張其珍 王?，|

摘要：重視實(shí)驗(yàn)原理的分析，通過(guò)剖析經(jīng)典實(shí)驗(yàn)、鼓勵(lì)學(xué)生積極創(chuàng)新以及試題精析、精練，對(duì)提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Υ笥袔椭?/p>

關(guān)鍵詞：生物;經(jīng)典實(shí)驗(yàn);剖析;實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G427文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1992-7711（2015）01-092-1

高考實(shí)驗(yàn)題幾乎都可以在教材的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中找到影子。因此，復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)時(shí)注意對(duì)書(shū)中經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的剖析，讓學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)方法的科學(xué)性，設(shè)計(jì)思維的嚴(yán)密性等等，然后把剖析所得遷移應(yīng)用于其他實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)，可達(dá)到事半功倍的效果。

一、經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的分類

中學(xué)生物學(xué)教材中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、性質(zhì)、作用主要分類如下表。

那么怎樣去剖析經(jīng)典實(shí)驗(yàn)?zāi)?？首先要有?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，然后才是拿起基礎(chǔ)知識(shí)這把“刀”去“剖析”經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，去分析經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，去欣賞經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，去體會(huì)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)之所以經(jīng)典的魅力。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則

1.科學(xué)性原則。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中，一種生命現(xiàn)象的發(fā)生往往有其復(fù)雜的前因后果，從不同角度全面地分析問(wèn)題就是科學(xué)性的基本原則。分析問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的全面性和科學(xué)性體現(xiàn)了邏輯思維的嚴(yán)密性。

2.單因子變量原則。實(shí)驗(yàn)變量，指實(shí)驗(yàn)假設(shè)中設(shè)計(jì)的給定的研究因素。反應(yīng)變量，指實(shí)驗(yàn)變量所引起產(chǎn)生的結(jié)果或結(jié)論。而其他對(duì)反應(yīng)變量有影響的因素稱之為無(wú)關(guān)變量。例如，在驗(yàn)證溫度對(duì)酶活性的影響的實(shí)驗(yàn)中，就必須控制pH值、底物量和酶量的相等，只改變單一因子——溫度，觀察不同溫度下酶活性的差異。遵循單因子原則，既便于對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)分析，也增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度和說(shuō)服力。

3.對(duì)照性原則。實(shí)驗(yàn)中的無(wú)關(guān)變量很多，必須嚴(yán)格控制。要平衡和消除無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是消除無(wú)關(guān)變量影響的有效方法。設(shè)置對(duì)照組有4種方法：（1）空白對(duì)照，即不給對(duì)照組做任何處理;（2）條件對(duì)照，即雖給對(duì)照組施以部分實(shí)驗(yàn)因素，但不是所研究的實(shí)驗(yàn)處理因素;（3）自身對(duì)照，指對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組都在同一研究對(duì)象上進(jìn)行。（4）相互對(duì)照，不單獨(dú)設(shè)置對(duì)照組，而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組相互作為對(duì)照。

三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法

由于完整的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案包括課題、目的、原理、對(duì)象、條件、材料、用具、裝置、步驟、現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的假設(shè)和預(yù)期、分析和討論，因此在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮：（1）審準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?。明確驗(yàn)證的“生物學(xué)事實(shí)”是什么？或“生物學(xué)事實(shí)”的哪一方面？實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的生物學(xué)（或其他知識(shí)）原理是什么？如在驗(yàn)證溫度對(duì)酶活性的影響的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)原理就是碘遇淀粉變藍(lán)，淀粉酶可催化淀粉水解為麥芽糖，麥芽糖遇碘不變藍(lán)。（2）找出實(shí)驗(yàn)變量和反應(yīng)變量，以及影響本實(shí)驗(yàn)的無(wú)關(guān)變量，然后構(gòu)思實(shí)驗(yàn)變量的控制方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的獲得手段。（3）恰當(dāng)選擇實(shí)驗(yàn)對(duì)象。就是實(shí)驗(yàn)所用的生物學(xué)材料，如驗(yàn)證質(zhì)壁分離所用的成熟植物細(xì)胞，生長(zhǎng)素發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的燕麥胚芽鞘。（4）細(xì)心注意實(shí)驗(yàn)條件，認(rèn)真研究實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)的嚴(yán)密性和合理性。完成實(shí)驗(yàn)所需的理化條件以及生物學(xué)處理方法，如光照、溫度、pH值、酶、緩沖劑、離心等。（5）合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法和步驟。要遵循前面所提到的原則。（6）記錄分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。不但要分析意料中的結(jié)果，還要分析可能出現(xiàn)的意外結(jié)果甚至失敗的情況，并作出推論。

四、經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的剖析舉例

1.“生長(zhǎng)素發(fā)現(xiàn)”的實(shí)驗(yàn)?？茖W(xué)的思維方法：（見(jiàn)下表）

觀察現(xiàn)象燕麥胚芽鞘的向光性

提出問(wèn)題向光性的外因是單側(cè)光，內(nèi)因是什么？

提出假設(shè)向光性與尖端有光，尖端可能產(chǎn)生某種物質(zhì)

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1.除去胚芽鞘尖端（結(jié)果：不生長(zhǎng)不彎曲）

2.切下尖端置于瓊脂塊上一段時(shí)間后，把此瓊脂塊置于胚芽鞘的切面一側(cè)，并做對(duì)照試驗(yàn)（結(jié)果：只有放置過(guò)胚芽鞘尖端的瓊脂塊才能使胚芽鞘生長(zhǎng)和彎曲。）

分析、推論胚芽鞘尖端確能產(chǎn)生與生長(zhǎng)有關(guān)的某種物質(zhì)

化學(xué)提純分離提取出該物質(zhì)（結(jié)果：吲哚乙酸，命名生長(zhǎng)素）

2.“觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原”的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容：

（1）目的：觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的過(guò)程，驗(yàn)證成熟的植物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)。

（2）類型：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

（3）原理：水分代謝理論知識(shí)，浸在溶液中的成熟的植物細(xì)胞具有半透膜和膜兩側(cè)具有濃度差，與滲透作用的物理裝置相似。

（4）實(shí)驗(yàn)假設(shè)：當(dāng)外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞失水;當(dāng)外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水。

（5）實(shí)驗(yàn)條件與觀察指標(biāo)：質(zhì)壁分離和復(fù)原。為觀察清晰、靈敏、易操作，用紫色洋蔥表皮或紫鴨跖草。

（6）預(yù)期結(jié)果：細(xì)胞失水——質(zhì)壁分離;細(xì)胞吸水——質(zhì)壁分離復(fù)原。

（7）方法步驟：設(shè)置單一變量：用不同的溶液濃度（30%的蔗糖溶液、清水）處理實(shí)驗(yàn)材料。設(shè)置實(shí)驗(yàn)組：?jiǎn)谓M實(shí)驗(yàn)法。對(duì)同一材料既用A法（30%的蔗糖溶液）處理，又用B法（清水）處理。設(shè)置實(shí)驗(yàn)對(duì)照：自身對(duì)照。

（8）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：30%的蔗糖溶液處理——質(zhì)壁分離，清水處理——質(zhì)壁分離復(fù)原。與預(yù)期結(jié)果符合。

（9）結(jié)論：成熟的植物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)。