生物实验设计方法

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1、生物实验及设计方法一、网络导学[本专题包括必修和选修三本教材上考试大纲规定的17个常规实验及实验设计的原则、方法与解题思路。]解答实验试题思维表达过程流程图生物实验设计生物实验分类按实验对象结构层次和知识范围按实验过程设计试题按认知层次设计试题离子分子水平、亚细胞细胞水平、个体水平、种群水平、生态系统水平分析结果、确定控制条件、预测结果、设计实验方案识记层次、理解层次、综合应用层次输出整合应用教材实验（17个）新实验素材表达思维寻找合适的原理、器材、方法等获取信息思维形式的输出答案原则（4个）①科学性②可行性③简约性④可重复性

2、一般程序假设预期实验观察、收集数据分析、推论交流、写实验报告明确目的要求→联系基本原理→找出变量元素→设置实验对照→构思控制方法→选择实验器材→严格操作程序→捕获实验事实→分析实验结果→规范表述结论◆分析实验、数据处理◆预测实验现象、原因、结果◆提出假设二、考纲提示生物是一门以实验为基础的学科，因此对实验的重视和复习是高考复习中重要的一环。从近几年生物高考试题分析看，对实验能力进行考查是重点，它的导向功能在这里得到了充分的体现，从知识内容看，试题涉及生物学基本原理、概念、解剖和生理知识、实验目的、材料、操作方法和步骤，对实验现

3、象的观察分析、实验设计和结果的预测等多方面；从认识水平看，包括了解、理解、综合运用等层次高考生物学实验题的设计思路是：从多角度考查学生的生物学实验能力，理解所学实验的实验内容，包括实验原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能；具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释和分析；理解探索性实验的一般方法；能够制订课题研究的初步计划。尤其是能根据命题意图设计出科学、合理、严谨、简单的实验方案，并能对实验现象和结果进行解释和分析；能够制订并评价课题研究的初步计划。实验能力是“教学大纲”要求学生掌握的一项基本能力。就是能

4、使用恰当的方法验证简单的生物学事实，并对结果进行解释和分析。此能力要求包括两方面的内容：一是能够设计简单的实验，验证简单的生物学事实；二是能对实验现象、实验结果作出正确的解释和分析。实验能力也是高考“考试说明”要求学生掌握的一项基本能力（设计和完成实验的能力）。此能力要求也包括两方面的内容：一是独立实验的能力（大纲归定学生实验和教师演示实验），即理解实验原理、目的、要求、材料、用具；掌握实验的步骤、控制实验条件、使用有关仪器、安全问题处理；观察现象、分析数据、得出结论；常规实验非常规做法。二是能根据要求灵活运用已学过的自然科学

5、理论、实验方法和仪器，设计简单的实验方案并处相关的实验问题。（一）实验方法要素及处理要素关系的基本原则　1．假设与假设验证原则　　实验的第一个要素：“假设”；第一项原则是“假设验证”原则。第一个要素：假设第一项原则：假设验证原则假设：较概括的假定预期：较具体的推断验证：用事实证实或证伪科学实验遵循的程序准则：假设——预期——验证　2．变量与单一变量原则　　实验的第二个要素：“变量”；第二项原则是“单一变量”原则。第二个要素：变量第二项原则：单一变量原则①实验变量(自变量)②反应变量(因变量)实验目的在于操纵自变量，获取因变③无

6、关变量(控制变量)④额外变量(干扰变量)实验关键在于控制无关变量，减少干扰变量一个实验变量对应观测一个反应变量。如A实验变量对应观测A反应变量，不可混入B反应变量。单一变量原则，有两层意思：一是确保“单一变量”的实验观测，即不论有几个实验变量，都应做到一个实验变量对应观测一个反应变量；二是确保“单一变量”的操作规范，即实施中要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。3．控制与平稳控制原则实验的第三个要素是“控制”，第三项原则是“平衡控制”原则。第三个要素：控制第三项原则：平衡控制原则①严格操纵控制实验变量与反应变量②力求平衡抵消无

7、关变量与额外变量①单组法：对同一对象，既用A法，又用B法②等组法：对象状况相等，甲用A法，乙用B法③轮组法：甲组：A法→B法乙组：B法→A法通过实验控制，尽量消除实验误差，以取得较为精确的实验结果。4．对照与实验对照原则实验的第四个要素是“对照”；第四项原则是“实验对照”原则。第四个要素：对照第四项原则：实验对照原则设置对照，进一步消除无关变量对实验结果的影响，以增加实验结果的可信度①空白对照：指明不做任何实验处理的对照组。②自身对照：实验与对照在同一对象上进行。③条件对照：给实验组某种处理，给对照组另一条件的处理。④相互对照

8、：几个实验组相互对照。5．捕获解释与真实客观原则　实验的第五个要素是“捕获”和“解释”；第五项原则是“真实客观”原则。第五个要素：捕获与解释第五项原则：真实客观原则捕获：捕捉、记录由实验变量而引起的反应变量的变化和结果，即捕获事实。解释：论证、说明实验变量与反应变量的因果关系