初中生物實(shí)驗(yàn)探究題的解題思路與技巧

1、淺談初中生物實(shí)驗(yàn)探究題的解題思路與技巧摘要:把握實(shí)驗(yàn)探究題的解題思路與技巧，首先要弄清實(shí)驗(yàn)的原理、實(shí)驗(yàn) 中材料的使用、實(shí)驗(yàn)中的變量、現(xiàn)彖及預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果等。關(guān)鍵詞:注重設(shè)計(jì)重視過程解題技巧會考實(shí)驗(yàn)題的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，正在由驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)向探究性實(shí)驗(yàn)的方向突破和發(fā) 展，已然成為今后一段時(shí)間內(nèi)實(shí)驗(yàn)命題的方向和熱點(diǎn)。那么，如何才能答好生物 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題，取得優(yōu)秀的分?jǐn)?shù)呢？這就必須了解一份完整的實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，掌 握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路和技巧，在生物實(shí)驗(yàn)?zāi)芰y試中就能夠做到有據(jù)可依，有 法可循，總體考慮，綜合分析，達(dá)到事半功倍，獲得高分的效果。木文結(jié)合自己 近兒年的教學(xué)實(shí)踐，談?wù)勆飳?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的基本解題思路與技巧。1

2、什么是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所謂實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，就是耍求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理，選擇實(shí)驗(yàn)器材，安排實(shí)驗(yàn)步驟， 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理的方法及分析實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象等。但在生物綜合能力測試屮由于受時(shí)間 和卷而的限制，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力考査無法而而俱到，或者是考查實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)、 續(xù)寫或修改，或者是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和分析，或者是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的加工和實(shí)驗(yàn)結(jié)果 的分析，或者是考查實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)期與討論，或者是實(shí)驗(yàn)裝置的檢驗(yàn)或改進(jìn)等等。2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)較完整的實(shí)驗(yàn)方案一般應(yīng)包括：明確實(shí)驗(yàn)冃的f確定實(shí)驗(yàn)變量 一分析實(shí)驗(yàn)原理一提出實(shí)驗(yàn)假設(shè)一落實(shí)實(shí)驗(yàn)用品一設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟 預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果"得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論2. 1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本解題思路2.1.1明確實(shí)驗(yàn)?zāi)?/p>

3、的，分清實(shí)驗(yàn)類型明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康木褪且濉白鍪裁础钡膯栴}，即探究或者是驗(yàn)證什么生物學(xué) 現(xiàn)象或原理。明確實(shí)驗(yàn)1=1的才能明確運(yùn)用哪一原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，才能明白實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)中哪一因素是實(shí)驗(yàn)變量。例如“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證呼吸時(shí)二氧化碳體積分?jǐn)?shù)的變 化”。此實(shí)驗(yàn)原理或?qū)嶒?yàn)思路與七年級上冊教材“植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳” 的實(shí)驗(yàn)原理相同，因此采用教材中相似的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想：先準(zhǔn)備兩個(gè)盛有澄清石 灰水的燒杯或錐形瓶，然后將含有二氧化碳的氣體投入盛有澄清石灰水的燒杯或 錐形瓶中。再如“ 口腔內(nèi)的化學(xué)變化”，探討的問題是溫度與酶活性之間的關(guān)系， 那么在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，“溫度”這一因素應(yīng)是實(shí)驗(yàn)變量。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一般有兩種類型：驗(yàn)證

4、性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 具有明確的結(jié)果，通過實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證；而探究性實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)果是未知的或不 確定的，應(yīng)針對多種可能分別加以考慮和分析，得到相關(guān)的結(jié)論。如二005年湖 南懷化“探究光照對菜豆發(fā)芽的彫響”；2007年浙江湖州“唾液淀粉酶催化效 率與時(shí)間關(guān)系”就屬于探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。2. 1.2找出兩類變量，確定對照類型一找出兩類變量在實(shí)驗(yàn)過程中，變量是指可被操縱的特定因素或條件。據(jù)其在實(shí)驗(yàn)中的作用， 可分為兩類：實(shí)驗(yàn)變量與反應(yīng)變量：實(shí)驗(yàn)變量，也稱為自變量，指實(shí)驗(yàn)中山實(shí)驗(yàn) 者操縱的因素或條件。反應(yīng)變量，又稱因變量，指實(shí)驗(yàn)中由于實(shí)驗(yàn)變量引起的變 化和結(jié)果。通常實(shí)驗(yàn)變量是原因，反應(yīng)變量

