1、淺談初中實驗探究題的解題思路與技巧淺談初中實驗探究題的解題思路與技巧  會考實驗題的創新設計，正在由驗證性實驗向探究性實驗的方向突破和發展，已然成為今后一段時間內實驗命題的方向和熱點。那么，如何才能答好生物實驗設計題，取得優秀的分數呢？這就必須了解一份完整的實驗方案的設計，掌握實驗設計的基本思路和技巧，在生物實驗能力測試中就能夠做到有據可依，有法可循，總體考慮，綜合分析，達到事半功倍，獲得高分的效果。本文結合自己近幾年的教學實踐，談談生物實驗設計題的基本解題思路與技巧。1 什么是實驗設計所謂實驗設計，就是要求學生設計實驗原理，選擇實驗器材，安排實驗步驟，設計數據處理的方法及

2、分析實驗的現象等。但在生物綜合能力測試中由于受時間和卷面的限制，實驗設計能力考查無法面面俱到，或者是考查實驗步驟的設計、續寫或修改，或者是實驗現象的觀察和分析，或者是實驗數據的加工和實驗結果的分析，或者是考查實驗結果的預期與討論，或者是實驗裝置的檢驗或改進等等。2 實驗設計的基本內容設計一個較完整的實驗方案一般應包括：明確實驗目的確定實驗變量分析實驗原理提出實驗假設落實實驗用品設計實驗步驟預測實驗結果得出實驗結論2.1實驗設計的基本解題思路2.1.1明確實驗目的，分清實驗類型明確實驗目的就是要弄清“做什么”的問題，即探究或者是驗證什么生物學現象或原理。明確實驗目的才能明確運用哪一原理進行實驗設

3、計，才能明白實驗設計中哪一因素是實驗變量。例如“設計實驗驗證呼吸時二氧化碳體積分數的變化”。此實驗原理或實驗思路與七年級上冊教材“植物呼吸作用產生二氧化碳”的實驗原理相同，因此采用教材中相似的實驗設計思想：先準備兩個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“口腔內的化學變化”，探討的問題是溫度與酶活性之間的關系，那么在實驗設計中，“溫度”這一因素應是實驗變量。實驗設計一般有兩種類型：驗證性實驗設計和探究性實驗設計。驗證性實驗具有明確的結果，通過實驗加以驗證；而探究性實驗的現象和結果是未知的或不確定的，應針對多種可能分別加以考慮和分析，得到相

4、關的結論。如二005年湖南懷化 “探究光照對菜豆發芽的影響”；2007年浙江湖州“唾液淀粉酶催化效率與時間關系”就屬于探究性實驗設計。2.1.2找出兩類變量，確定對照類型一找出兩類變量在實驗過程中，變量是指可被操縱的特定因素或條件。據其在實驗中的作用，可分為兩類：實驗變量與反應變量：實驗變量，也稱為自變量，指實驗中由實驗者操縱的因素或條件。反應變量，又稱因變量，指實驗中由于實驗變量引起的變化和結果。通常實驗變量是原因，反應變量是結果，二者具有因果關系。實驗的目的在于獲得和解釋這種前因后果。例如在“口腔內的化學變化”實驗中，所給定的低溫、適溫和高溫是實驗變量，而由于低溫、適溫和高溫條件的變化，唾

5、液淀粉酶水解淀粉的反應結果也隨之變化，這就是反應變量，該實驗即獲得和解釋溫度變化（實驗變量）與酶的活性（反應變量）的因果關系。無關變量與額外變量：無關變量也稱控制變量，指實驗中除實驗變量外的影響實驗現象和實驗結果的因素或條件。額外變量也稱干擾變量，指實驗中由于無關變量引起的變化和結果。顯然額外變量會對反應變量起干擾作用。如：上述實驗中除實驗變量以外，試管的潔凈程度、唾液新鮮程度、可溶性淀粉濃度和純度、試劑溶液的劑量、濃度和純度、實驗操作程序、溫度處理的時間長短等，都屬于無關變量。如果無關變量的任何一個或幾個因素或條件，對三個實驗組的給定不等同、不均衡、不穩定，則會對實驗結果造成干擾，產生誤差。

6、在實驗設計和操作中，要盡量減少無關變量，而且不同的實驗組中的無關變量應完全相同，這樣就會避免實驗結果的差異是由于無關變量引起的可能性，便于清晰地研究實驗變量與反應變量的關系。實驗中的無關變量很多，必須嚴格控制，要平衡和消除無關變量對實驗結果的影響，對照實驗的設計是消除無關變量影響的有效方法。二確定對照類型通過設置對照實驗，既可排除無關變量的干擾，又增強了對實驗結果的可信度和說服力。在一個對照實驗中，可包括實驗組和對照組。實驗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，一般是隨機決定的。如“探究光對種子萌發的影響”，接受光處理的種子是實驗組，不接受光處理的種子為對照組。設置對照

