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生物實驗設計范文1
通常,一個實驗可以分為實驗組和對照組。實驗組就是接受實驗變量處理的對象組;對照組也叫控制組,相對于實驗假設而言,就是不接受實驗變量處理的對象組。至于哪個對象組作為實驗組,哪個對象組作為對照組,一般是隨機決定的。這樣,從理論上講,由于無關變量對實驗組和對照組的影響是相等的,已經被平衡了的,所以實驗組和對照組之間的差異,就可認為是來自實驗變量的效果。這樣的實驗結果是可信的,更具有說服力。
一、對照類型
按對照的內容和形式上的不同,通常有以下四種對照類型。
1.空白對照
指的是不對實驗對象做任何處理。例如,在實習一“動物激素飼喂小動物的實驗”中,在1號玻璃缸中加入甲狀腺激素5;3號玻璃缸中不加藥作為空白對照。在“唾液淀粉酶催化淀粉水解”的實驗中,實驗組滴加了唾液淀粉酶液,而對照組只滴加了等量的蒸餾水作為空白對照。通過設置空白對照能明顯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
指的是實驗與對照在同一實驗對象上進行,不再設置對照組。自身對照又有兩種情況:一種是同一研究對象在實驗前后對照,例如,實驗七“觀察植物細胞的質壁分離與復原”實驗,“激素調節與行為”中涉及的雞的實驗,就是典型的自身前后對照。自身前后對照,方法簡便,關鍵是要看清楚實驗處理前后現象變化的差異。另一種是在同一研究對象的不同部位進行對照。例如,在“光合作用的發現”中,德國科學家薩克斯做的實驗:把綠色葉片放在暗處幾小時,目的是讓葉片中的營養物質消耗掉,然后把這個葉片一半曝光,另一半遮光。過一段時間后,用碘蒸氣處理葉片,發現遮光的那一半葉片沒有顏色變化,曝光的那一半葉片則呈深藍色。這個實驗就是這種情況,研究對象為同一葉片,曝光的一半為實驗組,遮光的一半為對照組。
3.條件對照
指的是雖然給實驗對象施以某種實驗處理,但這種處理是作為對照意義的,也就是說這種處理不是實驗假設所給定的實驗變量意義的,不是所要研究的處理因素。這種對照方法是指不論實驗組還是對照組的對象都作不同條件的處理,目的是通過得出兩種相對立的結論,以驗證實驗結論的正確性。例如,在實習一“動物激素飼喂小動物的實驗”中,在1號玻璃缸中加入甲狀腺激素5(實驗組);在2號玻璃缸中加入甲狀腺抑制劑(甲硫咪唑)5mg(條件對照組);3號玻璃缸中不加藥(空白對照組)。顯然,2號玻璃缸為條件對照。該實驗既設置了條件對照,又設置了空白對照,通過比較、對照、更能充分說明實驗變量――甲狀腺激素能促進幼小動物的生長發育。
4.相互對照
指的是不再另設對照組,而是幾個實驗組相互對比對照。例如,在“溫度對酶活性的影響”實驗中,不同溫度條件處理下的幾個實驗組是作為相互對照的。在“pH值對酶活性的影響”實驗中,采用的也是相互對照,較好地平衡和消除了無關變量的影響,使實驗結果更具有說服力。
二、對照實驗設計的注意事項
1.明確實驗目的
一切從目的出發,認真審題,明確實驗的類型,是探究性實驗還是驗證性實驗,該實驗要解決什么問題,探索哪方面的生物學規律,是否需要設置對照,做到有的放矢,目的明確。
2.弄清實驗原理
實驗原理是實驗的根據和思路。如已知淀粉遇碘顯藍色,蛋白質遇碘顯黃色,現有漿糊、蛋清液、唾液、碘液等材料,設計實驗驗證酶的專一性。驗證酶的專一性可利用淀粉酶只催化淀粉水解,不催化蛋白質水解來證明,也可利用淀粉酶、蛋白酶同時去作用淀粉或蛋白質來證明。根據已知條件,此題是利用前一種原理來設計實驗。如果設計為:先取試管2個,往其中各注入2ml糨糊,再分別加入淀粉酶、蛋清液各2ml……這是由于不理解實驗原理導致的錯誤設計。
