№23. Эксперимент: как формулировать вывод, объяснение и прогноз
Задание №23 продолжает линию эксперимента: по результатам опыта нужно сформулировать вывод, объяснить его биологическим механизмом и дать прогноз при изменении условий. Главное правило — писать только то, что следует из данных, и не переносить вывод туда, где опыт не проводился.
Начнём с нуля. Результат опыта — это числа: длина корня в миллиметрах, объём выделившегося газа, масса образца, степень зарастания. Вывод — это утверждение о закономерности, которое из этих чисел следует. Он всегда строится как сравнение: «при повышении температуры потеря массы оказалась больше», «при длине волны 670 нм объём выделившегося кислорода был наибольшим». Пересказ таблицы по строкам выводом не является: «в первом образце 12, во втором 9» — это данные, а не вывод.
Второй элемент ответа — объяснение, то есть биологический механизм. Сравнение без объяснения оценивают ниже, потому что оно не показывает, понимаешь ли ты процесс. Объяснение опирается на знакомые механизмы: вода движется через мембрану в сторону большей концентрации солей (осмос), фермент при нагревании или в кислой среде денатурирует и теряет активность, скорость фотосинтеза зависит от освещённости и концентрации углекислого газа, бактерии при благоприятной температуре размножаются быстрее. Третий элемент — прогноз: что произойдёт, если изменить условие опыта. Прогноз продолжают по найденной закономерности, а не придумывают заново.
данные из таблицы → закономерность (сравнение условий) → объяснение (механизм: осмос · денатурация · фотосинтез · размножение) → прогноз при изменении условия → границы вывода (для каких объектов и условий он справедлив)
- Шаг 1. Определи, что именно измеряли и в каких единицах: длину корня, объём газа, массу, число колоний.
- Шаг 2. Сравни крайние варианты опыта и найди, где показатель наибольший, а где наименьший.
- Шаг 3. Сформулируй закономерность одной фразой: чем больше или выше одно, тем больше или меньше другое.
- Шаг 4. Объясни закономерность через процесс: диффузия воды, работа фермента, интенсивность фотосинтеза, скорость размножения.
- Шаг 5. Дай прогноз только для такого изменения условий, которое прямо продолжает изученный ряд.
- Шаг 6. Проверь границы вывода: если данных о другом организме, другой температуре или другой среде нет, пиши это как предположение, а не как результат опыта.
- Шаг 7. Перечитай ответ: в нём должны присутствовать сравнение, объяснение и прогноз — это три разных элемента, и каждый приносит балл.
| Что требуется в задании | Как формулировать | Чего делать нельзя |
|---|---|---|
| Вывод по результатам | Сравнение показателя в разных условиях с опорой на числа | Пересказывать таблицу по строкам без сравнения |
| Объяснение | Назвать процесс и причину: осмос, денатурация фермента, фотосинтез | Писать «так получилось» без указания механизма |
| Прогноз | Продолжить найденную закономерность на новое значение условия | Обещать результат для условий, которые не изучали |
| Границы вывода | Указать, для каких объектов, температур и сред он справедлив | Переносить вывод на все живые организмы сразу |
| Применение | Назвать практический смысл: как использовать результат | Подменять применение повтором вывода |
Почему нельзя переносить вывод за пределы опыта? Любой опыт ограничен тремя рамками: объектом (одно растение, один вид бактерий, одна порода коров), диапазоном фактора (температуры от 10 до 30 °C, разведения от 1:100 до 1:2000) и набором условий. За этими рамками зависимость может измениться или развернуться: фермент, активность которого растёт при нагревании, при 60 °C уже денатурирует и перестаёт работать. Поэтому корректный ответ либо прямо ограничивает вывод условиями опыта, либо помечает предположение о других условиях как требующее проверки.
Типичные ошибки. 1) Вместо вывода пересказывают таблицу: «в третьем образце масса стала 12, а в четвёртом — 15». Нужна закономерность, а не перечисление чисел. 2) Дают сравнение без объяснения, хотя именно механизм показывает понимание процесса. 3) Переносят вывод за пределы опыта: из опыта с одним растением делают вывод обо всех растениях, из одного интервала температур — обо всём диапазоне. 4) Путают причину и следствие: опыт показывает связь фактора и показателя, а не доказывает, что фактор единственная причина. 5) В прогнозе меняют сразу несколько условий, тогда как опыт позволяет предсказать эффект только одного. 6) Забывают биологический смысл: не учитывают, что осмотические явления возможны лишь в живых клетках, а фермент в кислоте или при сильном нагреве теряет активность.
Проверь себя
- Почему вывод «чем выше температура, тем быстрее растёт корень» нельзя без новых опытов продолжить на 60 °C?