5、是結(jié)果，二者具有因果關(guān)系。實(shí)驗(yàn)的 目的在于獲得和解釋這種詢因后果。例如在“口腔內(nèi)的化學(xué)變化”實(shí)驗(yàn)中，所給 定的低溫、適溫和高溫是實(shí)驗(yàn)變量，而由于低溫、適溫和高溫條件的變化，唾液 淀粉酶水解淀粉的反應(yīng)結(jié)果也隨z變化，這就是反應(yīng)變量，該實(shí)驗(yàn)即獲得和解釋 溫度變化（實(shí)驗(yàn)變量）與廨的活性（反應(yīng)變量）的因果關(guān)系。無關(guān)變量與額外變量：無關(guān)變量也稱控制變量，指實(shí)驗(yàn)中除實(shí)驗(yàn)變量外的影 響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素或條件。額外變量也稱干擾變量，指實(shí)驗(yàn)中山于無 關(guān)變量引起的變化和結(jié)果。顯然額外變量會對反應(yīng)變量起t擾作用。如：上述實(shí) 驗(yàn)中除實(shí)驗(yàn)變最以外，試管的潔凈程度、唾液新鮮程度、可溶性淀粉濃度和純度、 試劑溶液的

6、劑量、濃度和純度、實(shí)驗(yàn)操作程序、溫度處理的時(shí)間長短等，都屬于 無關(guān)變量。如果無關(guān)變量的任何一個(gè)或幾個(gè)因素或條件，對三個(gè)實(shí)驗(yàn)組的給定不 等同、不均衡、不穩(wěn)定，則會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾，產(chǎn)生誤差。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操 作中，要盡量減少無關(guān)變量，而且不同的實(shí)驗(yàn)組屮的無關(guān)變量應(yīng)完全相同，這樣 就會避免實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差界是由于無關(guān)變量引起的可能性，便于清晰地研究實(shí)驗(yàn)變 量與反應(yīng)變量的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中的無關(guān)變量很多，必須嚴(yán)格控制，要平衡和消除無 關(guān)變量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，對照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是消除無關(guān)變量影響的有效方法。二確定對照類型通過設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，既可排除無關(guān)變量的干擾，又增強(qiáng)了對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對信 度和說服力。在一個(gè)對照實(shí)驗(yàn)屮

7、，可包括實(shí)驗(yàn)組和對照纟實(shí)驗(yàn)組是接受自變量 處理的對象組，對照組是不接受自變量處理的對象組，一般是隨機(jī)決定的。如“探 究光對種子萌發(fā)的影響”，接受光處理的種子是實(shí)驗(yàn)組，不接受光處理的種子為 對照組。設(shè)置對照通常有以下4種方法：空口對照：設(shè)計(jì)一個(gè)不加任何實(shí)驗(yàn)處理的對照組。即不給對照組做任何處理 因素。自身對照：指實(shí)驗(yàn)組與對照組都在同一研究對象上進(jìn)行，即不另設(shè)對照組。 如“外界溶液濃度影響根細(xì)胞的吸水”是典型的口身對照實(shí)驗(yàn)，這種對照實(shí)驗(yàn)的 關(guān)鍵是比較實(shí)驗(yàn)前后的變化。條件對照：給實(shí)驗(yàn)組某種處理，給對照組另一條件的處理。如在“驗(yàn)證甲狀 腺激素對蝌蚪發(fā)育的影響”的實(shí)驗(yàn)屮，存在以下實(shí)驗(yàn)組和對照組。甲組：飼喂

