彭瑩　馬寧

摘 要：通過幾組題例對(duì)高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的解題技巧進(jìn)行分析，旨在幫助學(xué)生梳理解題思路，期望能對(duì)高中生物實(shí)驗(yàn)類習(xí)題教學(xué)提供參考。

關(guān)鍵詞：高中生物 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 解題技巧

從近幾年的實(shí)驗(yàn)題在高考中的題型變化來看，借助實(shí)驗(yàn)方法創(chuàng)設(shè)新情境，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行解釋和分析的能力已成為命題趨向，其中設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題是熱點(diǎn)通過課題《高中生物研究性學(xué)習(xí)與學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的關(guān)系研究》的階段研究可知，要提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的解答能力，除了在日常實(shí)驗(yàn)中要親自動(dòng)手做，熟悉實(shí)驗(yàn)的操作步驟，弄清實(shí)驗(yàn)的原理，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析，還要注重實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題型的解題方法和技巧的積累，只有這樣才能促進(jìn)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣?，才能真正提高?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類題的得分率。

一、看清起始狀態(tài)

實(shí)驗(yàn)的起始狀態(tài)就是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)情景中已經(jīng)具備的己知條件，這是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)構(gòu)建支架的固著點(diǎn)。題目中己知條件包括顯性的題目所給予的明確條件和隱含著需要發(fā)掘的一些基本條件。

例1 請(qǐng)根據(jù)下述條件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證胰高血糖素具有升高血糖的生理作用，寫出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟，預(yù)測(cè)和解釋實(shí)驗(yàn)應(yīng)出現(xiàn)的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)材料用具：正常實(shí)驗(yàn)小白鼠2只，生理鹽水，用生理鹽水配制成的適宜濃度的胰高血糖素，斐林試劑，注射器，試管，燒杯等。實(shí)驗(yàn)提示：采用腹腔注射給藥，給藥劑量不作實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求，給藥1h后，用注射器在小鼠膀胱處穿刺取尿液。

分析：實(shí)驗(yàn)的起始狀態(tài)包括情景中的“正常實(shí)驗(yàn)小白鼠2只，生理鹽水，用生理鹽水配制成的適宜濃度的胰高血糖素，斐林試劑，注射器，試管，燒杯等”等已知條件；還包括實(shí)驗(yàn)提示：采用腹腔注射給藥，給藥劑量不作實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求，給藥1h后，用注射器在小鼠膀胱處穿刺取尿液。把握住實(shí)驗(yàn)的起始狀態(tài)，將能避免在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)脫離已有條件而導(dǎo)致失分。例如，某同學(xué)在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分組時(shí)，敘述為“分別選取兩組正常實(shí)驗(yàn)小鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每組小鼠10只，生理狀態(tài)相同……”，還有學(xué)生在處理變量時(shí)采用飼喂法，一方面是對(duì)胰高血糖素的化學(xué)本質(zhì)不清楚，另一方面正是沒有看清題目中已給的“腹腔注射給藥”的已知條件。

二、抓住目標(biāo)狀態(tài)

實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)狀態(tài)是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)，它是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的依據(jù)，也是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿。特別是實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)要求對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)具有導(dǎo)向和評(píng)價(jià)作用，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)之初必須弄明白。

例2 為驗(yàn)證重力作用下生長(zhǎng)素的橫向運(yùn)輸發(fā)生在尖端，而不是尖端以下部分。請(qǐng)你利用生長(zhǎng)狀況相同的完整燕麥胚芽鞘、薄云母片等設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并寫出實(shí)驗(yàn)步驟，預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

分析：本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目標(biāo)狀態(tài)是：“要驗(yàn)證重力作用下生長(zhǎng)素的橫向運(yùn)輸發(fā)生在尖端，而不是尖端以下部分”和“寫出實(shí)驗(yàn)步驟，預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論”。根據(jù)這些目標(biāo)狀態(tài)首先確定實(shí)驗(yàn)操作方法，即抓住目標(biāo)“生長(zhǎng)素的橫向運(yùn)輸發(fā)生在尖端而不是在尖端以下部分”，結(jié)合實(shí)驗(yàn)的初始狀態(tài)“完整燕麥胚芽鞘、薄云母片”，采取“用云母片分別縱向插入尖端和尖端以下部分，再設(shè)計(jì)不做任何處理的空白對(duì)照”的操作方法和對(duì)照設(shè)計(jì)，就能準(zhǔn)確而迅速的解決設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟的問題。并要注意“寫出實(shí)驗(yàn)步驟，預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論”的目標(biāo)狀態(tài)，在書寫時(shí)將預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論按順序表述。

