生物实验程序的一般规律及高考实验设计题解答例析

楼亮

生物实验设计题是理综高考中考查学生生物学能力的重要题型，也是高考生物试题的难点。笔者基于课程标准与考试大纲，结合自己多年的教学经验，谈谈生物实验程序的一般规律，并例举、分析生物考试中实验设计题的解答处理，以将规律性知识与生物考试中的问题解决相结合，提高学生的生物认知和问题解决的能力。

一、实验程序设计的一般规律

一份完整的实验设计方案，应该包括实验课题、实验目的、实验原理、实验对象、实验条件、实验材料、用具和装置、实验步骤、实验现象、实验结果的假设和预期、实验结果的分析和讨论。因此，在实验设计中可以从以下几个方面去考虑：

1.了解题目要求

解题首先要明确题意，只有明确题意才能方向明确，少走弯路。看清题意，就是要弄清是设计实验方案、步骤还是分析实验结果。

2.明确实验目的和原理

明确实验到底要解决什么问题，要用到生物学的什么原理。只有明确了实验目的，下一步的实验才能有的放矢，顺利开展。而有了实验原理的指导，实验设计就有了正确的方向。

3.做出假设

结合实验目的，运用所学的生物学原理，对提出的问题给予尝试性的推测或解释。这种解释正确与否还必须经过之后的实验研究去证实，但是这种假设必须是建立在正确的生物学知识基础之上，经过科学的逻辑推理得到的，必须具备合理性和可检验性。

4.设计实验步骤

这一步非常关键，应注意以下几点：（1）一定要遵循科学实验的原则，特别是设置对照实验，确定惟一的实验变量等。（2）选择恰当的实验材料和实验手段。所以在解题时，要思考题目中所给出的实验材料和试剂分别起什么作用？怎样运用？要注意：一是题目中给出的实验材料和试剂应充分利用;二是除非题目条件允许，否则不能自己随意增加实验材料和试剂。（3）要注意实验步骤的先后顺序，有时候会“差之毫厘，谬之千里”。

笔者通过对大量高考试题的研究发现：可将繁杂的实验设计程序归纳为以下要点：（1）共性处理：实验步骤的第一步一般都是取材、分组、编号，添加相同的物质，做相同条件下的处理等。需要注意的是要强调等量原则，要注意应用一些定性、定量的描述性语言。（2）变量处理：实验步骤的第2步一般都是设计实验对照。此步骤一定要遵循单一变量原则，即不论一个实验有几个实验变量，都应做到一个实验变量对应观测一个反应变量，且要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。（3）结果处理：实验步骤的第3步实际上是观察实验现象、测量实验数据、记录实验结果等。

5.预测实验结果

预测实验结果即在该实验特定变量的作用下，运用已有的生物学知识，经过科学的分析和推理，给出一种或几种可能的实验结果。一般来说，验证性实验是“不需要”预测实验结果的，因为实验结果是“已知的”，而探究性实验一般有多种可能的预测结果。

6.观察实验结果，记录实验数据，分析得出结论

根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、推理等处理，归纳出一般概括性判断，并用文字、图表、绘图等方法作一个简明的总结。

以上只是解答一般综合实验设计题的思考方法，在解题过程中，应根据实验设计的具体情况和要求，做出正确的回答。

二、实验设计题例题解析

例题：血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，钙离子缺乏则血液不能凝固，草酸钾能与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，起抗凝作用。请根据提供的实验材料和用具，简要写出第二步及以后的实验步骤和实验结果，验证钙离子在血液凝固中的作用，并回答问题。

1.实验材料和用具

家兔、生理盐水、酒精棉、适宜浓度的草酸钾溶液、适宜浓度的氯化钙溶液、试管和注射器。

2.实验步骤和结果

第一步：在A、B试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水。第二步：……

问题：设置B管的目的是   。

解析：首先分析这个实验设计题的实验目的是什么？（验证钙离子在血液凝固中的作用）实验原理是什么？（草酸钾与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀起抗凝作用）这个实验中的实验变量是什么？（钙离子的有无）反应变量是什么？（血液凝固与否）这个实验中的无关变量是什么？（影响血液凝固的其他因素，如温度、草酸钾浓度、试管的干净程度等）该实验的实验组为哪只试管？（A管）对照组为哪只试管？（B管）本实验为何种对照类型？（空白对照：一只试管中加入了草酸钾溶液，一只没有加。自身对照：A管血液中的钙离子首先与草酸钾形成了沉淀，后又加入氯化钙溶液。）该实验采用何种方法均衡无关变量？（对照和平衡等量原则）

参考答案：

第二步：用酒精棉消毒，用注射器抽取家兔血。

第三步：立即将等量的新鲜血分别加入到A、B两试管中，静置一段时间。

结果：A试管内的血液不凝固，B试管内的血液凝固。

第四步：将等量的氯化钙溶液分别加入到A、B两支试管中。

结果：A试管内血液凝固，B试管内血液仍凝固。

问题：作为A试管的对照。