论文部分内容阅读
【摘要】在近年的理综测试中，实验作为重要的考查内容，其分值逐年上升，试题形式多样，且经常作为生物科的压轴题。结合高考考纲要求，本文主要针对实验方案的评价与修订进行了初步解读，提出了解答该类试题时应注意的事项与对应的复习建议。
【关键词】生物高考，实验评价，分析方法
纵观近几年高考理综试题，生物部分越来越重视对实验内容的考查，而且特别重视教材的基础实验。出题的素材可在基础实验的基础上结合生活、生产和高新科技等，其特点具有广泛性、新颖性、不可预测性等。这就要求考生具有整理、分析、处理相关的实验数据并规范答题的能力，难度较大，也具有一定的陌生度，考生往往感到无从下手，因此在往年高考中学生的失分率较高。
笔者认为造成这种情况的主要原因是学生没有掌握好课本中的实验，不会对教材中的实验进行分析。结合2013年高考考纲关于实验与探究能力的要求：“能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修订”，本文主要探讨一些关于高中生物实验的评价与分析方法，培养学生的实验分析能力，掌握生物实验中的一般分析法，即从有无对照、实验材料用具的选择、实验条件设置、操作步骤、实验结果分析等几个方面对实验进行初步讨论。
1.分析实验有无对照
对照原则是中学实验中最常用的原则，通过设置对照实验，既可排除无关变量的干扰，又可增加实验结果的可信度和说服力。常用的对照组类型有以下几种：空白对照、自身对照、条件对照、相互对照。
以相互对照为例，如在“探究温度对酶活性的影响”实验中，要用热水、正常温度的水、冰水三个实验组来探究，进行相互对照，以得出相应的实验结论。再如“验证pH对唾液淀粉酶活性的影响”实验中，不同pH溶液之间的对照。
再比如分析实验有无空白对照：为证明“二氧化碳是光合作用合成有机物必不可少的原料”，某同学做了下列实验方案：用一个合适的玻璃罩，将一株生长状态良好的绿色盆栽植物和一杯NaOH溶液罩住，密封不漏气。然后进行相关的操作检查有无淀粉的特异颜色反应出现。该实验方案存在一处明显的错误，即实验中没有对照实验，不能很好的说明二氧化碳是否是光合作用合成有机物必不可少的原料。应设对照实验，其作法如下：装置同题干中的步骤，但是玻璃罩内用同一种相同生长状况的另一株植物替代题干中的植物；用一杯清水替代NaOH溶液，其他步骤与题目一样。
显然如果少了某一个实验组，实验结果就没有说服力，因此要评价一个实验设计是否合理，首先要看该实验有无对照，如有，再看对照设计的是否合理。另外还要考虑实验变量如何设置、是否遵循单一变量原则、是否遵循等量原则、是否排除了干扰变量等。
2.分析实验材料用具问题
2.1 生物材料的选择。
实验材料的选择至关重要，一个好的实验材料可以使实验容易成功而且现象较明显。很多生物实验失败的原因，经常是因为选材不当，造成很难得到实验结论。因而在实验分析时，一定要考虑选材是否正确。
例1：在“可溶性还原糖的鉴定”实验中，要选择可溶性还原糖含量较高的生物组织（或器官），而且组织的颜色应该较浅，才易于观察。
例2：在“观察植物细胞的有丝分裂”实验中，准确地选取取洋葱根尖分生区部位，是保证实验成功的前提。如应避免选择新采收的洋葱、取材时应剪取根尖2-3mm，过长会包括伸长区，无细胞分裂或在低倍镜下寻找分生区困难等。
因此选材时要综合考虑以下几点要求：①所选材料应有利于实验现象的观察；②所选材料应容易获得，尽可能选择无明显季节性、地域性的材料；③所选材料应价格便宜。
2.2 药剂的选择、使用、用量分析。
药品与试剂的选择、浓度、使用时间的控制等，在分析造成实验结果出现误差时，也是不能忽视的一个重要因素。
2.2.1 药品与试剂的用量。
如在检测生物组织中的蛋白质时，双缩脲试剂B液只能加3-4滴，不能过量。因为过量的双缩脲试剂B液会与试剂A液反应，使溶液呈蓝色，从而掩盖生成的紫色。
2.2.2 药品与试剂的浓度。
在实验中，药剂的浓度一般都是人们经过多次试验后确认的一个比较适宜的范围，应严格按要求操作。比如酒精，是生物实验中常用的试剂之一，主要有如下用途：
（1）体积分数为50%的酒精，在脂肪的鉴定实验中，可以洗去被染玻片标本上的苏丹Ⅲ染液浮色。
（2）体积分数为95%的酒精，与质量分数为15%的盐酸按1∶1的比例混合，能使组织中的细胞互相别离开来。
（3）体积分数为75%的酒精，可以用来消毒杀菌。
（4）无水乙醇，在叶绿体中色素的提取与分离实验中，可以用于提取色素，且无毒，方便操作。