7、通常有以下4種方法：空白對照：設計一個不加任何實驗處理的對照組。即不給對照組做任何處理因素。自身對照：指實驗組與對照組都在同一研究對象上進行，即不另設對照組。如“外界溶液濃度影響根細胞的吸水”是典型的自身對照實驗，這種對照實驗的關鍵是比較實驗前后的變化。條件對照：給實驗組某種處理，給對照組另一條件的處理。如在“驗證甲狀腺激素對蝌蚪發育的影響”的實驗中，存在以下實驗組和對照組。甲組：飼喂甲狀腺激素（實驗組）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：指不另設置對照組，而是利用幾個實驗組相互對照。如證明植物根向地生長實驗中不同方向放置的玉米種子之間的對照。

8、根據實驗要求，凡是涉及確定變化因素之間的因果關系的實驗中，一般都需要設計對照實驗。了解常用對照的類型，有利于學生在實驗設計時針對不同的情況加以設置。1控制變量。實驗組與對照組只允許有一個變量，即要符合單一變量的原則（注意：變量不能寫某某的有無，也不能寫控制該變量的具體方法）。2要設置對照（對比實驗）。目的是通過設置對照或對比實驗增加實驗結論的說服力（或可信度）。3實驗的對象（樣本）盡量多一些。目的是避免（或排除）實驗結論的偶然性，從而使實驗的結論更加具有普遍性。4實驗的次數盡可能多一些，要有重復實驗的思想。但是在不同的實驗中，重復實驗的目的是不一樣的。具體來說：若得出的結論是用文字來表達的，那

9、么多做幾次的目的是避免或排除實驗結論的偶然性，從而使實驗的結論更加具有普遍性（請同學們舉一些課本上的例子）；若得出的結論是用具體的數字來表達的，那么多做幾次的目的是便于求平均值，減小誤差，從而提高實驗結果的精確度（請同學們舉一些課本上的例子）。5實驗選擇的器材或所取的數據不能搞特殊化，否則得出的結論是片面的，具有偶然性而不具有普遍性（例如研究杠桿平衡條件時所取的數據；研究串并聯電路電壓、電流特點時燈泡的規格）。6實驗設計時經常要想到用轉換法的思想（你能舉一些課本上的例子嗎）。舉例說明：興趣小組為探究“不同濃度的重金屬污染液對水稻種子萌發是否有影響”，進行了如下實驗。方法和步驟：采集重金屬污染液

10、500mL，用蒸餾水將其逐漸稀釋10、100、1000、10000倍，獲得4種不同濃度的重金屬污染液。取4只相同培養皿，分別編號為甲、乙、丙、丁，墊上紗面，加入等體積的不同濃度的重金屬污染源，浸潤紗面。挑選籽粒飽滿、大小想似的水稻種子200粒，隨機均分成4組，分別均勻放入上述4只培養皿的紗布上。將4只培養皿置于25恒溫培養箱內，每天給它們補充等量、相應濃度的重金屬污染液。統計和分析：一段時間后，統計各組水稻種子的 ，進行比較。預測結果:如果重金屬污染液對水稻種子的萌發有抑制作用，實驗結果應是_ _反思和評價：在步驟中，每只培養皿中均勻放置50粒水稻種子，而不是1粒的原因是 。實驗方案存在缺陷，

11、還需要增加一個實驗，用與實驗組相同量的蒸餾水代替金屬污染液，培養水稻種子，其目的是 。萌發率 隨著重金屬污染液濃度的升高，種子萌發率降低(其他合理答案均可) (1)防止實驗出現偶然性 (2)起對比作用2.2理解實驗原理實驗原理決定著實驗中主要實驗步驟的設計及相應實驗試劑的選擇。如“設計實驗驗證呼吸時二氧化碳體積分數的變化”的實驗。這一實驗的實驗原理同教材中常規實驗“植物呼吸作用產生二氧化碳”實驗原理相同，因此可用二氧化碳與澄清的石灰水反應來驗證這一問題，明確了這一原理之后，也就明確了其主要實驗步驟是類似的。2.3提出假設和預期假設：是“可能會怎么樣”，并對可見現象提出一種可檢測的解釋。具體為：