3.合理選取材料
選取材料時,要考慮材料的相似性和一致性;使用性和可控性;易行性和經濟性;可靠性。如實習一“動物激素飼喂小動物的實驗”中,首先要選擇幼體,而且能體現出發育的,則首選材料為蝌蚪,因青蛙的胚后發育屬于變態發育,而且又是在短時間內完成,實驗現象明顯,容易觀察。對照組和實驗組使用的蝌蚪最好是同時孵化出的、大小相似的同種蝌蚪。另外若題干中已給出材料,注意不要更換。如提供的是未萌發的種子……證明其可進行呼吸作用,若設計時使用了萌發的種子,則與題干材料不符。
4.設置單一變量
單因子變量原則,即控制其它因素不變,而只改變其中某一因素,觀察其對實驗結果的影響。通常的單因子變量一般是題目中所要驗證的事實。如“證明溫度對酶活性的影響”的實驗中,變量為溫度。除了溫度不同外,其他實驗條件完全相同。如設計實驗證明鎂是綠色植物的必需礦質元素,假如設計為:分別往兩只廣口瓶中注入等量的含鎂的培養液、缺鎂的培養液……這樣設計貌似變量只有一個,實際上含鎂的培養液中可能還缺其他的必需礦質元素;缺鎂的培養液中也未必只缺鎂。結果可能兩廣口瓶中的綠色植物均可能患病,而且患病可能由多種因素導致,這樣就起不到對照作用。
5.防止干擾
實驗設計不僅要設置單一變量,而且要使無關變量(除單一變量外,對實驗結果也有影響的變量)不影響實驗結果。如在“證明pH值對酶活性的影響”的實驗中,要使除pH值以外的其他變量不影響酶的活性,如溫度要保持在最適溫度,以保證酶能發揮出最佳催化效果。此外單一變量也要考慮度、量的問題,以體現出應該有的結果差異。如證明酶的高效性時,加入的無機催化劑與酶既要等量,又要適宜,不能太多;證明pH值對酶活性的影響時,不同pH值之間不能相差太小,也不能相差太大,要設置合適的梯度。
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關鍵詞:生物學實驗;環節;設計方法
縱觀近幾年高考生物學實驗發現,高考對學生實驗能力的要求,已經從過去僅僅強調對步驟和結果的簡單考查,轉變到了更加注重對實驗方法和實驗思想的考查。這告訴我們,實驗不僅意味著某種精確的操作,更能表現一種思維方式。探究性實驗設計本身就是一項小型的科學研究活動,它有一定的原則和一般規律可循,使學生熟練掌握實驗設計方法是提高學生實驗能力的重要途徑之一。本文簡要介紹生物學實驗的設計方法。
生物學實驗應當要求學生在明確實驗要求、實驗原理和目的的前提下,遵循實驗設計的基本原則:即“操作簡單方便、程序科學合理、材料藥品易得、據現象推結論”的原則進行設計。可分以下幾個環節。
1.提出理論假設。根據題目要求,確定實驗的條件即實驗變量A,實驗中要注意控制“變量”。一般一個實驗只能確定一個變量,即唯一一個對實驗結果可能產生影響的變量,在此基礎上提出理論假設,它常常可以描述為:“當條件A存在時,事件B(實驗現象)可能發生;當條件A改變時,若事件B發生,能得出何結論;若事件B不發生,又能得出何結論”。
2.設計探究性假設。此環節可分以下幾個步驟進行。(1)實驗的準備,包括必要的實驗器材及實驗藥品實驗材料的準備。(2)滿足條件A設計一個實驗,觀察事件B(實驗現象)能否發生。(3)改變條件A設計一個實驗,觀察事件B(實驗現象)能否發生,發生程度如何。(4)設計對照實驗。一個實驗通常分為實驗組和對照組(控制組)。實驗組是施加實驗變量處理的被試組;對照組是不施加實驗變量處理的對象組,兩者對無關變量的影響是相等的,兩組之間的差別,被認為是來自實驗變量的結果,如2005年春季高考3題中為研究光對幼苗生長的影響時實驗變量應為撤掉光照,因而暗處生長的小麥幼苗應為實驗組,而自然狀態(即來接受實驗變量處理)的小麥幼苗應為對照組,通過對照組能增強實驗的信度。按照對照方式的不同可分為4種:
