实验设计与分析

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1、实验设计与分析永嘉县罗浮中学叶文俊近年来的生物学高考中，实验设计与评价题已经成了一种热点题型。实验设计与评价题侧重考查学生的实验能力、思维能力和创新能力等各方面的能力，以及进行科学实验的思想和方法，能较好地体现新课程的教学理念，有利于指导新一轮教育课程改革，以适应现代社会对人才需要的发展。实验设计题的能力要求高，难度大，在平时练习中，一直存在着学生怕做实验设计题，一遇到实验设计便愁眉苦脸,难以下笔的现象。在高考备考中，如何提高学生的生物实验设计与评价能力呢？一、明确高考考试大纲要求：2005年高考生物学科考试大纲能力要求第3条明确指出，理解所学实验、实

2、习的内容，包括实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能；具备验证相关生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理；能对一些生物学问题进行初步的探究性研究。实验能力要求可分两个层次：（1）会观察、分析和解释实验中产生的现象、数据并得出合理的实验结论，具备验证简单生物学事实的能力。（2）灵活运用已学过的自然科学理论，设计简单的实验方案，理解探索性实验的一般方法。二、了解高考实验试题类型：研究近几年来高考题中的实验题可以发现，实验设计、评价的理解能力、实验条件的控制和对实验结果的归纳、总结能力是现在考察的重点方向。且考察中学生“未证实

3、过的”实验问题材料是命题的主要来源，涉及实验的题型主要是设计探究验证型和分析推理判断型实验题。（1）设计探究验证型依据实验目的，来设计实验过程、预测实验结果的试题。例1：(04年全国新课程卷1)31.（20分）胰高血糖素对小白鼠和人具有相同的生理作用。为了验证“胰高血糖素具有升高血糖的生理作用”，请以小白鼠为实验对象设计实验步骤，预测和解释实验应出现的结果，并写出实验结论。（一）实验材料和用具：正常实验小白鼠2只，生理盐水，用生理盐水配制的适宜浓度的胰高血糖素溶液，班氏糖定性试剂，注射器，试管，烧杯等。（二）实验步骤：（实验提示：采用腹腔注射给药，给药

4、剂量不作实验设计要求；给药1小时后，用注射器在小鼠膀胱处穿刺取尿液。）（三）实验结果的预测、解释和结论解析：本题是一道典型的常规对照实验设计类试题，虽然开放性很强，但由于给出了实验提示，应该说难度不是很大，只是对学生的文字描述能力和思维的合理性提出要求。不过最后对尿液中葡萄糖的检验是一个对物质鉴定知识的联系，需要学生能够自然而然地联想并设计出来，这对思维的缜密就有了相当高的要求。（2）分析推理判断型依据所提供的实验，分析其中原因或得出正确的实验结论例2：（04北京卷）（15分）一种以地下茎繁殖为主的多年生野菊分别生长在海拔10m、500m、1000m的

5、同一山坡上。在相应生长发育阶段，同一海拔的野菊株高无显著差异，但不同海拔的野菊株高随海拔的增高而显著变矮。为检验环境和遗传因素对野菊株高的影响，请完成以下实验设计。（1）实验处理：春天，将海拔500m、1000m处的野菊幼芽同时移栽于10m处。5（2）实验对照：生长于__________m处的野菊。（3）收集数据：第二年秋天_______________。（4）预测支持下列假设的实验结果：假设一：野菊株高的变化只受环境因素的影响，实验结果是：移栽至10m处野菊株高_________假设二：野菊株高的变化只受遗传因素的影响，实验结果是：移栽至10m处野菊

6、株高_________假设三：野菊株高的变化受遗传和环境因素的共同影响，实验结果是____。解析：本题就学生对科学探究基本过程的理解和掌握有一定的要求，包括自变量和因变量的关系，对环境条件的控制等等，另外，通过一系列的假设，让学生作出合理的判断也可以考查学生的逻辑思维能力和推理能力。三、掌握实验设计的基本理论（1）实验设计的内容一个比较完整的实验设计方案，一般包括以下几方面的内容：1、实验题目的确定2、提出假说3、设计实验方法和步骤4、提出实验的预期结果5、观察现象、结果及数据的搜集及处理方法。书写实验设计方案通常包括：“实验课题”、“实验假说”、“实

7、验预期”、“实验目的要求”、“实验对照类”、“实验材料用具”、“实验方法步骤”和“实验结论与讨论”等项目。在我们生物课本的实验指导中，实验假说和实验预期大都隐含在“实验原理”中。实验方法、实验对照类型则一般隐含在“方法步骤”里。例3：植物的向光性实验设计方案示例1、实验题目：植物的向光性实验。2、目的要求：观察植物在单侧光照射下的生长情况，验证植物的生长具有向光性。3、材料用具：植物幼苗(玉米、小麦等)、火柴杆、小花盆(或培养皿)、泥土、不透光的纸盒、台灯、剪刀。4、实验假设：依据植物生长的向光性原理，幼苗应朝纸盒开孔的方向生长，也就是向着光源的方向生

8、长。5、实验预期：经过一定时间之后，幼苗将弯向光源生长。6、方法步骤：(1)用剪刀在不透光的纸