8、甲狀腺激素（實(shí)驗(yàn)組）乙組：飼喂甲狀腺素抑制劑（條件對照組）丙組：對蝌蚪不做任何處理（空白對照組）相互對照：指不另設(shè)置對照組，而是利用幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組相互對照。如證明植物 根向地生長實(shí)驗(yàn)中不同方向放置的玉米種子之間的對照。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，凡是涉及確定變化因素之間的因果關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，一般都需 要設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)。了解常用對照的類型，有利于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)針對不同的情 況加以設(shè)置。2. 2理解實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理決定著實(shí)驗(yàn)中主要實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)及相應(yīng)實(shí)驗(yàn)試劑的選擇。如“設(shè) 計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證呼吸吋二氧化碳體積分?jǐn)?shù)的變化”的實(shí)驗(yàn)。這一實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理同教 材中常規(guī)實(shí)驗(yàn)“植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳”實(shí)驗(yàn)原理相同，因此可用二氧化碳 與

9、澄清的石灰水反應(yīng)來驗(yàn)證這一問題，明確了這一原理z后，也就明確了其主要 實(shí)驗(yàn)步驟是類似的。2.3提出假設(shè)和預(yù)期假設(shè)：是“可能會怎么樣”，并對可見現(xiàn)象提出一種可檢測的解釋。具體為： 提出假設(shè)一尋找證據(jù)一符合事實(shí)（不符合事實(shí)）一假設(shè)成立（假設(shè)不成立）。預(yù)期：在檢測提出的假設(shè)以前，先提出實(shí)驗(yàn)的預(yù)期結(jié)果（一個(gè)假定的結(jié)果）， 若預(yù)期沒有實(shí)現(xiàn)，則說明假設(shè)不成立；若預(yù)期得到實(shí)現(xiàn)，則假設(shè)成立。2. 4恰當(dāng)選取實(shí)驗(yàn)材料正如18世紀(jì)普魯斯特萊選擇一株生長旺盛的植物作為實(shí)驗(yàn)材料是其實(shí)驗(yàn)成 功的原因之一一樣，正確的選材決定著實(shí)驗(yàn)的成敗。實(shí)驗(yàn)的選材是受實(shí)驗(yàn)原理、 實(shí)驗(yàn)冃的制約的。如“綠葉在光下制造淀粉”實(shí)驗(yàn)冃的是鑒定綠葉

10、在光下制造淀 粉，因而，取材應(yīng)注意含淀粉量要高。鑒定的原理是“淀粉與碘相遇變藍(lán)色”， 為使呈色易于觀察，所選材料最好深綠色；乂如“綠葉細(xì)胞屮的葉綠體”實(shí)驗(yàn)， 所選材料應(yīng)當(dāng)是色素含量高的材料（新鮮菠菜）；“外界溶液濃度影響根細(xì)胞的 吸水”的選材應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是所選材料必須冇大液泡存在；二是為了便于觀察， 所選材料的細(xì)胞液最好有一定顏色。2. 5細(xì)心研究實(shí)驗(yàn)條件和器材完成這一實(shí)驗(yàn)所必需的理化條件及生物學(xué)處理方法。如光照、溫度、ph值、 酶、緩沖劑、離心等。認(rèn)真研究實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)的嚴(yán)密性和合理性；在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)屮， 用具及材料的選擇是十分重要的，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)所提出的問題和要求，聯(lián)系命題者 所提供的器材，準(zhǔn)確

11、判斷和選取實(shí)驗(yàn)所需的用具及材料。2.6合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟的構(gòu)思一般是：材料準(zhǔn)備與前處理一分組、編號一對不同（或同一） 對象施以不同的處理（對照原則）一結(jié)果觀察（或預(yù)測）、記錄一根據(jù)結(jié)果（現(xiàn) 象）進(jìn)行分析，得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)步驟有一定的順序，要注意實(shí)驗(yàn)步驟的關(guān)聯(lián)性和實(shí)驗(yàn)操作的程序性。實(shí) 驗(yàn)步驟的前后順序一般不能顛倒，特別是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。不同的操作順序?qū)е虏煌?結(jié)果并影響實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)密性。如“模擬酸雨影響植物種子的萌發(fā)”實(shí)驗(yàn)，操作時(shí)必 須先將種子分別置于不同的ph值中，放置一段時(shí)間后在觀察。如在“口腔內(nèi)的 化學(xué)變化”的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)“將3支試管先分別放入37°c、0£、沸水中5分鐘后