空白對照:即不給對照組任何處理因素的對照組。例如,在還原糖鑒定實驗中留一部分樣液不加入斐林試劑,以作對照。
相互對照:即不設控制組,只在幾個實驗組之間相互對比。例如,在植物激素與向性的設計實驗中,5個實驗組的相互比較。在實驗中要找出一個最佳效果點,就要采取相互對照進行實驗。
條件對照:即雖然給對照組施以部分實驗因素,但不是所要研究的實驗因素的對照。例如,動物激素飼喂小動物的實驗方案中:飼喂甲狀腺激素的為實驗組;飼喂甲狀腺抑制劑的是條件對照組;不飼喂藥劑的是空白對照組。
自身對照:即對照和實驗都在同一研究對象上進行。例如,將過氧化氫酶加入過氧化氫溶液中證明酶是生物催化劑可催化過氧化氫水解,即自身對照,處理前的對象狀況為對照組,處理后的對象變化為實驗組。
再如:在探究溫度(或pH)對酶催化活性影響實驗中溫度(或pH)(0度、50度,100度)為條件對照。清水(軟水)、河水(硬水)對加酶洗衣粉影響中,清水(軟水)、河水(硬水)為相互對照。用缺素營養液培養的出現缺素癥狀的植株加入某元素后恢復正常為自身對照。
另外,在設置對照實驗時,一定要體現等量性原則:即一定要使反應條件相同,參加反應物質的量相等。
生物實驗設計范文3
1.認真審題,弄清實驗的性質和目的。由于這類題目信息量較大,解題先要認真審題,剔除干擾內容,抓住關鍵的有效信息點,弄清該實驗的性質是驗證性還是探究性實驗,其次要明確該實驗的目的是什么。2.分析原理,回顧實驗設計的原則。實驗原理是設計性實驗的基礎,只有明確實驗的原理,才能掌握實驗的關鍵,進而進行實驗的設計。實驗原理一方面來源于題干,另一方面來源于書中的知識,即可通過閱讀題干或聯想書中知識來獲取原理。例如,DNA的粗提取與鑒定實驗的原理:DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同,在0.14mol/L的NaCl溶液中的溶解度最小;DNA不溶于酒精;DNA可被二苯胺染成藍色。同時還要回顧實驗設計的基本原理有哪些?如科學性、可行性、單一變量、平行重復、等量對照、簡便性等原則。3.明確實驗變量,確定平衡無關變量的方法。變量是指實驗中由實驗者所操縱的因素或條件,據其在實驗中的作用,可分為實驗變量與反應變量、無關變量與干擾變量兩類。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,也稱因變量,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“探究溫度對酶活性的實驗”中,所給定的低溫、適溫、高溫就是實驗變量,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。
二、分析、選擇實驗材料用具,設計實驗步驟
1.若題中已提供實驗材料和用具。要認真分析題中所提供的器材在實驗中的作用是什么?如何使用?是否必須用到?通常題中給出的實驗材料和試劑一般應充分利用,不能隨意增加。如,題中說明了從所提供的器材中選取所需的進行實驗,就要準確地選取用具和材料。其實這也相當于隱含條件,只要你分析判斷準確,就不會有所遺漏。若讓學生自行確定實驗材料和用具,這就需要根據實驗步驟與要求等,聯系相關的生物學原理,遷移運用教材相關實驗中的實驗用具,選擇好器材才能準確地設計好實驗。2.設計實驗步驟。第一步:選取材料,分組編號。選取題干提供的實驗材料用具,對實驗對象進行平均分組并編號,注意相應的無關變量要保持一致。第二步:施加實驗變量,平衡無關變量。對實驗組與對照組進行不同處理,即對實驗組要施加實驗變量。第三步:認真觀察,如實記錄現象和數據。細心觀察實驗現象,如實記錄數據,科學描述結果。