2.2.3 药剂使用的时间控制。
有的实验试剂对时间的把握有较高的要求，不能太长也不能太短，否则就会影响实验结果。如在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验”中，解离时间最好控制在3～5min，至根酥软为止，不能太长也不能太短。因为解离时间太长使细胞的结构破坏，影响制片的效果；太短则不易使细胞分离，观察时细胞容易重叠。
2.3 实验器材的选择。
实验中材料用具的选择是非常重要的，要根据实验所提出的要求，联系命题者所提供的器材，准确判断和筛选实验所需的用具及材料，准确表达实验结果和进行数据处理。如认真分析光学显微镜的使用与操作是否正确、恒温水浴锅的使用是否规范等。
3.分析实验条件设置
要准确评价一个实验是否设计合理，还要看看实验条件设置如何，有没有致命性错误。如看看实验是否需要搅拌、加热；实验所需的温度、光照条件是否合理等。例如某同学为了探究PH对人唾液淀粉酶的活性的影响实验中，设置了5个不同的PH梯度，然后将各只试管放入70℃的恒温水浴锅中进行保温等。该步骤就有明显的错误，即应该把水浴温度由70℃改为37℃，因为人唾液淀粉酶发挥活性最适宜的温度为37℃，温度偏高会使酶失去活性，影响实验效果。 4.分析实验步骤及操作
步骤及操作是否正确是影响实验结果的主要因素，应作重点分析，主要有以下三种情况。
4.1 实验顺序不合理：如在探究pH对酶活性影响的实验中，不能先加淀粉溶液和淀粉酶溶液，后加蒸馏水、氢氧化钠、盐酸。因为这样可能在改变溶液pH之前淀粉酶已将淀粉水解，从而失去对照作用而影响实验效果。
4.2 忘做某个实验步骤：规定的实验步骤不能少，如在“观察植物细胞的有丝分裂”中，根尖解离后，若不经漂洗直接染色，则染色效果很差，因为根尖上附着的盐酸会和碱性染料发生中和反应，从而影响染色。再比如探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化时，从试管中吸出的培养液计数前若没有振荡试管，计数的结果就可能偏大或偏小。
4.3 操作方法不当。在具体操作某个步骤时，如果没有严格按规定的操作方法去做，实验结果肯定是不够准确的。如在“探究温度对酶活性的影响”实验中，如果用高温处理后冷却的过氧化氢酶溶液与过氧化氢混合，则不会看到大量气泡的产生。因为高温已经使过氧化氢酶失活了。再如在可溶性还原糖的鉴定实验中，斐林试剂必须现配现用，用前要先混合再滴加于待测溶液中才可以。
4.4 操作要求不严格。如解离、染色、加热时间不够，试管、玻片等的清洗不够干净等都会对实验结果有一定的影响。
5.分析实验结果
判断一个实验最终有没有达成预定的实验目标，实验结果的正确分析与否成了压轴要求。评价时要重点看看实验结果的验证目标是否准确、验证方法是否得当、对实验结论的表达是否到位或者出现错位等。
一看实验结果的验证目标是不是该实验的因变量：如在探究酵母菌的呼吸方式实验中，自变量为有无氧气，因变量应该是检测有无CO2的产生或检测有无酒精的产生。
二看验证方法是否得当：如在探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的专一性作用时，不可以用碘液代替斐林试剂进行鉴定，因为无论蔗糖是否水解遇碘液都没有颜色变化。
三看对实验结论的表达是否准确：分析实验结论的描述，要注意前后之间有没有较强的逻辑性；有没有反映出该实验的自变量、因变量以及这两个量之间的关系；语言表达是否规范和言简意赅等等。
总之，针对高中生物实验关于评价类试题的考察，我们在评价或修订实验方案时，先要弄清楚该实验过程中哪些地方出现了问题，再对症下药。在平常的复习过程中，我们只有通过不断的推敲、研究高考考查的评价类试题，并演练一些有代表性的练习，才能找到求解此类题目的基本思路，才能增强对生物实验思想、实验方法、实验操作技术的认知，从而大大提升应对高考实验内容的实战方法和解题技巧。
参考文献
[1] 苏相洁.高中生物实验教学有效性策略的研究与探讨[D].广西师范大学，2005年.
[2] 李延平.重视高中生物实验教学 培养学生自主探究能力[J].教学仪器与实验，2009年09期.
[3] 吴江洪.浅谈生物实验活动评价[J].教学仪器与实验，2011年09期.
[4] 赵子峰，张亚丽，吕辉等.叶绿体色素纸层析分离实验的关键步骤.生物学教学，2003，28（6）：33～34.
[5] 裴爱莉.实验在生物教学中的作用[N].教师报，2006.
