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高中生物实验教学之实验设计题的解题思路
作者： ??? (高中生物  湖北黄冈生物二班 )    评论数/浏览数： 0 / 84    发表日期： 2009-07-29 16:17:45
实验设计题是当前高考的热点题。生物实验设计题也不是高深莫测、无法掌握的, 而是有一定的技巧和原则的, 只要学生拥有坚实的知识基础和实验技能, 遵循生物实验题解答的技巧、原则和方法, 就能较好的驾驭这类热点题。
一、审题( 四明确一构思) ——分析理解能力
1.明确实验目的——是实验的核心
弄清是验证性实验还是探究性实验, 说出下列实验的类别:
( 1) 某校研究性学习小组的同学想探究“ 不同浓度的生长素类似物对植物生长的作用”。
( 2) 为了验证胰岛素具有降低血糖的作用, 以小鼠活动状况为观察指标设计实验。
2.明确实验变量——是解题的关键
确认实验变量的方法
方法一: 直接从实验目的获取
如: 探究不同浓度的生长素类似物对植物生长的作用
实验变量是什么? ( 不同浓度的生长素类似物)
方法二: 分析实验目的和实验原理推出
如: 观察植物细胞的质壁分离和复原:
实验目的                 实验原理                实验变量
观察植物细胞的质壁分离和复原   细胞吸水或细胞失水    细胞外界溶液的浓度
3.明确实验原理———是正确解题的保证
原理的来源: 其一来自题干，其二课本中的相关知识
解读题干或联想课本相关知识来获取。
如: 探究不同浓度的生长素类似物对植物生长的作用
题中原理: 不同浓度的生长素类似物对植物生长有作用
课本原理: 生长素对植物的生长具有两重性。
低浓度的生长素可以促进植物生长, 高浓度的生长素则抑制植物生长, 甚至杀死植物。
4.明确实验对象和实验条件( 实验对象: 实验所用的生物学材料; 实验条件: 完成这一实验必需的理化条件及生物学处理方法) 。
5.构思实验变量的控制方法和实验结果的获得手段。

二、解题( 四步曲) ———判断推理能力
设计实验的方法和步骤:
①材料是否要制取或处理? 有些实验中, 题干所给予的材料与设计的要求有一定的差距, 如果我们直接利用题干所给予的材料而不加以处理的话, 则不能达到实验的目的, 这就要求我们对实验材料进行适当的处理。
②是否要分组编号? 这一步目的明确, 就是使自己的实验结果令人信服, 这需要排除一些无关变量造成的因素。因此分组对照是一个在设计实验时, 用来抵消非实验因素对实验结果造成影响的常用方法。
③对不同( 或同一) 对象施加不同的处理。这是实验设计中的关键一步, 基本上所有的实验设计题都要求学生完成这一步工作, 只要我们在分析过程中作好了前面的工作, 这一步也就是顺理成章的事了。
④结果观察( 预测) 、纪录并根据结果( 现象) 进行分析得出结论。
注: 1.常用的表达词汇: 适宜、适应、等、相同、等量、各、分别、显著差异、一段时间。
2.顺序性: 整个过程必须具有一定的逻辑性和顺序性, 而且各个步骤操作要有顺序性, 语言逻辑的顺序性, 因为整个过程不需要我们去真实地操作而完成一个实验, 而是通过文表述来体现
3.注意实验程序的科学性、合理性。
对于一个实验步骤的文字叙述所应包含的内容, 实际上就是描述三个变量的控制方法。因此只要抓住三个变量这一解题关键, 由此入手进行分析, 无论何种题型都会有规可循。
4.对于探究性生物学实验的结果预测要全面准确。如测交
结果预测, 除了全黑, 有白有黑外, 还有全白。一般从正、中、反三个方面预测。
三、例题剖析
例1. 血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用, 缺乏则血液不能凝固, 草酸钾能与血液中的钙离子发生反应, 形成草酸钙沉淀, 起抗凝的作用。请根据提供的实验材料和用具,简要写出第二步及以后的实验步骤和实验结果, 验证钙离子在血液凝固中的作用, 并回答问题。
㈠实验材料和用具
①家免②生理盐水③酒精棉④适宜浓度的草酸钾溶液⑤适宜浓度的氯化钙溶液⑥试管、注射器( 针管和针头)
㈡实验步骤和结果
第一步: 在A、B 试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水。
第二步: ⋯⋯
问题: 设置B 管的目的是             。
【解析】⑴首先分析这个实验设计题的实验目的是什么?
