把握”策略，杨小红《中国科教创新导刊》 2009年27期
[2]生物学实验设计的注意事项及对照方法，吴晓敏，岳良举，理科考试研究：高中版，2006年13卷11期
（作者单位：江苏省如皋市江安中学）