从高考学生答题情况看生物实验设计题.doc

从高考学生答题情况看生物实验设计题罗田县育英高级中学 汤学锋一、从高考看实验设计的重要性从湖北省2001年的理综试卷到2006年的理综试卷，生物试题至少有一道实验题，其中以单因素对照实验设计居多，且所占分值较大。2005年的试卷中，实验题分值达48分，占生物试卷总分的2/3，2006年也给了一道22分的实验题。并且实验设计，体现了学生探索未知世界的主动性，渗透了学生的科学研究思想，丰富了学生的体验，提高了学生学科素质，发展发学生的能力，展示了学生的个性。因此，提高学生的实验设计能力，对提高学生各方面的素质具有重要意义。二、考生容易出错的地方 根据笔者几年的教学观察，学生对实验题往往有畏惧感，考试遇到实验设计题往往无从下手，其原因在于学生没有一定的解题思路和一定的方法。高考中由于时间紧张，因此对生物实验题弃之不顾。现归纳学生易犯的错误总结如下： 1、审题不仔细，不清楚实验目的。 2、不认真分析实验目的，不清楚自变量和因变量各是什么，盲目做答。 3、不认真思考怎么去表现自变量和因变量。 4、不遵循对照实验的设计原则，思维不严谨。 5、文字表达能力不足，词不达意，漏答要点。 针对这些问题，根据单因素对照实验的设计原则，以2006年湖北省理综试卷生物实验设计题为例，浅谈生物学科单因素对照实验的解题思路和方法，以供参考。三、解法浅议 1、单因素对照实验的设计原则： （1）目的性原则： 实验目的对实验起到指导、制约、评价的功能，所以明确实验目的是正确设计实验的前提。 （2）科学性原则 科学性是实验方法的根本所在，它要求全面、客观准确地挖掘隐藏在复杂现象背后的本质。科学的实验方法特点是： 、以控制因变量为手段突出主要矛盾，控制无关变量以简化问题，以此来揭示变量间的因果关系。所谓自变量是指在实验前假定存在的因果关系中的原因变量，因变量即指结果变量。 、实验方法：从操作上来讲，分单组实验法、等组实验法、轮组实验法。从思维方法上讲，有求同法、求异法，求同求异并用法、共变法、剩余法。对单因素对照实验，一般采用求异法。 、实验结果的科学性，对实验中的无关变量（又称干扰变量）会使实验混淆是非，消除的方法可采用排除法、恒定法、纳入法，以期使实验可重复、可反复验证，且准确可靠，具有说服力。2、2006年湖北省理综生物实验题为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上，继续完成实验步骤的设计和预测实验结果，并对你的预测结果进行分析。实验材料与用具：烟草幼苗、试管两支、NaHCO3稀溶液（为光合作用提供原料）、真空泵、暗培养箱、日光灯（实验过程中光照和温度等条件适宜，空气中O2和CO2在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计）。实验步骤和预测实验结果：（1）剪取两小块相同的烟草叶片，分别放入盛有等量蒸馏水和NaHCO3稀溶液的两支试管中。此时，叶片均浮在水面。（2）用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后，敞开试管口，可观察到叶片均下沉到试管底部。（3） 分析预测结果：3、学生答题情况分析（一）关于实验步骤对照不明确：该实验遵循单因素变量的原则。本实验涉及二个对照：一是两支试管之间的对照；二是同一试管前后二步（光和暗）对照。在实际操作过程中学生忽视了这一原则，出现了下列几种常见的错误：H2O管NaHCO3管三步暗光四步光暗三步光暗四步暗光A 对照不全或缺乏对照B 只取一个试管（先光后暗，先暗后光）C 只有第三步（光照），无第四步（暗），或者只暗处理，无光处理。正确的对照应该是：H2O管NaHCO3管三步光光四步暗暗指代不明确：没有试管标示(A、B)，而用一支，另一支表示。审题有误：很多学生抛开题目中的第一步、第二步，另外取2支试管，从头开始设计。没有明确注释的真正含义。另外随意添加实验条件(器材、用具)：如，通O2、CO2、HCl、使用pH值试纸、卫生香、小白鼠等。如果仔细分析，提供的器材中只有暗培养箱、日光灯没有用到，很容易想到光处理和暗处理。实验器材功能模糊：不知道暗培养箱的功能。 (二)关于实验结果(现象)观察指标不明确：由题意可知观察的指标是：“叶片的沉浮”，很多学生自设不符合实际的观察指标，如：称叶片重量、测气体的体积、把气体通入石灰水、液面的上升和下降。实验结果回答不全或漏掉：实验结果应该是回答两个试管的实验结果，很多学生漏掉了其中一支试管的结果，造成不必要的失分。混淆实验结果和实验结论：在验证性实验中，实验结果应是肯定的或否定的，学生常用“如果就”来表达实验结果。混淆了“验证性实验”和“探究性实验”的结果表达方式。混淆了实验目的(实验课题)和实验结果的区别。（三）关于实验结果分析多数学生漏掉了其中一支试管(H2O)的结果分析。在结果分析上缺乏推理的逻辑性、思维的连贯性、文字表达的科学性和简洁性。由于以上种种原因，看似简单的题目，学生得分率很低。4、本文仅就实验步骤设计进行分析仔细审题，找出实验目的，分析实验类型。2006年的实验题明确要验证“在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗”，其目的明确，且为验证性实验。认真分析实验目的，找出自变量和因变量。单因素对照实验通常是研究某种因素对另一种因素的影响，像这一类题，我们可以把他们归纳为一种模式：甲因素对乙因素有影响，在这个模式中，甲因素是自变量，乙因素是因变量，如2006年的试题中，就可以确定有无气体产生和有无气体消耗就是自变量，则叶片在溶液中上升和下沉为因变量。确定实验基本方案：A、围绕实验目的，根据生物学原理，确定简单的实验思路。以2006年湖北理综题中，涉及气体产生和消耗与叶片在溶液中上升和下沉的关系，而课本中的生物学理论中提到：在有光条件下，绿色植物通过光合作用吸收CO2和H2O，同时释放O2，在无光条件下，绿色植物通过呼吸作用吸收O2同时释放CO2。又根据力学知识，当浮力大于重力时，物体上浮；当浮力小于重力时，物体下沉。据此，可以总结出本实验的基本思路为：a、将这两支试管放在日光灯下，光照一段时间，结果NaHCO3稀溶液中的叶片上浮。b、再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间,结果NaHCO3稀溶液中的叶片下沉。B、根据实验器材和生物学原理，表现自变量和检测因变量。对于自变量的变化，试题中明确告有 NaHCO3和H2O两种溶液以及有光和无光两种条件。分析此条件，可知NaHCO3实为叶片提供CO2 ，在有光条件下，叶片进行光合作用释放O2填充在叶肉间隙中导致重力小于浮力，叶片上浮。为了证明O2的作用导致叶片上浮，设置对照，给另一组相同叶片提供蒸馏水，观察其中叶片的沉浮情况，由此可得出光合作用产生了气体。同样在有光条件下上浮的叶片，在黑暗条件下只进行呼吸作用，叶片消耗了叶肉间隙的氧气，虽然放出了二氧化碳，但其溶解在溶液当中并导致重力大于浮力，叶片下沉。为证明呼吸作用消耗了气体，设置对照，观察叶片在蒸馏水的沉浮情况，由此可得出呼吸作用的确消耗了气体。总结，本实验中通过叶片的上浮和下沉，最终来表示光合