高中生物实验设计题研究

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一、实验设计前期准备工作

1．认真审题，弄清实验的性质和目的。由于这类题目信息量较大，解题先要认真审题，剔除干扰内容，抓住关键的有效信息点，弄清该实验的性质是验证性还是探究性实验，其次要明确该实验的目的是什么。2．分析原理，回顾实验设计的原则。实验原理是设计性实验的基础，只有明确实验的原理，才能掌握实验的关键，进而进行实验的设计。实验原理一方面来源于题干，另一方面来源于书中的知识，即可通过阅读题干或联想书中知识来获取原理。例如，DNA的粗提取与鉴定实验的原理：DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，在0.14mol/L的NaCl溶液中的溶解度最小；DNA不溶于酒精；DNA可被二苯胺染成蓝色。同时还要回顾实验设计的基本原理有哪些？如科学性、可行性、单一变量、平行重复、等量对照、简便性等原则。3．明确实验变量，确定平衡无关变量的方法。变量是指实验中由实验者所操纵的因素或条件，据其在实验中的作用，可分为实验变量与反应变量、无关变量与干扰变量两类。实验变量，也称为自变量，指实验中由实验者所操纵的因素或条件。反应变量，也称因变量，指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。通常实验变量是原因，反应变量是结果，二者具有因果关系。实验的目的在于获得和解释这种前因后果。例如，在“探究温度对酶活性的实验”中，所给定的低温、适温、高温就是实验变量，而由于低温、适温、高温条件变化，唾液淀粉酶水解淀粉的反应结果也随之变化，这就是反应变量，该实验在于获得和解释温度变化（实验变量）与酶的活性（反应变量）的因果关系。

二、分析、选择实验材料用具，设计实验步骤

1．若题中已提供实验材料和用具。要认真分析题中所提供的器材在实验中的作用是什么？如何使用？是否必须用到？通常题中给出的实验材料和试剂一般应充分利用，不能随意增加。如，题中说明了从所提供的器材中选取所需的进行实验，就要准确地选取用具和材料。其实这也相当于隐含条件，只要你分析判断准确，就不会有所遗漏。若让学生自行确定实验材料和用具，这就需要根据实验步骤与要求等，联系相关的生物学原理，迁移运用教材相关实验中的实验用具，选择好器材才能准确地设计好实验。2．设计实验步骤。第一步：选取材料，分组编号。选取题干提供的实验材料用具，对实验对象进行平均分组并编号，注意相应的无关变量要保持一致。第二步：施加实验变量，平衡无关变量。对实验组与对照组进行不同处理，即对实验组要施加实验变量。第三步：认真观察，如实记录现象和数据。细心观察实验现象，如实记录数据，科学描述结果。

三、预测实验结果与结论

实验结果是由实验变量而引起的变化，实验结论是根据实验结果作出的一种推论。预测实验结果与结论又可分为两种情况来分析：1.若为验证性实验。验证性实验是设计一个实验来验证、检测实验结果能否达到实验原理所描述的结论的一类实验。这类实验在实验前其实验证结果是已知的，实验过程在于努力获取预期的结论，重在结果的获得，因而验证性实验的实验结果是唯一的，即实验原理所描述的结果，预期实验结果时的表述方式为“A组……”，“B组……”。2．若为探究性实验。探究性实验是指在假设前提下，获取支持假说或推翻假说的一类实验。这类实验在实验前并不知道实验结果，实验过程在于努力探索实验结论。因而探究性实验的实验结果与结论是未知的，实验前需对实验结果进行预测，并分析出现该结果的原因。

总之，生物实验设计要求学生在充分理解和掌握生物学基本知识的情况下，还要具备生物学的基本实验技能，在不同的实验设计中灵活采用各种方法，只有这样才能获得实验设计与解答的最佳方案。

作者:杨丽萍 单位:敦煌中学