12、提出假設尋找證據符合事實（不符合事實）假設成立（假設不成立）。預期：在檢測提出的假設以前，先提出實驗的預期結果（一個假定的結果），若預期沒有實現，則說明假設不成立；若預期得到實現，則假設成立。2.4恰當選取實驗材料正如18世紀普魯斯特萊選擇一株生長旺盛的植物作為實驗材料是其實驗成功的原因之一一樣，正確的選材決定著實驗的成敗。實驗的選材是受實驗原理、實驗目的制約的。如“綠葉在光下制造淀粉”實驗目的是鑒定綠葉在光下制造淀粉，因而，取材應注意含淀粉量要高。鑒定的原理是“淀粉與碘相遇變藍色”，為使呈色易于觀察，所選材料最好深綠色；又如“綠葉細胞中的葉綠體”實驗，所選材料應當是色素含量高的材料（新鮮菠菜

13、）；“外界溶液濃度影響根細胞的吸水”的選材應注意兩點：一是所選材料必須有大液泡存在；二是為了便于觀察，所選材料的細胞液最好有一定顏色。2.5細心研究實驗條件和器材完成這一實驗所必需的理化條件及生物學處理方法。如光照、溫度、PH值、酶、緩沖劑、離心等。認真研究實驗裝置設計的嚴密性和合理性；在實驗設計中，用具及材料的選擇是十分重要的，要根據實驗所提出的問題和要求，聯系命題者所提供的器材，準確判斷和選取實驗所需的用具及材料。2.6合理設計實驗步驟實驗步驟的構思一般是：材料準備與前處理分組、編號對不同（或同一）對象施以不同的處理（對照原則）結果觀察（或預測）、記錄根據結果（現象）進行分析，得出結論。實

14、驗步驟有一定的順序，要注意實驗步驟的關聯性和實驗操作的程序性。實驗步驟的前后順序一般不能顛倒，特別是關鍵環節。不同的操作順序導致不同的結果并影響實驗的嚴密性。如“模擬酸雨影響植物種子的萌發”實驗，操作時必須先將種子分別置于不同的PH值中，放置一段時間后在觀察。如在“口腔內的化學變化”的實驗中，應“將3支試管先分別放入37、0、沸水中5分鐘后再加淀粉酶”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？表面看兩種操作無多大差別，其實前者的操作是正確的，因為如果先向盛有淀粉溶液的試管中加入唾液，此時唾液中淀粉酶對3支試管中淀粉均起消化分解作用。在實驗步驟的構思或表述中一定要遵

15、循科學性原則、可操作性原則、對照性原則、單因子變量原則。2.7觀察和收集數據：在實驗方案中要事先設計定時觀察的內容和觀察的次數，同時應按要求進行觀察，并將觀察的現象和結果如實地記錄下來。2.8預測和分析實驗結果，得出結論：對記錄的數據（包括現象、結果），進行整理分析，一般常用的表達方法有文字描述、表格、坐標曲線、畫出觀察圖象等，然后進行推導得出結論。3 實驗設計中的注意技巧31一實驗組別的編號：凡實驗中涉及到兩組或兩組以上，需用一、二、3或A、B、C或甲、乙、丙等加以編號便于區分。32二實驗現象的觀察：找準實驗觀察的對象并準確描述。如“骨的成分與骨的特性之間的關系”實驗中，觀察的實驗現象為氣泡

16、的大小和氣泡產生的速率；又如甲狀腺激素對動物個體發育的影響，依不同的實驗材料等因素確定觀察現象。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）設計一張表格用于實驗時記錄數據。本題就考查如何確定實驗觀察的對象。33實驗結果的表達：針對實驗現象，分析單一實驗變量對結果的影響并選用文字、表格、坐標曲線圖等形式進行具體、準確表達。如上述2007甘肅蘭州考查以表格形式來記錄數據，呈現結果。在預期實驗結果時，注意驗證性實驗具有明確的實驗結果和結論；而探究性實驗的現象和結果是未知的或不確定的，應針對多種可能分別加以討論和分析，得到相應的結

17、論。如 “探究蚯蚓在什么樣的物體表面爬的快”，其預期結果就有4種可能。34對照實驗的科學性對照實驗中除變量外，其他條件應相同，同時要確保實驗的正常進行。如06年廣西欽州市生物會考39題探究“蛆是從哪里來的?”某同學的探究過程是：將一塊豬肉放在碗里，碗口覆蓋有紗布，幾天后，碗里的肉沒有產生蛆。他得出的結論是:腐爛的肉不會產生蛆。該實驗得出的結論不正確是由于實驗過程中這個同學沒有設置對照組。正確的探究過程是排除實驗因素對結果的干擾，取兩塊大小相同的豬肉分別放在兩個同樣大小的玻璃碗里，期中一個碗口覆蓋有紗布，另一個碗口敞開，連續觀察幾天，如下圖一，二所示：   