12、再加淀粉酶”還是“先向3支試管中加入唾液后再將3支試管分別放入37、0、 沸水中”呢？表血看兩種操作無多大差別，其實(shí)前者的操作是正確的，因?yàn)槿绻?先向盛冇淀粉溶液的試管中加入唾液，此時(shí)唾液中淀粉酶對3支試管中淀粉均起 消化分解作用。在實(shí)驗(yàn)步驟的構(gòu)思或表述中一定要遵循科學(xué)性原則、可操作性原則、対照性 原則、單因了變量原則。2.7觀察和收集數(shù)據(jù)：在實(shí)驗(yàn)方案中要事先設(shè)計(jì)定吋觀察的內(nèi)容和觀察的次數(shù)，同時(shí)應(yīng)按要求進(jìn)行 觀察，并將觀察的現(xiàn)象和結(jié)果如實(shí)地記錄下來。28預(yù)測和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論：對記錄的數(shù)據(jù)（包括現(xiàn)象、結(jié)果），進(jìn)行整理分析，一般常用的表達(dá)方法有 文字描述、表格、處標(biāo)曲線、畫出觀察圖象等，然

13、后進(jìn)行推導(dǎo)得出結(jié)論。3實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的注意技巧3. 1 一實(shí)驗(yàn)組別的編號：凡實(shí)驗(yàn)中涉及到兩組或兩組以上，需用一、二、3或a、b、c或甲、 乙、w等加以編號便于區(qū)分。3. 2二實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察：找準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)觀察的對象并準(zhǔn)確描述。如“骨的成分與骨的特性z間的關(guān)系”實(shí) 驗(yàn)中，觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為氣泡的大小和氣泡產(chǎn)生的速率；又如甲狀腺激素對動物 個(gè)體發(fā)育的影響，依不同的實(shí)驗(yàn)材料等因素確定觀察現(xiàn)象。再如2006年欽州市 會考模擬卷“不同濃度酒精對水蚤的影響”請回答：（一）采用何種方法 來確定酒精對水蚤的影響？（4）設(shè)計(jì)一張表格用于實(shí)驗(yàn)時(shí)記錄數(shù)據(jù)。木題 就考查如何確定實(shí)驗(yàn)觀察的對象。3. 3實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表達(dá)：針對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)彖

14、，分析單一實(shí)驗(yàn)變量對結(jié)果的影響并選用文字、表格、坐標(biāo)曲 線圖等形式進(jìn)行具體、準(zhǔn)確表達(dá)。如上述2007甘肅蘭州考查以表格形式來記錄 數(shù)據(jù)，呈現(xiàn)結(jié)果。在預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，注意驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)具有明確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié) 論；而探究性實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)彖和結(jié)果是未知的或不確定的，應(yīng)針對多種町能分別加以 討論和分析，得到札i應(yīng)的結(jié)論。如“探究蚯蚓在什么樣的物體表面爬的快”， 其預(yù)期結(jié)果就有4種可能。3. 4對照實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性對照實(shí)驗(yàn)屮除變量外，其他條件應(yīng)相同，同時(shí)要確保實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行。如06年廣西欽州市生物會考39題探究“蟲|是從哪里來的？”某同學(xué)的探究 過程是：將一塊豬肉放在碗里，碗口覆蓋冇紗布，兒天后，碗里的肉沒冇產(chǎn)生蛆。

15、 他得出的結(jié)論是：腐爛的肉不會產(chǎn)生!該實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論不正確是由于實(shí)驗(yàn)過 程中這個(gè)同學(xué)沒有設(shè)置對照組。正確的探究過程是排除實(shí)驗(yàn)因素對結(jié)果的干擾， 取兩塊人小相同的豬肉分別放在兩個(gè)同樣人小的玻璃碗里，期中一個(gè)碗口覆蓋有 紗布，另一個(gè)碗口敞開，連續(xù)觀察兒天，如下圖一，二所示：圖一圖二又如06年欽州市初中文化素質(zhì)學(xué)與練生物模擬卷（一）第四探究題“光對 植物光合作用的影響的實(shí)驗(yàn)”屮，實(shí)驗(yàn)開始就將兩個(gè)裝置分別放置黑暗處和光照 處，互為對照實(shí)驗(yàn)。3. 5語言的準(zhǔn)確描述一在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，學(xué)生一般在時(shí)間、溫度、物質(zhì)的量上難以做到準(zhǔn)確的量化 描述，故盡可能用“定性”的語言表達(dá)，在實(shí)驗(yàn)步驟表述屮巧用下列詞語：如“一

