四川省宜賓市第四中學(xué)   樊麗

實驗設(shè)計題越來越成了一種新穎而重要的題型，它側(cè)重考查學(xué)生的實驗思想方法、創(chuàng)新能力、動用所學(xué)知識解決實際問題的能力等，能較好地體現(xiàn)當(dāng)前教學(xué)改革特別是考試改革的要求，因此是一類很好的題型。實驗設(shè)計題的能力要求較高，難度較大，學(xué)生往往感到無所適從，從統(tǒng)計的情況看，這一類型的題目得分率較低。因此，加強(qiáng)學(xué)生實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)，無論訓(xùn)練學(xué)生的思維品質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力），還是應(yīng)對高考都有其重要的現(xiàn)實意義。

一、 發(fā)揮實驗理論的指導(dǎo)作用

實驗基本理論為實驗教學(xué)提供理論依據(jù)，掌握它對提高實驗教學(xué)質(zhì)量是大有裨益的。實驗的基本準(zhǔn)則有：假設(shè)驗證原則、單一變量原則、平衡控制原則、實驗對照原則、真實客觀原則。實驗設(shè)計的原則有：科學(xué)性原則、可行性原則、簡便性原則、可重復(fù)性原則。

某年高考理科綜合題中有一道“驗證鈣離子在血液凝固中的作用”的實驗設(shè)計題，評卷教師反映，該題得分率很低，答案五花八門，例如：有的把兔子放在試管中；有的將兔子浸泡在氯化鈣溶液或草酸鉀溶液中；有的沒做對照實驗；有的無視題目要求，在兔子身上切開傷口，往傷口上直接滴藥品或者直接向兔子體內(nèi)注射藥品等，這些都反應(yīng)出了考生實驗設(shè)計能力是何等的不盡人意！深究一下，就不難發(fā)現(xiàn)根本原因是這些學(xué)生的實驗基本理論匱乏、實驗原則意識淡薄。其實該題所考查的重點(diǎn)并不是生理衛(wèi)生知識，而是實驗素質(zhì)，例如需要用到對照實驗的原理和方法，在高中生物的“比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率”、“探索淀粉和蔗糖水解的作用”等實驗中已有介紹，考生只要將這一實驗方法遷移到這一新情境中來，問題就迎刃而解了。

二、 重視實驗程序的分析

加強(qiáng)實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，既要重視分析和解釋實驗現(xiàn)象和結(jié)果（數(shù)據(jù)），以及推導(dǎo)實驗結(jié)論能力的培養(yǎng)，也要重視培養(yǎng)設(shè)計簡單實驗方案的能力。要提高學(xué)生解答實驗設(shè)計題的能力，教師不僅要讓學(xué)生明確實驗的目的、步驟和儀器的使用方法，而且要讓學(xué)生了解和掌握研究生物學(xué)的方法原理。學(xué)生實驗，不能單純地依實驗指導(dǎo)按部就班，出現(xiàn)結(jié)果就大功告成。要指導(dǎo)學(xué)生理解實驗程序，分析實驗中每一步驟的作用，每一個處理的意義，以及各步驟之間的聯(lián)系。要讓學(xué)生既知道怎么做，也要讓學(xué)生知道為什么這樣做，從中學(xué)習(xí)解決問題、研究事物的方法。比如，觀察植物細(xì)胞有絲分裂實驗，其實驗程序“培養(yǎng)根尖-解離-漂洗-染色-制片”，首先應(yīng)該分析每一環(huán)節(jié)安排的前后順序的理由，然后分析每一步的必要性和原理。如為什么用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%鹽酸解離？其目的何在？染色前為什么要漂洗？為什么染色？用什么試劑染色？龍膽紫染色的原理是什么？只有這樣才能逐步形成良好的科學(xué)素質(zhì)，碰到新的實驗才會從根本上把握住設(shè)計的思路或方案。