三、分析設(shè)計(jì)障礙

相對(duì)于一般的問題而言，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)顯得比較復(fù)雜和具有一定的開放性，起始狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)之間會(huì)存在許多不能直接解決的問題。對(duì)此，要求學(xué)生應(yīng)善于分析，將起始狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)聯(lián)系起來，通過思維活動(dòng)明確二者之間的差距，努力尋求溝通這種差距的“橋梁”，從而建立“起始狀態(tài)”和“目標(biāo)狀態(tài)”之間的聯(lián)系，根據(jù)已有知識(shí)解決實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中的思維障礙。

例3有機(jī)物X有毒性，可誘發(fā)染色體斷裂。利用密閉氣室裝置（裝置內(nèi)放裝有培養(yǎng)液的器皿，器皿上部鋪上濾紙，濾紙上面可以放置肝臟小塊）和材料用具，探究肝臟小塊對(duì)有機(jī)物X是否具有解毒作用。材料用具：肝臟小塊，外周血淋巴細(xì)胞，淋巴細(xì)胞培養(yǎng)液，植物凝集素（刺激淋巴細(xì)胞分裂）；顯微鏡，載玻片，蓋玻片，玻璃皿，滴管；吉姆薩染液（使染色體著色），有機(jī)物X溶液等。

實(shí)驗(yàn)過程：①在淋巴細(xì)胞培養(yǎng)液中加入植物凝集素培養(yǎng)細(xì)胞，取4等份，備用。②利用甲、乙、丙、丁4組上圖所示裝置，按步驟操作：步驟一：4組分別加人等量肝臟培養(yǎng)液；步驟二：向甲和丙中加入適量有機(jī)物X溶液；步驟三：甲中放置肝臟小塊。還需進(jìn)行的操作是 。③培養(yǎng)一段時(shí)間后，取4組裝置中的等量培養(yǎng)液，分別添加到4份備用的淋巴細(xì)胞培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)。④一段時(shí)間后取淋巴細(xì)胞分別染色、制片。在顯微鏡下觀察 ，并對(duì)比分析。若丙組淋巴細(xì)胞出現(xiàn)異常，而甲組的淋巴細(xì)胞正常，則說明 。

分析：此題的主要設(shè)計(jì)障礙是：肝臟小塊、有機(jī)物X溶液和淋巴細(xì)胞之間的聯(lián)系，以及淋巴細(xì)胞染色切片和肝臟小塊解毒能力之間的關(guān)系。學(xué)生需要在思維活動(dòng)中，需將肝臟小塊對(duì)有機(jī)物X溶液解毒后的培養(yǎng)液和題中“起始狀態(tài)”吉姆薩染液能使正常分裂的淋巴細(xì)胞染色體著色之間建立起“橋梁”，并將其有效的聯(lián)系起來，本題的突破口就找到了。在這個(gè)建立思維聯(lián)系的過程中，尋找完成實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵條件和考慮每一種材料或用具可能的作用正是建立“橋梁”的關(guān)鍵點(diǎn)。

四、表述規(guī)范準(zhǔn)確

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的解答表述非常重要，從平時(shí)測(cè)試和高考答題的情況看，敘述要求比較高的題，得分率往往也不理想。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)形成文字時(shí)，文字的表述要準(zhǔn)確，答題要落在實(shí)處，盡量做到一目了然。

例4請(qǐng)根據(jù)下述條件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，鑒別兩種不同濃度的蔗糖溶液，寫出實(shí)驗(yàn)步驟并分析結(jié)果。實(shí)驗(yàn)材料：一瓶10%的蔗糖溶液、一瓶30%的蔗糖溶液、250ml燒杯1只、半透膜制成的透析袋1個(gè)、細(xì)刻度玻璃管1支、細(xì)線1根、支架1個(gè)。

分析：凡實(shí)驗(yàn)中涉及到兩組或兩組以上，對(duì)各組的表述要用1、2、3…或a、b、c…或甲、乙、丙…等加以編號(hào)便于區(qū)分。所用實(shí)驗(yàn)試劑要相同即試劑的成分、濃度、體積要相同，如本題中尤其要注意體積上等量的問題。在方法步驟的最后一步若表述為“觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”，這種表達(dá)就不準(zhǔn)確，應(yīng)該將要觀察的具體指標(biāo)寫出來，若改成“一段時(shí)間后觀察細(xì)刻度玻璃管液面的升降”就抓住了問題的關(guān)鍵。文字表述也要規(guī)范，本題對(duì)結(jié)論的描述應(yīng)為“如果細(xì)刻度玻璃管內(nèi)液面上升，則透析袋內(nèi)的為30%的蔗糖溶液，燒杯內(nèi)的為10%的蔗糖溶液”，而不能寫成“當(dāng)透析袋內(nèi)裝30%蔗糖溶液，燒杯內(nèi)裝10%蔗糖溶液時(shí)，細(xì)刻度玻璃管液面上升”。