對高中生物學實驗設計題的初探

王婭玲

摘要：高中生物學是一門以實驗為主的課程。因此，教師在進行生物教學的時候一定要注意生物實驗的有效性，怎樣才能保證生物實驗的有效性，其根本在于教師對生物實驗的設計和分析。本文將主要對高中生物實驗設計和分析進行簡要的闡述。

關鍵詞：生物學實驗設計;注意問題，能力

近年來，不論是地方自主命題還是全國高考卷，生物學實驗設計都常常出現，且逐步呈現呈現多樣化、綜合化、情景化。而學生在這類題型上失分也較多，甚至有的考生連破題點都找不到。

1.分辨實驗題的性質

實驗設計一般有兩種類型：驗證性和探究性。

探究實驗是未知結果的前提下，利用已知的條件和推測，對一個既定的范圍進行探究，需要分情況討論，其結果不唯一，因而結論不唯一。“預期結果和結論”的答題模式應是：若……（結果），則……（結論）。

驗證性實驗有是根據已給定實驗結果或資料等，推論出一個可能的結論，然后設計實驗去驗證其正確性，只寫一種情況，無須分情況討論。如，驗證鎂是組成葉綠色的必要成分。

2.運用實驗原理指導實驗

解生物實驗設計題時，一定要認真審題。在審題中最關鍵的是要明確本實驗目的的科學原理。

例如，2000年理綜實驗高考題中“血液中的鈣離子在血液凝固過程中起重要作用，缺乏則血液不能凝固。”這就是本實驗的根本原理。遵循這一原理，設法除去血液中的鈣離子和添加進去的鈣離子，設計實驗的方向就不會錯。題中“草酸鉀溶液能與血液中的鈣離子發生反應，形成草酸鈣沉淀，起抗凝作用”。這只是一條除去血液中鈣離子的原理，是解決實驗中某一問題所需運用的原理。

3.實驗設計

3.1變量

任何一個生物學實驗，影響其結果的因素（變量）都是多方面的。同一種實驗結果可能是由多種不同的實驗因素所引起的，因此必須嚴格控制無關變量，要和消除無關變量對實驗結果的影響。變量，指實驗操控的特定的因素、條件，大致有以下四種類型。

3.1.1自變量與因變量

自變量也稱實驗變量，指由實驗設計者所操控的或既定的因素。因變量，也稱應變量或者反應變量，指實驗中由于自變量的變化而引起的變化和結果。通常，自變量是因而因變量是結果，實驗的目的就在于討論這種因果關系。

3.1.2無關變量

無關變量，指實驗中除自變量以外能影響實驗結果的和變化的因素和條件。因此，在表述對無關變量的控制時，最粗糙有效語句可以是“除溫度外，其余條件適宜且相等”

3.2實驗材料選取

基本要求：符合實驗要求、易獲取的原則和不對實驗結果產生干擾。比方，在還原糖的檢測中，要選擇富含還原糖的材料，且所選材料的顏色不能過深，以白色為最好，否則會覆蓋反應所產生的顏色，如韭菜雖然含還原糖多，但是顏色過深，影響實驗觀察。

3.3設置對照組的方法

在生物學實驗設計中設立對照組，可使實驗結果更具說明力和科學性。

3.3.1條件對照

雖給實驗對象施以某種實驗處理，但這種處理是作對照用的，目的是得出兩種相對的結論，以驗證試驗結論的正確性。例如，“驗證甲狀腺激素促進幼小動物發育”實驗中，甲組：飼喂甲狀腺激素;乙組：飼喂甲狀腺激素抑制劑;丙組蝌蚪不做任何處理，乙組為條件對照。

3.3.2自身對照

指對照組和實驗組都在同一研究對象上進行，不在另外設置對照組。例如，在“質壁分離復原實驗”，自身對照就很方便，只需對照隨著實驗的時間變化實驗現象的變化。

3.3.3空白對照

不給對照組做任何處理即空白對照。比方，在“雙縮脲鑒定蛋白質”的顯色實驗中，實驗組滴加了雙縮脲，而對照組則滴加等量的蒸餾水以作空白對照

3.3.4相互對照

不單獨設置對照組，而是幾個實驗組相互對照，這種方法常用于等組實驗中。比方，“植物向性運動實驗”，利用不同的實驗處理方法，說明生長素對植物的生長的關系。

根據實驗的目的和要求，凡涉及到變化因素之間的因果關系的實驗，一般都需要設計對照實驗。

3.4設計實驗應該把握以下原則

3.4.1把握生物設計實驗的科學性

應包括原理是科學的、過程是科學的、結論是科學的，科學性是設計實驗成功的前提。要善于運用生物學方面的科學原理，有些實驗還要運用化學方面有關的知識應用到生物設計實驗中。

3.4.2把握好設計實驗的合理性

包括設計過程要合理、程序要合理、步驟要合理。因為給學生的實驗是開放性的，不同學生設計方案可能不同。

3.4.3把握好設計實驗的實用性

任何設計實驗的目的是通過實驗全過程得出一個科學的正確結論，要求實驗過程簡單和實驗現象明顯，能說明問題就符合要求。

4.常見的實驗題材和應該注意的問題

1.有關物質鑒定的實驗設計

這一類實驗應該注意實驗材料的選取和所選用以鑒定的試劑。應當注意所選材料不能影響到實驗現象的觀察，甚至遮蓋實驗現象;所選鑒定試劑的名稱和滴加順序。

2.有關酶的實驗設計

應當注意各個步驟的順序，必須先調節相關的條件（如，溫度、pH值）至對等、均衡和穩定，即控制好無關變量，方可讓酶促反應進行。

3.有關植物生理和動物生理的實驗設計

在以胚芽鞘為實驗材料的實驗中，應該注意對實驗現象的描述的準確性，可選用詞匯“向光彎曲”、“直立不生長”、“直立生長”進行描述，力求簡潔明了。

在以無子番茄考查生長素的實驗中，應注意無子番茄培育過程中“去雄”“套袋”的步驟和對生長素的濃度描述，因為其對生物生長影響的雙重性，最好選用“一定濃度”。在以無土栽培考查礦質元素對植物生長的影響實驗中，應當注意培養液中空氣的更新和培養液的濃度關注可“適時適量補充稀釋培養液”。

在動物的激素調節實驗中，要注意有些動物激素只能注射，如胰島素，而有些激素可以飼喂，比方甲狀腺激素。

4.有關遺傳學的實驗設計

在植物雜交實驗中：若選用兩性花做雜交實驗，則應當注意“去雄”和“套袋”，豌豆之類閉花植物可以不用套袋;如果是單性花則無需“去雄”只需要“套袋”就可以了。在動物雜交實驗中，不可將“同基因型的異性個體間交配”寫成“自交”。

5.有關基因工程細胞工程的實驗設計要注意科學術語的正確使用

結束語：總之，生物實驗設計題在近幾年各地的高考試卷中頻頻出現。有的是設計實驗的全過程，有的是修正實驗設計的不足，有的是根據實驗現象推出結論，呈現多樣化、綜合化、情景化。但實驗設計總的基本原則是不變的。就是要把科學性、合理性、實用性、嚴謹性、一致性、可重復性等有機結合起來，設計實驗可多樣化。要打破定勢，使學生的思維具有開放性，體現出創新意識和創新能力。

參考文獻：

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