剖析经典实验，提高实验复习效率

2015-04-21张其珍王海玮

中学课程辅导·教师教育（上、下） 2015年1期

关键词：实验设计剖析生物

张其珍王海玮

摘要：重视实验原理的分析，通过剖析经典实验、鼓励学生积极创新以及试题精析、精练，对提高学生实验能力大有帮助。

关键词：生物;经典实验;剖析;实验设计

中图分类号：G427文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2015）01-092-1

高考实验题几乎都可以在教材的经典实验中找到影子。因此，复习实验时注意对书中经典实验的剖析，让学生体会实验方法的科学性，设计思维的严密性等等，然后把剖析所得迁移应用于其他实验的复习，可达到事半功倍的效果。

一、经典实验的分类

中学生物学教材中的经典实验根据实验目的、性质、作用主要分类如下表。

那么怎样去剖析经典实验呢？首先要有实验设计的基础知识，然后才是拿起基础知识这把“刀”去“剖析”经典实验，去分析经典实验，去欣赏经典实验，去体会经典实验之所以经典的魅力。实验设计的基础知识包括实验设计的基本原则和实验设计的方法。

二、实验设计的基本原则

1.科学性原则。生物学实验中，一种生命现象的发生往往有其复杂的前因后果，从不同角度全面地分析问题就是科学性的基本原则。分析问题、设计实验的全面性和科学性体现了逻辑思维的严密性。

2.单因子变量原则。实验变量，指实验假设中设计的给定的研究因素。反应变量，指实验变量所引起产生的结果或结论。而其他对反应变量有影响的因素称之为无关变量。例如，在验证温度对酶活性的影响的实验中，就必须控制pH值、底物量和酶量的相等，只改变单一因子——温度，观察不同温度下酶活性的差异。遵循单因子原则，既便于对实验结果进行科学分析，也增强了实验结果的可信度和说服力。

3.对照性原则。实验中的无关变量很多，必须严格控制。要平衡和消除无关变量对实验结果的影响，对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法。设置对照组有4种方法：（1）空白对照，即不给对照组做任何处理;（2）条件对照，即虽给对照组施以部分实验因素，但不是所研究的实验处理因素;（3）自身对照，指对照组和实验组都在同一研究对象上进行。（4）相互对照，不单独设置对照组，而是几个实验组相互作为对照。

三、实验设计的方法

由于完整的实验设计方案包括课题、目的、原理、对象、条件、材料、用具、装置、步骤、现象，实验结果的假设和预期、分析和讨论，因此在实验设计时要考虑：（1）审准实验目的和原理。明确验证的“生物学事实”是什么？或“生物学事实”的哪一方面？实验所依据的生物学（或其他知识）原理是什么？如在验证温度对酶活性的影响的实验中，实验原理就是碘遇淀粉变蓝，淀粉酶可催化淀粉水解为麦芽糖，麦芽糖遇碘不变蓝。（2）找出实验变量和反应变量，以及影响本实验的无关变量，然后构思实验变量的控制方法和实验结果的获得手段。（3）恰当选择实验对象。就是实验所用的生物学材料，如验证质壁分离所用的成熟植物细胞，生长素发现实验中的燕麦胚芽鞘。（4）细心注意实验条件，认真研究实验装置设计的严密性和合理性。完成实验所需的理化条件以及生物学处理方法，如光照、温度、pH值、酶、缓冲剂、离心等。（5）合理设计实验方法和步骤。要遵循前面所提到的原则。（6）记录分析实验结果。不但要分析意料中的结果，还要分析可能出现的意外结果甚至失败的情况，并作出推论。

四、经典实验的剖析举例

1.“生长素发现”的实验。科学的思维方法：（见下表）

观察现象燕麦胚芽鞘的向光性

提出问题向光性的外因是单侧光，内因是什么？

提出假设向光性与尖端有光，尖端可能产生某种物质

设计实验验证1.除去胚芽鞘尖端（结果：不生长不弯曲）

2.切下尖端置于琼脂块上一段时间后，把此琼脂块置于胚芽鞘的切面一侧，并做对照试验（结果：只有放置过胚芽鞘尖端的琼脂块才能使胚芽鞘生长和弯曲。）

分析、推论胚芽鞘尖端确能产生与生长有关的某种物质

化学提纯分离提取出该物质（结果：吲哚乙酸，命名生长素）

2.“观察植物细胞质壁分离和复原”的实验。实验设计内容：

（1）目的：观察植物细胞质壁分离和复原的过程，验证成熟的植物细胞是一个渗透系统。

（2）类型：验证实验。