- Масса ветки за время опыта уменьшалась. Какое вещество терял образец и зачем на поверхность воды наливали масло?
- Чем вывод отличается от объяснения и почему за сравнение без указания механизма теряют балл?
- Фермент пероксидазу выдержали в уксусной кислоте, а затем добавили к пероксиду водорода. Пойдёт ли реакция и почему?
- Почему результат опыта с одним видом растения нельзя без оговорок переносить на все растения?
Показательные решения
- Сравниваем жидкости: в одной концентрация соли выше, чем в клетках клубня. Значит, вода будет двигаться из области с меньшей концентрацией соли в область с большей.
- Объясняем изменение массы: вода вышла из клеток клубня, поэтому масса фрагмента картофеля уменьшилась. Это осмос.
- Переходим ко второй части задания: при замене клубня на пробку изменений не будет, потому что клетки пробки мёртвые.
- Объясняем причину: осмотические явления наблюдаются только в живых клетках, у мёртвых клеток мембрана не работает как барьер и движение воды через неё не подчиняется этой закономерности.
- Формулируем вывод: направление движения воды задаёт разница концентраций, масса меняется за счёт потери воды, а в мёртвых клетках пробки эффекта нет.
Ответ: 1. Под действием осмотических сил вода диффундирует (перемещается) из области с меньшей концентрацией соли в область с большей концентрацией (в сторону гипертонического раствора). 2. Масса фрагмента картофеля уменьшилась, т. к. вода вышла из клеток клубня. 3. Клетки пробки являются мертвыми. 4. Осмотические явления можно наблюдать только в живых клетках.
Официальное решение из банка ФИПИ
1. Под действием осмотических сил вода диффундирует (перемещается) из области с меньшей концентрацией соли в область с большей концентрацией (в сторону гипертонического раствора). 2. Масса фрагмента картофеля уменьшилась, т. к. вода вышла из клеток клубня. 3. Клетки пробки являются мертвыми. 4. Осмотические явления можно наблюдать только в живых клетках.
- Смотрим, что измеряли: длину корня в разных температурных условиях. Значит, вывод строится на сравнении этих значений.
- Сравниваем варианты: в более тёплых условиях скорость роста корня оказалась выше, чем в холодных.
- Формулируем закономерность: при повышении температуры скорость роста корня увеличивается, то есть рост идёт быстрее.
- Переходим ко второй части задания и перечисляем условия, необходимые для прорастания семян: наличие кислорода, наличие воды и наличие тепла.
- Проверяем границы вывода: найденная зависимость получена в изученном интервале температур, поэтому продолжать её на сильный нагрев без новых опытов нельзя.
- Ответ: скорость роста корня выше при более высокой температуре, а для прорастания семян нужны кислород, вода и тепло.
Ответ: 1. При повышении температуры скорость роста корня происходит быстрее. 2. Наличие кислорода. 3. Наличие воды. 4. Наличие тепла.
Официальное решение из банка ФИПИ
1. При повышении температуры скорость роста корня происходит быстрее. 2. Наличие кислорода. 3. Наличие воды. 4. Наличие тепла.
- Сравниваем значения длины корня и побега при разных разведениях препарата и находим, где прирост наибольший.
- Наибольший прирост приходится на разведение в 2000 раз, значит именно его и стоит рекомендовать.
- Смотрим на самый концентрированный из изученных растворов: длина проростков там ниже, чем у необработанных растений, то есть препарат не помогает, а тормозит рост.
- Объясняем механизм: концентрированный раствор с высокой концентрацией веществ замедляет поступление воды в проросток, и рост подавляется.
- Формулируем ответ: рекомендуемое разведение — 1:2000, потому что при нём прирост наибольший, а наиболее концентрированный препарат, наоборот, ингибирует рост растений.
Ответ: 1. Нужно использовать разведение в 2000 раз (1:2000). 2. При этом разведении прирост длины проростков (побегов, корней) наибольший. 3. Наиболее концентрированный препарат (из исследованных разведений), наоборот, ингибирует рост растения. 4. Длина проростков (побегов) ниже контрольной группы. ИЛИ 4. Долее концентрированный раствор замедляет поступление воды в проросток.
Официальное решение из банка ФИПИ
1. Нужно использовать разведение в 2000 раз (1:2000). 2. При этом разведении прирост длины проростков (побегов, корней) наибольший. 3. Наиболее концентрированный препарат (из исследованных разведений), наоборот, ингибирует рост растения. 4. Длина проростков (побегов) ниже контрольной группы. ИЛИ 4. Долее концентрированный раствор замедляет поступление воды в проросток.