对高中生物学实验设计题的初探

王娅玲

摘要：高中生物学是一门以实验为主的课程。因此，教师在进行生物教学的时候一定要注意生物实验的有效性，怎样才能保证生物实验的有效性，其根本在于教师对生物实验的设计和分析。本文将主要对高中生物实验设计和分析进行简要的阐述。

关键词：生物学实验设计;注意问题，能力

近年来，不论是地方自主命题还是全国高考卷，生物学实验设计都常常出现，且逐步呈现呈现多样化、综合化、情景化。而学生在这类题型上失分也较多，甚至有的考生连破题点都找不到。

1.分辨实验题的性质

实验设计一般有两种类型：验证性和探究性。

探究实验是未知结果的前提下，利用已知的条件和推测，对一个既定的范围进行探究，需要分情况讨论，其结果不唯一，因而结论不唯一。“预期结果和结论”的答题模式应是：若……（结果），则……（结论）。

验证性实验有是根据已给定实验结果或资料等，推论出一个可能的结论，然后设计实验去验证其正确性，只写一种情况，无须分情况讨论。如，验证镁是组成叶绿色的必要成分。

2.运用实验原理指导实验

解生物实验设计题时，一定要认真审题。在审题中最关键的是要明确本实验目的的科学原理。

例如，2000年理综实验高考题中“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。”这就是本实验的根本原理。遵循这一原理，设法除去血液中的钙离子和添加进去的钙离子，设计实验的方向就不会错。题中“草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，起抗凝作用”。这只是一条除去血液中钙离子的原理，是解决实验中某一问题所需运用的原理。

3.实验设计

3.1变量

任何一个生物学实验，影响其结果的因素（变量）都是多方面的。同一种实验结果可能是由多种不同的实验因素所引起的，因此必须严格控制无关变量，要和消除无关变量对实验结果的影响。变量，指实验操控的特定的因素、条件，大致有以下四种类型。

3.1.1自变量与因变量

自变量也称实验变量，指由实验设计者所操控的或既定的因素。因变量，也称应变量或者反应变量，指实验中由于自变量的变化而引起的变化和结果。通常，自变量是因而因变量是结果，实验的目的就在于讨论这种因果关系。

3.1.2无关变量

无关变量，指实验中除自变量以外能影响实验结果的和变化的因素和条件。因此，在表述对无关变量的控制时，最粗糙有效语句可以是“除温度外，其余条件适宜且相等”

3.2实验材料选取

基本要求：符合实验要求、易获取的原则和不对实验结果产生干扰。比方，在还原糖的检测中，要选择富含还原糖的材料，且所选材料的颜色不能过深，以白色为最好，否则会覆盖反应所产生的颜色，如韭菜虽然含还原糖多，但是颜色過深，影响实验观察。

3.3设置对照组的方法

在生物学实验设计中设立对照组，可使实验结果更具说明力和科学性。

3.3.1条件对照

虽给实验对象施以某种实验处理，但这种处理是作对照用的，目的是得出两种相对的结论，以验证试验结论的正确性。例如，“验证甲状腺激素促进幼小动物发育”实验中，甲组：饲喂甲状腺激素;乙组：饲喂甲状腺激素抑制剂;丙组蝌蚪不做任何处理，乙组为条件对照。

3.3.2自身对照

指对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不在另外设置对照组。例如，在“质壁分离复原实验”，自身对照就很方便，只需对照随着实验的时间变化实验现象的变化。

3.3.3空白对照

不给对照组做任何处理即空白对照。比方，在“双缩脲鉴定蛋白质”的显色实验中，实验组滴加了双缩脲，而对照组则滴加等量的蒸馏水以作空白对照

3.3.4相互对照

不单独设置对照组，而是几个实验组相互对照，这种方法常用于等组实验中。比方，“植物向性运动实验”，利用不同的实验处理方法，说明生长素对植物的生长的关系。

根据实验的目的和要求，凡涉及到变化因素之间的因果关系的实验，一般都需要设计对照实验。

3.4设计实验应该把握以下原则

3.4.1把握生物设计实验的科学性

应包括原理是科学的、过程是科学的、结论是科学的，科学性是设计实验成功的前提。要善于运用生物学方面的科学原理，有些实验还要运用化学方面有关的知识应用到生物设计实验中。

3.4.2把握好设计实验的合理性

包括设计过程要合理、程序要合理、步骤要合理。因为给学生的实验是开放性的，不同学生设计方案可能不同。

3.4.3把握好设计实验的实用性

任何设计实验的目的是通过实验全过程得出一个科学的正确结论，要求实验过程简单和实验现象明显，能说明问题就符合要求。

4.常见的实验题材和应该注意的问题

1.有关物质鉴定的实验设计

这一类实验应该注意实验材料的选取和所选用以鉴定的试剂。应当注意所选材料不能影响到实验现象的观察，甚至遮盖实验现象;所选鉴定试剂的名称和滴加顺序。

2.有关酶的实验设计

应当注意各个步骤的顺序，必须先调节相关的条件（如，温度、pH值）至对等、均衡和稳定，即控制好无关变量，方可让酶促反应进行。

3.有关植物生理和动物生理的实验设计

在以胚芽鞘为实验材料的实验中，应该注意对实验现象的描述的准确性，可选用词汇“向光弯曲”、“直立不生长”、“直立生长”进行描述，力求简洁明了。

在以无子番茄考查生长素的实验中，应注意无子番茄培育过程中“去雄”“套袋”的步骤和对生长素的浓度描述，因为其对生物生长影响的双重性，最好选用“一定浓度”。在以无土栽培考查矿质元素对植物生长的影响实验中，应当注意培养液中空气的更新和培养液的浓度关注可“适时适量补充稀释培养液”。

在动物的激素调节实验中，要注意有些动物激素只能注射，如胰岛素，而有些激素可以饲喂，比方甲状腺激素。

4.有关遗传学的实验设计

在植物杂交实验中：若选用两性花做杂交实验，则应当注意“去雄”和“套袋”，豌豆之类闭花植物可以不用套袋;如果是单性花则无需“去雄”只需要“套袋”就可以了。在动物杂交实验中，不可将“同基因型的异性个体间交配”写成“自交”。

5.有关基因工程细胞工程的实验设计要注意科学术语的正确使用

结束语：总之，生物实验设计题在近几年各地的高考试卷中频频出现。有的是设计实验的全过程，有的是修正实验设计的不足，有的是根据实验现象推出结论，呈现多样化、综合化、情景化。但实验设计总的基本原则是不变的。就是要把科学性、合理性、实用性、严谨性、一致性、可重复性等有机结合起来，设计实验可多样化。要打破定势，使学生的思维具有开放性，体现出创新意识和创新能力。

参考文献：

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