[6] 孙秋菊.浅谈在生物实验课中培养学生的创新思维和实践能力[J].中国基础教育，2005.
【关键词】生物高考，实验评价，分析方法
纵观近几年高考理综试题，生物部分越来越重视对实验内容的考查，而且特别重视教材的基础实验。出题的素材可在基础实验的基础上结合生活、生产和高新科技等，其特点具有广泛性、新颖性、不可预测性等。这就要求考生具有整理、分析、处理相关的实验数据并规范答题的能力，难度较大，也具有一定的陌生度，考生往往感到无从下手，因此在往年高考中学生的失分率较高。
笔者认为造成这种情况的主要原因是学生没有掌握好课本中的实验，不会对教材中的实验进行分析。结合2013年高考考纲关于实验与探究能力的要求：“能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修订”，本文主要探讨一些关于高中生物实验的评价与分析方法，培养学生的实验分析能力，掌握生物实验中的一般分析法，即从有无对照、实验材料用具的选择、实验条件设置、操作步骤、实验结果分析等几个方面对实验进行初步讨论。
1.分析实验有无对照
对照原则是中学实验中最常用的原则，通过设置对照实验，既可排除无关变量的干扰，又可增加实验结果的可信度和说服力。常用的对照组类型有以下几种：空白对照、自身对照、条件对照、相互对照。
以相互对照为例，如在“探究温度对酶活性的影响”实验中，要用热水、正常温度的水、冰水三个实验组来探究，进行相互对照，以得出相应的实验结论。再如“验证pH对唾液淀粉酶活性的影响”实验中，不同pH溶液之间的对照。
再比如分析实验有无空白对照：为证明“二氧化碳是光合作用合成有机物必不可少的原料”，某同学做了下列实验方案：用一个合适的玻璃罩，将一株生长状态良好的绿色盆栽植物和一杯NaOH溶液罩住，密封不漏气。然后进行相关的操作检查有无淀粉的特异颜色反应出现。该实验方案存在一处明显的错误，即实验中没有对照实验，不能很好的说明二氧化碳是否是光合作用合成有机物必不可少的原料。应设对照实验，其作法如下：装置同题干中的步骤，但是玻璃罩内用同一种相同生长状况的另一株植物替代题干中的植物；用一杯清水替代NaOH溶液，其他步骤与题目一样。
显然如果少了某一个实验组，实验结果就没有说服力，因此要评价一个实验设计是否合理，首先要看该实验有无对照，如有，再看对照设计的是否合理。另外还要考虑实验变量如何设置、是否遵循单一变量原则、是否遵循等量原则、是否排除了干扰变量等。
2.分析实验材料用具问题
2.1 生物材料的选择。
实验材料的选择至关重要，一个好的实验材料可以使实验容易成功而且现象较明显。很多生物实验失败的原因，经常是因为选材不当，造成很难得到实验结论。因而在实验分析时，一定要考虑选材是否正确。
例1：在“可溶性还原糖的鉴定”实验中，要选择可溶性还原糖含量较高的生物组织（或器官），而且组织的颜色应该较浅，才易于观察。
例2：在“观察植物细胞的有丝分裂”实验中，准确地选取取洋葱根尖分生区部位，是保证实验成功的前提。如应避免选择新采收的洋葱、取材时应剪取根尖2-3mm，过长会包括伸长区，无细胞分裂或在低倍镜下寻找分生区困难等。
因此选材时要综合考虑以下几点要求：①所选材料应有利于实验现象的观察；②所选材料应容易获得，尽可能选择无明显季节性、地域性的材料；③所选材料应价格便宜。
2.2 药剂的选择、使用、用量分析。
药品与试剂的选择、浓度、使用时间的控制等，在分析造成实验结果出现误差时，也是不能忽视的一个重要因素。
2.2.1 药品与试剂的用量。
如在检测生物组织中的蛋白质时，双缩脲试剂B液只能加3-4滴，不能过量。因为过量的双缩脲试剂B液会与试剂A液反应，使溶液呈蓝色，从而掩盖生成的紫色。
2.2.2 药品与试剂的浓度。
在实验中，药剂的浓度一般都是人们经过多次试验后确认的一个比较适宜的范围，应严格按要求操作。比如酒精，是生物实验中常用的试剂之一，主要有如下用途：
（1）体积分数为50%的酒精，在脂肪的鉴定实验中，可以洗去被染玻片标本上的苏丹Ⅲ染液浮色。
（2）体积分数为95%的酒精，与质量分数为15%的盐酸按1∶1的比例混合，能使组织中的细胞互相别离开来。
（3）体积分数为75%的酒精，可以用来消毒杀菌。
（4）无水乙醇，在叶绿体中色素的提取与分离实验中，可以用于提取色素，且无毒，方便操作。
2.2.3 药剂使用的时间控制。
