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　　一、實驗設計的基本內容

　　1、實驗名稱:是關于一個什么內容的實驗。

　　2、實驗目的:要探究或者驗證的某一事實。

　　3、實驗原理:進行實驗依據的科學道理。

　　4、實驗對象:進行實驗的主要對象。

　　5、實驗條件:完成該實驗必備的儀器、設備、藥品條件。

　　6、實驗方法與步驟:實驗采用的方法及必需的操作程序。

　　7、實驗測量與記錄:對實驗過程及結果應有科學的測量手段與準確的記錄。

　　8、實驗結果預測及分析:能夠預測可能出現的實驗結果并分析導致的原因。

　　9、實驗結論:對實驗結果進行準確的描述并給出一個科學的結論。

　　二、實驗設計的基本原則

　　1、科學性原則

　　所謂科學性，是指實驗目的要明確，實驗原理要正確，實驗材料和實驗手段的選擇要恰當，整個設計思路和實驗方法的確定都不能偏離生物學基本知識和基本原理以及其他學科領域的基本原則。如:淀粉酶水解淀粉的順序問題。

　　2、單一變量原則

　　(1)變量:或稱因子，是指實驗過程中所被操作的特定因素或條件。按性質不同，通常可分為兩類:

　　①實驗變量與反應變量

　　實驗變量，也稱為自變量，指實驗中由實驗者所操縱的因素或條件。反應變量，亦稱因變量，指實驗中由于實驗變量而引起的變化和結果。通常，實驗變量是原因，反應變量是結果，二者具有因果關系。實驗的目的在于獲得和解釋這種前因后果。例如，在“溫度對酶活性的影響”的實驗中，所給定的低溫(冰塊)、適溫(37℃)、高溫(沸水浴)就是實驗變量。而由于低溫、適溫、高溫條件變化，唾液淀粉酶水解淀粉的反應結果也隨之變化，這就是反應變量，該實驗即在于獲得和解釋溫度變化(實驗變量)與酶的活性(反應變量)的因果關系。

　　②無關變量與額外變量

　　無關變量，也稱控制變量，指實驗中除實驗變量以外的影響實驗現象或結果的因素或條件。額外變量，也稱干擾變量，指實驗中由于無關變量所引起的變化和結果。顯然，額外變量會對反應變量有干擾作用，例如，上述實驗中除實驗變量(低溫、適溫、高溫)以外，試管潔凈程度、唾液新鮮程度、可溶性淀粉濃度和純度、試劑溶液的劑量、濃度和純度，實驗操作程度，溫度處理的時間長短等等，都屬于無關變量，要求對低溫、適溫、高溫3組實驗是等同、均衡、穩定的;如果無關變量中的任何一個或幾個因素或條件，對3個實驗組的給定不等同、不均衡、不穩定，則會在實驗結果中產生額外變量，出現干擾，造成誤差。實驗的關鍵之一在于控制無關變量或減少額外變量，以減少誤差。

　　(2)單一變量原則

　　在實驗設計中僅僅改變實驗中的某一項變量，其它因子不變，在此條件下，觀察、研究該變量對實驗材料和實驗結果的影響。除了整個實驗過程中欲處理的實驗因素外，其他實驗條件要做到前后一致。當然還有多變量綜合研究的原則，這在高中生物實驗設計中涉及的較少。

　　3、對照性原則

　　對照是實驗控制的手段之一，目的還是在于消除無關變量對實驗結果的影響。實驗對照原則是設計和實施實驗的準則之一。通過設置實驗對照對比，即可排除無關變量的影響，又可增加實驗結果的可信度和說服力。

　　通常，一個實驗總分為實驗組和對照組。實驗組，是接受實驗變量處理的對象組:對照組，也稱控制組，對實驗假設而言，是不接受實驗變量處理的對象組，至于哪個作為實驗組，哪個作為對照組，一般是隨機決定的，這樣，從理論上說，由于實驗組與對照組的無關變量的影響是相等的，被平衡了的，故實驗組與對照組兩者之差異，則可認定為是來自實驗變量的效果，這樣的實驗結果是可信的。按對照的內容和形式上的不同，通常有以下對照類型:

　　①空白對照:指不做任何實驗處理的對象組。例如，在“生物組織中可溶性還原糖的鑒定”的實驗中，向甲試管溶液加入試劑，而乙試管溶液不加試劑，一起進行沸水浴，比較它們的變化。這樣，甲為實驗組，乙為對照組，且乙為典型的空白對照。空白對照能明白地對比和襯托出實驗組的變化和結果，增強了說服力。

　　②自身對照:指實驗與對照在同一對象上進行，即不另設對照組。單組法和輪組法，一般都包含有自身對照。如“植物細胞質壁分離和復原”實驗，就是典型的自身對照。自身對照，方法簡便，關鍵是要看清楚實驗處理前后現象變化的差異，實驗處理前的對象狀況為對照組，實驗處理后的對象變化則為實驗組。

　　③條件對照:指雖給對象施以某種實驗處理，但這種處理是作為對照意義的，或者說這種處理不是實驗假設所給定的實驗變量意義的。例如。“動物激素飼喂小動物”的實習實驗，采用等組實驗法，其實驗設計方案是:

　　甲組:飼喂甲狀腺激素(實驗組);

　　乙組:飼喂甲狀腺抑制劑(條件對照組);

　　丙組:不飼喂藥劑(空白對照組);

　　雖然，乙組為條件對照。該實驗即設置了條件對照，又設置了空白對照，通過比較、對照、更能充分說明實驗變量--甲狀腺激素有促進動物的生長發育。

　　④相互對照:指不另設對照組，而是幾個實驗組相互對比對照，在等組實驗法中，大都是運用相互對照，如“植物的向性”的等組實驗中，5個實驗組采用的都是相互對照，較好的平衡和抵消了無關變量的影響，使實驗結果更具有說服力。

　　4、可重復性原則

　　指的是控制某種因素的變化幅度，在同樣條件下重復實驗，觀察其對實驗結果影響的程度。目的在于盡可能消除非處理因素所造成的實驗誤差，體現實驗的科學性。

　　5、簡約性和可行性原則

　　是指實驗材料容易獲得，實驗裝置簡化，實驗藥品便宜，實驗操作簡便，實驗效果明顯并能在較短時間內完成。從實驗目的、實驗原理到材料用品的選擇、實驗操作等，都要符合實驗者的一般認知水平，滿足現有的條件，具有實驗和完成實驗的可能性。

　　三、實驗設計基本思路

　　1、準確把握實驗目的:看清題意是要求設計實驗方案、步驟還是分析實驗結果，是探究性實驗還是驗證性實驗。

　　2、明確實驗原理:要解決題目所給的問題，要用到生物學上什么原理。

　　3、確定實驗思路:根據原理對實驗作出假設，并充分利用實驗材料設計實驗思路。

　　4、精心設計實驗步驟:根據以上實驗目的、原理和思路，設計合理的實驗裝置和實驗步驟操作步驟。并設置好實驗組和對照組，遵循單一變量原則。并將觀察到的現象如實記錄下來。

　　5、準確預期實驗結果并分析

　　注意:在敘述實驗步驟及預期結果時，語言文字要簡明。實驗步驟一般不宜連續描述，往往要分段敘說;試管、燒杯等要給予編號。

　　四、實驗設計的題型

　　1、設計實驗方案型

　　給出實驗用具、材料、藥品、實驗目的，或只給實驗目的，實驗器材自選，設計實驗方案。

　　2、改錯型

　　分析已有實驗設計方案中不科學性，并提出改進。

　　3、補充完善型:對已有的實驗設計進行補充和完善。

　　4、析因型:對已有的實驗設計方案的某些步驟、結果等進行分析。

　　(二)、生物高考實驗試題考查內容

　　1、考查實驗原理和方法的試題

　　實驗修訂本生物教材列出了基本實驗的實驗原理，如生物組織中蛋白質的鑒定原理是蛋白質與雙縮脲試劑發生作用，可以產生紫色反應。根據與某些化學試劑所產生的顏色反應，可鑒定生物組織蛋白質的存在。這些是書本上已有的知識，要弄清實驗原理，在理解的基礎上加以應用。但有些實驗必須從主要的實驗材料和用具中獲取信息來解題。

　　2、考查發現問題能力的試題

　　問題是啟動思維活動的“閥門”，沒有問題或問題情境，不可能激發創造性的思維活動。要用問題激發探索欲望，發現問題、提出假設，要求善于發現自然現象中的問題，并通過分析，準確把握問題的性質和研究的意義，經過思考提出假設。

