太古小说排行榜:高考生物实验能力要求解读与题型分析(5)_黑猫

高考生物实验能力要求解读与题型分析(5)
北京师范大学附属实验中学（100032）林祖荣
江苏省泗阳中学（223700）刘鸿儒
                                  ——本文载2004年第4期《中学生物教学》    四．研究性学习设计
    能够对一些生物学的问题进行初步的探索性的研究，并能制订研究方案，其含义不仅包含了实验的设计与探究，含了研究性学习的要求。考纲的24个实验中，包含了研究性学习课题的内容。从本质上讲，实验的设计与探究也应属于研究性学习的范畴，但研究性学习的要求更高。一般的实验设计与探究往往给出了许多条件限定，使考生的思维只能框定在某个范围之内，而研究性学习则学生更大的发挥空间。研究性学习不只是实验探究，还包括调查研究、文献研究等多种形式。目前高考中涉及的主要是实验探究与调查研究。
    例1．（2003上海）在普通饲料中加入添加剂可以加速家禽和家畜的生长和增重。某饲料公司新近开发出两种新颖饲料添加剂1号和2号，委托某生物学小组试验这两种饲料的效果。请你为该小组设计一试验方案，方案中应包括：（1）试验具体步骤；（2）用直角坐标图直观地表示和比较试验结果；（3）试验要求在5周内结束。实验室有一批体重15g左右的小白鼠，可按需选作为试验动物。
    分析：本题不仅要求考生根据问题设计实验的步骤，而且要求对实验的结果进行处理。根据题目条件，要检测两种新颖饲料添加剂的效果，实际上是通过检测它们能否是试验动物体重增加来体现的。因此设计实验时，首先考虑到用小白鼠的起始体重应相似，并且应随机分组。分几组呢？添加剂有两种，如果只设置两组，互相对照是难以得出实验结论的，必须要设计三组实验。其中一组在饲料中添加添加剂1，另一组加添加剂2，还有一组不加任何添加剂，作为对照。
    能够对实验的结果进行处理是学生科学素养的重要组成部分。本题要求用直角坐标图直观地表示和比较试验的结果，考查学生对科学数据的处理能力。如何设置坐标图呢？显然应反应的是实验过程中的变量的变化，即自变量和因变量的变化。自变量是时间，因变量是小鼠体重，这样就可时间为横坐标，以小鼠的平均体重为纵坐标作图。由于试验要求在5周内结束，所以就决定了横坐标的单位与长度；纵坐标体重的变化只能由考生作估算。添加剂的作用效果如何，也是不确定的，也需要考生作合理的推测，并在坐标图上表示出来。
    答案：
    （1）具体步骤①选取体重大致相似的健康小鼠，随机分为三组，每组若干只
    ②A组饲料为普通饲料加添加剂1号，B组饲料为普通饲料加添加剂2号，C组为普通饲料不加添加剂，作为对照组
    ③试验开始时称重，以后每周称重1次，记录每组的平均体重
    ④三组小白鼠在相同条件下饲养，每天给予充足水分和饲料
   （2）参考上图给分。要求学生在坐标图上画出三组试验结果，在纵轴和横轴上正确标出平均体重（g）和试验时间（周）。
    例2．（2002上海）某生物学兴趣小组开展“不同浓度香烟浸出液对水蚤的影响”的课题研究。他们已将香烟和蒸馏水按照l：1的重量比浸泡24小时，过滤后的滤液作为原液。如果你是其中一员，请回答：
    (1)采用何种测定指标来确定香烟浸出液对水蚤有无影响?(只要一种指标)
    (2)做该实验时必备的实验器材是：
    (3)写出实验的主要操作步骤。
    (4)设计一张表格用于实验时记录数据。
    分析：本题涉及的也是一个研究性学习的课题。与一般探究实验相比，灵活性大，给了学生较大的自由发挥的空间。
    （1）香烟浸出液对水蚤的影响是多方面的，如何测定其影响呢？首先需要确定测量的指标，而这种指标必须是可度量的。活动强度、代谢强度、水蚤体积的变化等都缺少可度量性，必须将其转化为可检测性。实验结果的可度量性，应该是考虑实验设计时的一个重要的因素。对于水蚤而言，每分钟心跳的次数，单位时间内死亡的数量等都是可度量的。
    （2）要确定实验必需的器材，需要根据实验操作步骤来确定，所以思考时可首先根据实验的目的原理以及检测方法来确定实验步骤。实验是要研究不同浓度香烟浸出液对水蚤的影响，所以必须配置不同浓度的香烟浸出液。题目条件提供的是香烟浸出液原液，所以必须稀释。同时要设置对照，可用清水替代香烟浸出液。如何对水蚤进行观察？水蚤体积很小，必须借助显微镜，这就需要制作装片。装片制作好后要进行观察和记录，并对实验资料进行处理。
    （3）有了实验步骤，就不难写出实验需要的器材了。由于需要配制不同浓度的香烟浸出液，所以需要配置浓度所需的量度器材，所量筒、烧杯等；由于需要制作装片进行显微观察，所以需要显微镜，载玻片和盖玻片等材料；如果要统计单位时间内的心跳次数，那就得有计时的工具等等。
    （4）要设计一张表格用于实验时记录的数据，就得考虑实验数据所反映什么。实验的目的是研究不同浓度香烟浸出液对水蚤的影响，这里面已反应了自变量和因变量的关系：香烟浸出液的浓度是自变量，而水蚤（如心率）的变化就是因变量，这样表格也可以设计出来了。用行、列分别表示自变量与因变量的变化。
    答案：(1)要求考生写出明确的测定指标(单位时间内的可量度的指标，如每分钟 心跳次数，单位时间内的死亡率或相同数量的水蚤全部死亡所需要的时间等)。水蚤每分钟心脏跳动次数
 (2)根据(1)写出所需要的主要实验器材，如配置浓度所需要的量度器材、实
 验用具、计时工具等。
显微镜、秒表(计时工具)、量筒、烧杯、载玻片、盖玻片等
 (3)根据(1)写出主要的实验步骤。
 ①用蒸馏水稀释烟草浸出液原液，配成3种不同浓度的溶液 
 ②用吸管吸取水蚤．放于载玻片上．盖上盖玻片．调节光线．在显微镜低倍镜下观察：
 ③用引流法引流，观察和记录一定时间内水蚤在蒸馏水(对照)及不同浓
 度烟草浸出液中心跳次数，重复三次 
④整理实验资料，算出每分钟心跳的平均次数，做出评价
(4)表中要反映出不同浓度梯度、对照组、实验重复次数、单位时间，平均值
 等。具体举一例如下：（略）