三、 培養(yǎng)實驗設(shè)計題的解題思路

一個完整的實驗探究過程包括以下6個環(huán)節(jié)：發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、實驗設(shè)計、實驗實施、推導(dǎo)結(jié)論和運(yùn)用結(jié)論。實驗設(shè)計是聯(lián)系問題的結(jié)論的必經(jīng)的橋梁。實驗設(shè)計題的解題思路一般包括以下幾點(diǎn)：

1、準(zhǔn)確把握實驗?zāi)康�。實驗�(zāi)康氖钦麄�實驗設(shè)計的靈魂，所有實驗步驟的設(shè)計都要圍繞實驗?zāi)康倪@個核心來進(jìn)行。

2、細(xì)心弄清設(shè)計要求。一個結(jié)論的證實，可通過許多不同的實驗來證明，但空間應(yīng)選用何種方案，則要根據(jù)題目的具體要求來確定。

3、精心策劃實驗方法。實驗方法的策劃是整個設(shè)計的精髓，是一個好的實驗設(shè)計最富有創(chuàng)意的閃光之處，也是搞好實驗設(shè)計的關(guān)鍵所在。

4、合理設(shè)計操作過程。基本的實驗方法選定以后，緊接著應(yīng)酬設(shè)計具體的操作細(xì)節(jié)，這些操作細(xì)節(jié)的設(shè)計要合理規(guī)范、切實可行。

5、嚴(yán)格設(shè)置對照實驗。對照實驗是指除所控因素外其他條件與被對照實驗完全對等的實驗。對照實驗設(shè)置的正確與否，關(guān)鍵就在于如何盡量去保證“其他條件的完全對等”。

6、準(zhǔn)確預(yù)測實驗結(jié)果。實驗設(shè)計方案完成后，根據(jù)理論知識和實驗原理對實驗可能出現(xiàn)的結(jié)果進(jìn)行預(yù)測，分析實驗的科學(xué)性和合理性。

7、組織簡明的語言文字。步驟設(shè)計一般不宜連續(xù)描述，往往需要分段敘說：試管（或燒杯、水槽等）要給予編號，如A 、B或甲、乙：敘說中盡量要用規(guī)范的實驗術(shù)語，不能用含糊的口語。

四、加強(qiáng)實驗設(shè)計題訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維品質(zhì)

1、將課本實驗進(jìn)行適當(dāng)延伸、補(bǔ)充及重新設(shè)計。例如，做“葉綠體中色素的提取與分離”實驗時，先讓學(xué)生按照課本上的要求操作，再請他們想想操作過程中哪些步驟可以改進(jìn)？同學(xué)們提出許多改進(jìn)方案：有的同學(xué)提出用自動鉛筆代替毛細(xì)吸管；有的提出用蓋玻片的一側(cè)蘸取濾液再印在濾紙上；有的改用圓形濾紙，濾液滴在圓心上，并把層析液也滴在圓心上，進(jìn)行擴(kuò)散等等。這些方案的設(shè)計都體現(xiàn)了學(xué)生的創(chuàng)新精神，鍛煉了學(xué)生的實驗設(shè)計能力和實際操作能力。

2、選擇一些有研究意義的問題設(shè)計實驗方案，讓學(xué)生操作探索。如探究光的有無對種子萌發(fā)的影響，請你依據(jù)所給材料和用品（數(shù)量充足的鋪有濾紙的培養(yǎng)皿、無菌水、表面消毒不定期的種子等）設(shè)計出實驗的方法步驟，預(yù)測可能的實驗結(jié)果，并分別得出相應(yīng)的結(jié)論。即運(yùn)用科學(xué)基礎(chǔ)理論并針對社會背景中的生產(chǎn)、生活、科研等實際問題設(shè)計實驗方案，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計能力。

實驗設(shè)計的每一環(huán)節(jié)、每一手段的選擇都要做到科學(xué)、嚴(yán)密，需要學(xué)生動用已學(xué)過的多種理論知識，結(jié)合實驗操作的經(jīng)驗，經(jīng)過周密的分析，必要的邏輯推理才能做出一個科學(xué)、合理的實驗設(shè)計方案，否則目標(biāo)就難以達(dá)到。可以這樣說，實驗設(shè)計的過程就是科學(xué)思維的過程。