(验证钙离子在血液凝固中的作用)
⑵实验原理是什么? ( 草酸钾与血液中的钙离子发生反应,形成草酸钙沉淀起抗凝作用)
⑶这个实验中的实验变量是什么? ( 钙离子的有无) 反应变量是什么? ( 血液凝固与否)
⑷这个实验中的无关变量是什么? ( 影响血液凝固的其他因素, 如温度、草酸钾浓度、试管的干净程度等)
⑸该实验的实验组为哪只试管?( A 管) 对照组为哪只试管?( B 管) 该实验为何种对照类型? ( 空白对照: 一只试管中加入了草酸钾, 一只没有加。自身对照: A 管血液中的钙离子首先与草
酸钾形成了沉淀, 后又加入氯化钙)
⑹该实验采用何种方法均衡无关变量? ( 对照和平衡等量原则)
⑺设计实验步骤:( 四步曲)
第一步: 在A、B 两试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水。( 分组编号)
第二步: 用酒精棉消毒, 用注射器抽取家免血液。( 材料的预处理)
第三步: 立即将等量的新鲜血分别加入到A、B 两管中。( 对同一对象血液施加不同处理, A 管是用草酸钾处理, B 管是用生理盐水处理) 经过一段时间以后, 结果A 管不凝固, B 管凝固。( 结果观察) 由此对照说明, 缺乏钙离子血液不凝固, 有钙离子血液凝固。
第四步: 将等量的氯化钙溶液分别加入到A、B 两试管中, 结果A 管凝固, B 管仍凝固。
例2. 现有一种植物的种子, 已经知道它的萌发受水分、温度、和氧气的影响,但不了解其萌发与光是否有关。为探究光的有无对该种子萌发的影响, 请你依据所给材料和用品设计实验的方法步骤, 预测可能的实验结果, 并分别得出相应的结论。
材料和用品: 数量充足的铺有滤纸的培养皿、无菌水、表面消毒过的种子等。
方法步骤:
可能的实验结果及相应的结论:
【解析】⑴首先分析这个实验设计题的实验目的是什么? ( 探究光的有无对该种子萌发的影响) ⑵实验原理是什么?( 成熟的完整种子在条件满足时就能萌发)
⑶这个实验中的实验变量是什么? ( 光的有无) 反应变量是什么? ( 种子萌发与否)
⑷这个实验中的无关变量是什么? ( 影响血液凝固的其他因素, 如水分、温度、和氧气等)
实验设计如下: ①取A、B 两组培养皿, 倒入适量的水, 将等量的种子分别放入两组培养皿中;( 实验准备———分组编号) ②将A 置于黑暗的环境中, B 置于有光环境中, 培养过程中使两组水分、温度、氧气的状况适宜且相同。( 对不同或同一对象施加实验变量的处理) ③一段时间后观察A、B 两组种子的萌发情况。A 组实验组B 组对照, 符合“单一变量”“平等重复”原则。
可能的实验结果及相应的结论: ①正: A 组萌发, B 组不萌发( 或A 组发芽率高于B 组) , 光抑制该植物种子的萌发;
②中: A 组萌发, B 组也萌发( 或发芽率差异不显著) , 该植物种子萌发不受光的影响;
③反: A 组不萌发, B 组萌发( 或A 组发芽率低于B 组) , 光是该植物种子的萌发的必要条件之一。