有的实验试剂对时间的把握有较高的要求，不能太长也不能太短，否则就会影响实验结果。如在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验”中，解离时间最好控制在3～5min，至根酥软为止，不能太长也不能太短。因为解离时间太长使细胞的结构破坏，影响制片的效果；太短则不易使细胞分离，观察时细胞容易重叠。
2.3 实验器材的选择。
实验中材料用具的选择是非常重要的，要根据实验所提出的要求，联系命题者所提供的器材，准确判断和筛选实验所需的用具及材料，准确表达实验结果和进行数据处理。如认真分析光学显微镜的使用与操作是否正确、恒温水浴锅的使用是否规范等。
3.分析实验条件设置
要准确评价一个实验是否设计合理，还要看看实验条件设置如何，有没有致命性错误。如看看实验是否需要搅拌、加热；实验所需的温度、光照条件是否合理等。例如某同学为了探究PH对人唾液淀粉酶的活性的影响实验中，设置了5个不同的PH梯度，然后将各只试管放入70℃的恒温水浴锅中进行保温等。该步骤就有明显的错误，即应该把水浴温度由70℃改为37℃，因为人唾液淀粉酶发挥活性最适宜的温度为37℃，温度偏高会使酶失去活性，影响实验效果。 4.分析实验步骤及操作
步骤及操作是否正确是影响实验结果的主要因素，应作重点分析，主要有以下三种情况。
4.1 实验顺序不合理：如在探究pH对酶活性影响的实验中，不能先加淀粉溶液和淀粉酶溶液，后加蒸馏水、氢氧化钠、盐酸。因为这样可能在改变溶液pH之前淀粉酶已将淀粉水解，从而失去对照作用而影响实验效果。
4.2 忘做某个实验步骤：规定的实验步骤不能少，如在“观察植物细胞的有丝分裂”中，根尖解离后，若不经漂洗直接染色，则染色效果很差，因为根尖上附着的盐酸会和碱性染料发生中和反应，从而影响染色。再比如探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化时，从试管中吸出的培养液计数前若没有振荡试管，计数的结果就可能偏大或偏小。
4.3 操作方法不当。在具体操作某个步骤时，如果没有严格按规定的操作方法去做，实验结果肯定是不够准确的。如在“探究温度对酶活性的影响”实验中，如果用高温处理后冷却的过氧化氢酶溶液与过氧化氢混合，则不会看到大量气泡的产生。因为高温已经使过氧化氢酶失活了。再如在可溶性还原糖的鉴定实验中，斐林试剂必须现配现用，用前要先混合再滴加于待测溶液中才可以。
4.4 操作要求不严格。如解离、染色、加热时间不够，试管、玻片等的清洗不够干净等都会对实验结果有一定的影响。
5.分析实验结果
判断一个实验最终有没有达成预定的实验目标，实验结果的正确分析与否成了压轴要求。评价时要重点看看实验结果的验证目标是否准确、验证方法是否得当、对实验结论的表达是否到位或者出现错位等。
一看实验结果的验证目标是不是该实验的因变量：如在探究酵母菌的呼吸方式实验中，自变量为有无氧气，因变量应该是检测有无CO2的产生或检测有无酒精的产生。
二看验证方法是否得当：如在探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的专一性作用时，不可以用碘液代替斐林试剂进行鉴定，因为无论蔗糖是否水解遇碘液都没有颜色变化。
三看对实验结论的表达是否准确：分析实验结论的描述，要注意前后之间有没有较强的逻辑性；有没有反映出该实验的自变量、因变量以及这两个量之间的关系；语言表达是否规范和言简意赅等等。
总之，针对高中生物实验关于评价类试题的考察，我们在评价或修订实验方案时，先要弄清楚该实验过程中哪些地方出现了问题，再对症下药。在平常的复习过程中，我们只有通过不断的推敲、研究高考考查的评价类试题，并演练一些有代表性的练习，才能找到求解此类题目的基本思路，才能增强对生物实验思想、实验方法、实验操作技术的认知，从而大大提升应对高考实验内容的实战方法和解题技巧。
参考文献
[1] 苏相洁.高中生物实验教学有效性策略的研究与探讨[D].广西师范大学，2005年.
[2] 李延平.重视高中生物实验教学 培养学生自主探究能力[J].教学仪器与实验，2009年09期.
[3] 吴江洪.浅谈生物实验活动评价[J].教学仪器与实验，2011年09期.
[4] 赵子峰，张亚丽，吕辉等.叶绿体色素纸层析分离实验的关键步骤.生物学教学，2003，28（6）：33～34.
[5] 裴爱莉.实验在生物教学中的作用[N].教师报，2006.
[6] 孙秋菊.浅谈在生物实验课中培养学生的创新思维和实践能力[J].中国基础教育，2005.