四川省宜賓市第四中學   樊麗

實驗設計題越來越成了一種新穎而重要的題型，它側重考查學生的實驗思想方法、創(chuàng)新能力、動用所學知識解決實際問題的能力等，能較好地體現(xiàn)當前教學改革特別是考試改革的要求，因此是一類很好的題型。實驗設計題的能力要求較高，難度較大，學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，加強學生實驗設計能力的培養(yǎng)，無論訓練學生的思維品質，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力），還是應對高考都有其重要的現(xiàn)實意義。

一、 發(fā)揮實驗理論的指導作用

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

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注射藥品等，這些都反應出了考生實驗設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并不是生理衛(wèi)生知識，而是實驗素質，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

加強實驗能力的培養(yǎng)，既要重視分析和解釋實驗現(xiàn)象和結果（數(shù)據(jù)），以及推導實驗結論能力的培養(yǎng)，也要重視培養(yǎng)設計簡單實驗方案的能力。要提高學生解答實驗設計題的能力，教師不僅要讓學生明確實驗的目的、步驟和儀器的使用方法，而且要讓學生了解和掌握研究生物學的方法原理。學生實驗，不能單純地依實驗指導按部就班，出現(xiàn)結果就大功告成。要指導學生理解實驗程序，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。要讓學生既知道怎么做，也要讓學生知道為什么這樣做，從中學習解決問題、研究事物的方法。比如，觀察植物細胞有絲分裂實驗，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。如為什么用質量分數(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素質，碰到新的實驗才會從根本上把握住設計的思路或方案。

三、 培養(yǎng)實驗設計題的解題思路

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、實驗設計、實驗實施、推導結論和運用結論。實驗設計是聯(lián)系問題的結論的必經(jīng)的橋梁。實驗設計題的解題思路一般包括以下幾點：

1、準確把握實驗目的。實驗目的是整個實驗設計的靈魂，所有實驗步驟的設計都要圍繞實驗目的這個核心來進行。

2、細心弄清設計要求。一個結論的證實，可通過許多不同的實驗來證明，但空間應選用何種方案，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計的精髓，是一個好的實驗設計最富有創(chuàng)意的閃光之處，也是搞好實驗設計的關鍵所在。

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

5、嚴格設置對照實驗。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。對照實驗設置的正確與否，關鍵就在于如何盡量去保證“其他條件的完全對等”。

6、準確預測實驗結果。實驗設計方案完成后，根據(jù)理論知識和實驗原理對實驗可能出現(xiàn)的結果進行預測，分析實驗的科學性和合理性。

7、組織簡明的語言文字。步驟設計一般不宜連續(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)范的實驗術語，不能用含糊的口語。

四、加強實驗設計題訓練，培養(yǎng)學生科學思維品質

1、將課本實驗進行適當延伸、補充及重新設計。例如，做“葉綠體中色素的提取與分離”實驗時，先讓學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？同學們提出許多改進方案：有的同學提出用自動鉛筆代替毛細吸管；有的提出用蓋玻片的一側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，進行擴散等等。這些方案的設計都體現(xiàn)了學生的創(chuàng)新精神，鍛煉了學生的實驗設計能力和實際操作能力。

2、選擇一些有研究意義的問題設計實驗方案，讓學生操作探索。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）設計出實驗的方法步驟，預測可能的實驗結果，并分別得出相應的結論。即運用科學基礎理論并針對社會背景中的生產(chǎn)、生活、科研等實際問題設計實驗方案，進一步培養(yǎng)學生的實驗設計能力。

實驗設計的每一環(huán)節(jié)、每一手段的選擇都要做到科學、嚴密，需要學生動用已學過的多種理論知識，結合實驗操作的經(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、合理的實驗設計方案，否則目標就難以達到。可以這樣說，實驗設計的過程就是科學思維的過程。