三、預測實驗結果與結論
實驗結果是由實驗變量而引起的變化,實驗結論是根據實驗結果作出的一種推論。預測實驗結果與結論又可分為兩種情況來分析:1.若為驗證性實驗。驗證性實驗是設計一個實驗來驗證、檢測實驗結果能否達到實驗原理所描述的結論的一類實驗。這類實驗在實驗前其實驗證結果是已知的,實驗過程在于努力獲取預期的結論,重在結果的獲得,因而驗證性實驗的實驗結果是唯一的,即實驗原理所描述的結果,預期實驗結果時的表述方式為“A組……”,“B組……”。2.若為探究性實驗。探究性實驗是指在假設前提下,獲取支持假說或假說的一類實驗。這類實驗在實驗前并不知道實驗結果,實驗過程在于努力探索實驗結論。因而探究性實驗的實驗結果與結論是未知的,實驗前需對實驗結果進行預測,并分析出現該結果的原因。
生物實驗設計范文4
一、高中生物實驗的設計
1.高中生物實驗設計遵循的原則
實驗設計要遵循實驗的原則。首先,實驗的設計要具有科學性,科學性原則要求教師在進行試驗教學的時候,要明確實驗的目的性,在選擇實驗材料的時候,一定要選擇具有科學性的材料、運用科學性的實驗方法、使用合理恰當的實驗原理。除此之外還要滿足高中生物學實驗的基本原則和原理。其次,實驗設計要嚴謹,在生物實驗進行時要保證實驗設計的方案沒有漏洞。最后,實驗設計要簡易,在進行實驗的時候,要保證實驗所需的材料能夠容易獲得,實驗的操作步驟簡單易懂,避免實驗所需時間過長。除以上幾點原則之外,還要遵循可行性原則、隨機性原則、可重復性原則以及實驗條件一致性原則等。
2.高中生物實驗設計的方法
高中生物實驗設計屬于探索性的教學活動,任何的探索都是從問題開始出發的,因此,教師在進行實驗教學的時候一定要重視引導學生去發現問題。在實驗開始之前,教師首先要確定就是要通過實驗來提出問題的假設,用實驗來解決問題,用實驗來得到正確的結論。由此可見,高中生物實驗的設計是高中生物學科的難點。教師在設計實驗的時候一定要引導學生去發現問題,讓學生對實驗感興趣,并且不斷的提出問題,在引導的過程中,激發學生的探索精神和學習興趣,集中學生的注意力,激發學生的求職欲望,以及鼓勵學生自我提問、學生與學生之間相互提問、學生與老師相互提問。除此之外,教師在實驗設計的時候,還要不斷地優化創新生物實驗的設計,在設計的時候教師一定要利用控制單一變量的原則來不斷地調整實驗的進行,這樣才能有效地培養學生的辯證思維和創新思維。只有做到了以上幾點,才能有效地保證高中生物實驗設計的科學性和有效性。
二、高中生物實驗的分析
高中生物實驗中,實驗結果的分析占有很重要的位置。教師在進行實驗分析之前,一定要給學生充分的思考時間,讓學生進行討論交流,使學生嘗試著去分析實驗的結果。將學 生以小組為單位進行討論,讓學生自己去探索實驗的原理、步驟以及對實驗結果的分析。如此一來,不僅能夠提高學生的學習興趣,還能夠使得一些有困惑的學生能夠得到其他同學的解答后恍然大悟。對于學生一些較好的想法和提議,教師要給予及時的鼓勵和支持。
實驗結果一般都可以觀察和測量的實驗現象,在生物實驗中出現的真實狀況,是獲取實驗結論的重要依據。假如教師所做的生物實驗屬于驗證性實驗,那么結果是唯一的,同樣結論也是唯一的。假如教師所做的生物實驗屬于探究性實驗,那么結果就不再唯一,且每一個結果都將得到一個結論。一般高中生物實驗結果的分析,問題出現最多的實驗就屬探索性實驗,通常表現的情況有以下幾種:首先,實驗的結果與實驗的結論不一致;其次,教師在進行實驗分析的時候不全名,沒有正確且準切的分析實驗結果出現的各種可能性;最后,教師在實驗分析時語言表達不準確,甚至出現結果與結論顛倒的現象。通常生物實驗結果分析使用的語句都是“如果……那么說明……”首先闡述實驗的結果,然后再闡述得出的結論。