16、段時(shí)間”、“適宜的溫度”、“適量的”、“一定量的”、“等量的”、“相同 條件下”、“適宜條件”等。二注意避免“詞不達(dá)意”。如圖三，有些學(xué)牛描述為“分別在甲、乙兩試管 中加入a、b物質(zhì)”，如此表達(dá)則成了圖四的含義，顯然兩者不符。準(zhǔn)確的描述 應(yīng)為“在甲乙兩支試管中分別加入a、b物質(zhì)”或“在甲試管屮加入a物質(zhì)，乙 試管中加入b物質(zhì)?！狈謩e在甲、乙兩暫中加.入a. b a圖三圖四說明:代表a物質(zhì)代表b物質(zhì)總之，解牛物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題時(shí)，既要掌握答題的基木思路（準(zhǔn)確地把握實(shí)驗(yàn)?zāi)?的一一確定實(shí)驗(yàn)變量設(shè)置實(shí)驗(yàn)變量一一理順設(shè)計(jì)思路一一表達(dá)實(shí)驗(yàn)步驟一 找準(zhǔn)觀察對象一一預(yù)測和分析結(jié)果一一得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論），同時(shí)又要了解實(shí)驗(yàn)

17、設(shè) 計(jì)中的注意技巧，并結(jié)合實(shí)踐多訓(xùn)練，定能提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。例（二00二年上海卷）某生物學(xué)興趣小組開展“不同濃度香煙浸岀液對 水蚤的影響”的課題研究。他們已將香煙和蒸館水按照一：一的重量比浸泡二 4h,過濾后的濾液作為原液。如果你是其小一員，請回答：（1）采用何種測定指標(biāo)來確定香煙浸出液對水蚤有無影響？（只要一種指 標(biāo)）。（2）做該實(shí)驗(yàn)時(shí)必備的實(shí)驗(yàn)器材是（3）寫出實(shí)驗(yàn)的主要操作步驟（4）設(shè)計(jì)一張表格用于在實(shí)驗(yàn)時(shí)記錄數(shù)據(jù)?！舅悸贩椒ā勘绢}主要考查探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)?；窘忸}思路如下：明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊淮_定實(shí)驗(yàn)變量一分析實(shí)驗(yàn)原理一提出實(shí)驗(yàn)假設(shè)一 落實(shí)實(shí)驗(yàn)用品一設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟一預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果一得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)

18、冃的：探究不同濃度香煙浸出液對水蚤的影響。實(shí)驗(yàn)原理：煙草細(xì)胞屮所含煙堿、焦汕等對動物有毒害作川（牛物學(xué)科知識 定位），通過測定不同濃度香煙浸出液對水蚤的影響，如：每分鐘心跳次數(shù)，單 位時(shí)間內(nèi)的死亡率或相同的水蚤全部死亡所需耍的時(shí)間等任一種明確的、對量度 的指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)。實(shí)驗(yàn)假設(shè)：假設(shè)香煙浸出液中含有煙堿等有毒物質(zhì)，對水蚤牛命活動有重大 影響。實(shí)驗(yàn)預(yù)期：香煙浸出液濃度越高，單位時(shí)間內(nèi)水蚤死亡率越高（或心跳次數(shù) 越慢）。實(shí)驗(yàn)變量：不同濃度的香煙浸出液。反應(yīng)變量：水蚤的運(yùn)動速度、單位時(shí)間內(nèi)水蚤死亡率（心跳次數(shù)）的變化等。無關(guān)變量：水溫、ph值、水蚤的數(shù)量等對照實(shí)驗(yàn)：空白對照（蒸館水）搜集相關(guān)資料信息：香煙的成分、水蚤的生物學(xué)特征（在實(shí)際開展研究性學(xué) 習(xí)時(shí)應(yīng)當(dāng)了解這方面的情況，但應(yīng)試答