18、0;                                            圖一     &#

19、160;                             圖二 又如06年欽州市初中文化素質學與練生物模擬卷（一）第四探究題“光對植物光合作用的影響的實驗”中，實驗開始就將兩個裝置分別放置黑暗處和光照處，互為對照實驗。1結論的回答要與研究的問題相一致，并且要寫上前提條件，格式為“當等都相同時，”2若自

20、變量和因變量有具體數值的，則一般用定量回答，定量回答的格式為“因變量與自變量成正比（或反比）”（你能舉一些課本上的例子嗎）；定性回答的格式為“自變量越，因變量越”（主動句式）或“因變量隨自變量的改變而改變”（被動句式）（你能舉一些課本上的例子嗎）。3不能用實驗現象來代替實驗結論；當講到兩個相關量“有關”時，應加括號具體寫出兩個量之間有怎樣的關系。舉例說明：小科在研究重力與質量的關系時，經實驗后得到數據如下表所示：實驗次數123鉤碼質量/克100200300鉤碼重力/牛0.981.962.93該實驗得出的結論是 物體所受的重力跟它的質量成正比 。舉例說明2：盛夏來臨,人們又為“怎樣才能曬不黑”而

21、犯愁,資料表明:將皮膚曬黑的罪魁禍首是太陽光中的長波紫外線. “好奇實驗室”為此檢測了若干衣服的防曬效果. 檢測方法:先用光纖探頭和計算機測算出陽光中的長波紫外線的強度;再把衣服擋在光纖探頭上,測算出透射到纖探頭上的長波紫外線的強度,利用前后兩次測得的長波紫外線的強度,計算出長波紫外線的透過率.實驗數據如下表所示2·1·c·n·j·y實驗序號 衣服材質 衣服布料層數長波紫外線透過率1 天蠶絲 112%225%3 化纖128%4214%5全棉T恤(白色)17%6全棉T恤(黑色)14%（1）該實驗是通過比較   

22、60;來分析衣服的防曬效果（2）比較實驗1、2或3、4得到的結論是                          （3）根據測量結果，請向你的家人提出一條夏季戶外活動時著裝的建議             &

23、#160;           分析表中數據1、2或3、4得到的結論是 .（1）長波紫外線透過率；（2）其它條件相同時，防曬效果與衣服的層數（厚度）有關；（3）穿全棉長袖T恤；穿顏色較深的衣服；穿較厚的衣服等（合理即可）5語言的準確描述一在實驗設計中，學生一般在時間、溫度、物質的量上難以做到準確的量化描述，故盡可能用“定性”的語言表達，在實驗步驟表述中巧用下列詞語：如“一段時間”、“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“詞不達意

24、”。如圖三，有些學生描述為“分別在甲、乙兩試管中加入A、B物質”，如此表達則成了圖四的含義，顯然兩者不符。準確的描述應為“在甲乙兩支試管中分別加入A、B物質”或“在甲試管中加入A物質，乙試管中加入B物質。”                            圖三      &

25、#160;     圖四     說明：           代表A物質                  代表B物質總之，解生物實驗設計題時，既要掌握答題的基本思路（準確地把握實驗目的確定實驗變量設置實驗變量理順設計思路表達實驗步驟找準觀

26、察對象預測和分析結果得出實驗結論），同時又要了解實驗設計中的注意技巧，并結合實踐多訓練，定能提高實驗設計能力。例（二00二年上海卷）某生物學興趣小組開展“不同濃度香煙浸出液對水蚤的影響”的課題研究。他們已將香煙和蒸餾水按照一：一的重量比浸泡二4h，過濾后的濾液作為原液。如果你是其中一員，請回答：(1）采用何種測定指標來確定香煙浸出液對水蚤有無影響？（只要一種指標）。(2）做該實驗時必備的實驗器材是_。(3）寫出實驗的主要操作步驟_。(4）設計一張表格用于在實驗時記錄數據。【思路方法】本題主要考查探究性實驗的設計。基本解題思路如下：明確實驗目的確定實驗變量分析實驗原理提出實驗假設落實實驗用品設計實驗步驟預測實驗結果得出實驗結論實驗目的：探究不同濃度香煙浸出液對水蚤的影響。實驗原理：煙草細胞中所含煙堿、焦油等對動物有毒害作用（生物學科知識定位），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，單位時間內的死亡率或相同的水蚤全部死亡所需要的時間等任一種明確的、可量度的指標進行評價。實驗假設：假設香煙浸出液中含有煙堿等