　　3、考查觀察實驗、提出假設能力的試題

　　高考中常有將許多科學家成功的探索自然的實驗發現改編成的試題，如通過觀察植物向光性的現象，發現植物彎曲生長的問題，經過思考提出生長的原因是植物產生生長素的假設，從而可通過實驗證明該假設的正確。又如，弗來明對青霉素的早期研究過程，重點突出在科學研究過程中。發現問題之后能否提出合適的假設是至關重要的，合適的假設往往是最終結論的前提。

　　4、考查設計實驗和完成實驗能力的試題

　　設計實驗的能力即為驗證提出的假設而設計相應的實驗。包括實驗方法的選定、原理的設計、實驗材料和設備的選擇、實驗裝置的安排、可變因素和可控因素的預測以及實驗結果的預測等。完成實驗能力是指在準確把握設計思想的基礎上，正確使用儀器設備，合理安排時間和步驟，選擇合適的觀察方法和記錄時間的方法，消除干擾因素，減少實驗誤差，使實驗結果客觀準確。

　　5、全面考查實驗基本知識的試題

　　此類實驗試題同時考查了生物學基本原理、概念、實驗目的、材料、操作、方法步驟等多方面知識，或者對實驗現象的觀察分析、實驗設計和結果預測等多方面綜合運用。生物實驗的考查形式已不再是重復課本的實驗步驟，近幾年高考幾乎找不到課本實驗的簡單重復。它們與生產、生活實際相聯系，但又屬于實驗基本知識。能全面考查學生掌握實驗基本知識的情況。

　　三、難點知識剖析

　　(一)、生物高考實驗設計基本題型

　　1、續寫實驗步驟的題型

　　這類題目的題干中已經提供了比較多的信息，基本上劃定了答題的模式，目的明確，前面的方法步驟等信息已為續答作了鋪墊，只要明確題目中的實驗變量和反應變量，然后設計對照組，再根據有關原理分析，一般就能比較正確地寫出答案。

　　2、評價和糾正給定的實驗步驟的題型

　　試題中既有合理成分，又有不合理成分，干擾因素較多，要求在吸取原有設計的合理成分的基礎上，提出自己的實驗設計思路。這表面上是考查對實驗設計的分析與評價能力，實質上是全面檢測設計生物學實驗方案的能力，同時還考查考生的科學態度和科學精神方面的水準。

　　3、獨立設計實驗方案的題型

　　這類題型是與研究性學習相配套的，要求學生要具有嚴謹的科學態度，對實驗過程有所體驗，考查的過程性要求主要體現在課題的選擇及理由闡述、研究方法的理解和運用、研究成果的類型選擇等。題目有一定的開放性，便于考生發揮個性特長。

　　(二)、生物實驗設計題應對策略

　　1、生物高考實驗設計的三種題型雖然在形式上有一定的差異，但在答題中卻有共同點，先要認真研究課題，找出其中的實驗變量和反應變量，其次是構思實驗變量的控制方法和實驗結果的捕獲手段，最后再選擇適宜的實驗材料，在注意實驗步驟關聯性的前提下表達實驗的方法步驟。在實驗方法和步驟設計中最重要的是把握好變量控制。

　　2、重視課本實驗的復習。考試說明明確提出了，要求“理解所學實驗的實驗內容，包括實驗原理、方法和操作步驟，掌握相關的操作技術”。這一要求，在2003年高考中也得到了體現，如第33題，考查的就是對課本實驗的理解。

　　3、挖掘課本知識點中所蘊含的實驗因素。生物學的每一個知識結論都是在觀察、實驗的基礎上得出的，都包含培養實驗能力的基點，在平時的復習中要注意多挖掘知識結論中所蘊含的科學思想和方法。例:生長素的發現過程中，涉及生長素產生的部位、感光的部位、反應的部位、運輸的方向等。這些都可以思考如何設計實驗來證明。

　　4、要注意考試大鋼中提出要“理解探索性實驗的一般方法:能夠制訂課題研究的初步計劃”的要求，高考實驗命題中也出現了從驗證向探究變化的趨勢，因此，要認真思考和完成教材中有關研究性學習的內容，切實提高自身進行探究研究的能力。

　　來自轉載

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.bianbian123.com/gaozhong/254802.html

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