探究性实验的三种预期结果

王忠文

验证性实验试题是在实验结果已知的情况下，设计实验程序对结论进行验证和确认，而探究性实验试题是在实验结果不知晓的情况下，由实验者自行设计实验方案进行探究，以期得到相应的实验结果与科学结论。由于此类实验题更能全面考查与甄别学生的“实验与探究能力”，因而已成为实验命题的一种趋势。研究表明，该类题型往往离不开对实验结果的预测，但由于其结果有多种类型，似乎有不确定性，但如在高考试卷中出现，由于时间有限，因而其预期结果可总结为如下三种类型。

1 二种预期结果

【例1】 图1是生长素发现过程中的几个实验图解，请利用你现有的知识回答下列问题：

（1） ①②③的实验结果说明，①④的实验结果说明 。

（2） 关于植物向光弯曲生长的原因，一种观点是单侧光改变生长素的分布，使背光一侧生长素分布多，因而背光一侧生长快。现有含适宜浓度生长素溶液的琼脂块、燕麦胚芽鞘等实验材料，设计实验探究含有生长素的琼脂块是否具有感光作用。

实验步骤：

第一步：；

第二步：。

实验预测与结论：

。

【思维启迪】本题旨在考查生长素产生部位、作用部位及运输情况的知识要点，设计实验步骤尤其是对实验结果进行预期的能力要求。解题关键：（1） 在安排实验步骤时要遵循单一变量的原则；（2） 要判断出实验的预期结果只有“感光”与“不感光”二种情况；（3） 实验的预测的结果与结论不能颠倒，必须在看到现象、结果后才能得出相应结论。本题的实验变量是琼脂块是否含有生长素，反应变量是胚芽鞘的生长和弯曲情况。

参考答案：（1）尖端是感受光刺激的部位 胚芽鞘尖端能产生生长素并向下运输，促进下部的生长

（2） 第一步：用含有生长素的琼脂块和不含生长素的琼脂块分别两个放在切去尖端的胚芽鞘端口上，都给予单侧光照射

第二步：一段时间后，观察两胚芽鞘的生长和弯曲情况

实验预测与结论：两株胚芽鞘都直立生长，说明含有生长素的琼脂块没有感光作用；放置含有生长素的琼脂块胚芽鞘向光弯曲生长，放置不含生长素的琼脂块不向光弯曲生长，说明含有生长素的琼脂块有感光作用。

【拓展联想】常用于对“是否”或“有无”型的探究性实验题的预测。预期结果时，千万不能受惯性思维的影响。比如通过学习，虽然已经知道放置含有生长素的琼脂块的胚芽鞘不可能向光弯曲生长，但仍要预期到这种“理论上”可能出现的情形。

2 三种预期结果

【例2】 某指示剂溶液在中性条件下为黄色，酸性条件下为红色，碱性条件下为紫色，图2中现有水草、蜗牛、光源及4支装有指示剂水溶液的试管（均为黄色，指示剂不会影响生物的生理活动）等，设计一个证明光合作用吸收CO2与呼吸作用释放CO2的实验，请预测实验结果并分析原因。

（1） 为了证明植物的光合作用吸收CO2，应对B装置作如何处理？，实验结果指示剂呈色。

（2） 为了证明植物的呼吸作用释放CO2，应对C装置作如何处理？，实验结果指示剂呈 色。

（3） A装置的作用是什么？

。

（4） 用一定的光源向D装置照射一段时间，请写出结果预测与结论。

【思维启迪】本题以光合作用、呼吸作用的知识为背景，通过创设特定的情境，全面考查学生对实验进行设计、验证、探究的能力和对实验结果进行预期、分析、解释和表述的能力。（1）、（2）小题为验证性实验设计题，目的要求明确，较易作答。关键是第（4）题，首先要弄清实验的观察指标——指示剂的颜色变化与光合作用、呼吸作用强度的变化关系，其次要穷尽实验可能的结果。

参考答案：（1） 放入水草，将装置放在适宜的光照下 紫 （2） 放入水草，将装置放在黑暗中 红

（3） 对照 （4） ①若指示剂呈红色，说明水草的光合作用速度小于水草呼吸作用速度与蜗牛的呼吸作用速度之和。②若指示剂呈黄色，说明水草的光合作用速度等于水草呼吸作用速度与蜗牛的呼吸作用速度之和。③若指示剂呈紫色，说明水草的光合作用速度大于水草呼吸作用速度与蜗牛的呼吸作用速度之和

【拓展联想】常用于对“影响”或“比较”型的探究性实验题的预测。为防止预期结果发生遗漏，有时可从题干提供的条件得到启发，如本题中明确提到指示剂有三种颜色变化。

3 四种预期结果

【例3】 现有一种由人工膜制成的袋，为检测淀粉和碘能否透过该膜，现提供试剂和用品如下：铁架台、烧杯和人工膜袋各一个，1%的淀粉溶液、稀碘溶液和细棉线。

（1） 请用上述试剂和用品，设计一个实验装置，探究淀粉溶液中的淀粉和碘溶液中的碘能否通过该膜。请用示意图表示（加图注）。

（2） 实验结果预测及分析：

。

【思维启迪】人工膜的性质“未知”，究竟怎样，应通过题设给出的条件设计实验探究。从题干提供的试剂与材料来看，完全可以设计一个完整的渗透装置。必须注意的是：实验结果预测应与实验设计一致，如只有看到“袋内外液体均变蓝”的现象，才能得出“淀粉和碘均能通过”的结论，既不能说颠倒，也不能凭空臆测；由于涉及二个“变量”因素，结果有多种，哪怕是发生一种遗漏，实验结论都是不科学的。

参考答案：（1）见图3

（2） 实验结果预测及分析：一段时间后，

① 袋内外液体均不变蓝，表明淀粉和碘均不能通过；

② 袋内外液体均变蓝，表明淀粉和碘均能通过；

③ 袋内液体变蓝，袋外液体不变蓝，表明碘能通过，淀粉不能通过；

④ 袋外液体变蓝，袋内液体不变蓝，表明碘不能通过，淀粉能通过。

【拓展联想】常用于对涉及“两个”变量因素的探究性实验题的预测。为防止预期结果遗漏，可按照“A+，B+；A+，B-；A-，B+；A-，B-”的模式进行。