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關鍵詞:等量 單因子變量 對照
實驗題一直是生物高考試題中一個必不可少的組成部分,但長期以來一直停留在對實驗材料、原理、目的、方法、步驟、注意事項等方面的考查,而很少涉及實驗設計、實驗分析評價等。近幾年的高考試題中,實驗設計題和實驗分析評價題所占的比例開始加大,這不僅因為它的區分能力很強,更因為它能充分體現學生的生物科學素質。而很多學生在做實驗題時總找不到分析題目的重點知識,也不能很好地運用生物學中的關鍵詞去進行對實驗過程的表達。究其原因,關鍵是學生對實驗過程的理解能力、實驗設計思維能力和實驗設計步驟的表達能力的缺乏及實驗結果的歸納總能力有一定的差距。因此,在復習中應加強對實驗的復習,完成教材規定的實驗,并重視以下方面:
一、了解實驗設計的基本原則
實驗設計的常用原則包括:1. 單因子或單一變量原則。2. 對照原則。3. 等量原則。4. 科學性原則。5. 隨機性原則。6. 平行重復原則等等。在真正進行解題的實驗設計書寫過程中,在保證科學性原則的基礎上,文字敘述中有三個原則即可,即:等量原則,單因子或單一變量原則,對照原則。
1. 等量原則
即在進行實驗過程中所用的材料要相同(若為動物則要考慮所取性別、年齡、體重)、所用的試劑量及總量要相同、進行實驗時的環境條件要相同、進行實驗所用的時間要相同等。例(1):“唾液淀粉酶水解淀粉”的實驗中,取兩支試管,試管1加入2ml淀粉液,試管2加入2ml蔗糖液;后各加入2ml唾液淀粉酶。或者,取兩支試管,試管1、2各加入2ml淀粉液,試管1加入2ml唾液淀粉酶,試管2加入2ml蒸餾水。
例(2):“驗證甲狀腺激素能促進幼小動物發育”的實驗中,在取蝌蚪進行實驗過程中,所取的蝌蚪生長狀況、大小要相同,飼喂飼料的時間、數量要相同,蝌蚪生活的外界條件(水質、溫度等)要相同。這些相同的各種條件一定要用文字表達出來。
2. 單因子或單一變量原則
在進行實驗過程中控制其他因素不變,只改變其中一個因素(要研究的因素),觀察其對實驗結果的影響。實驗中一定要注意控制變量,即在實驗中,一般只能確定一個變量,即唯一一個對實驗產生影響的變量。而其它條件在實驗組和對照組中應該是完全一樣。
A. 變量的種類
①實驗變量。實驗變量是實驗中由實驗者操縱的因素或條件,由實驗變量而引起的變化結果則為反應變量。
例如:關于“溫度影響唾液淀粉酶水解淀粉”的實驗中,溫度就是實驗變量,而這些變量引起的實驗變化結果就是反應變量。溫度是變量,那怎樣處理變量呢?單一的溫度無法說明溫度對酶的影響,因此應該設計不同的溫度對酶的影響,可設計“低溫(冰塊)、適溫(37℃)、高溫 (沸水)”,實驗旨在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。無關變量是指實驗中除實驗變量外的影響實驗結果與現象的因素或條件。由無關變量引起的變化結果就叫額外變量。
例如:“溫度影響唾液淀粉酶水解淀粉”中,除實驗變量(溫度)外,試管的潔凈程度、唾液的新鮮程度、淀粉濃度、pH值、溫度處理的時間長短等等就屬于無關變量。 如無關變量中的任何一個或幾個對三組實驗不等同、不均衡,就會產生不同的結果(即額外變量),影響實驗的真實結果。因此,在一個實驗設計中,所有的無關變量原則上一定要相同。
B. 變量的控制
變量的控制,是指控制其他因素不變,只改變其中一個要研究因素的變化,保證實驗不受干擾或將干擾因素降低到最低程度,常用方法有:改變某條件、去除某物質、施加某種條件等。而控制其他因素的不變,只要運用等量原則即可。例如:“溫度影響唾液淀粉酶水解淀粉”實驗中,要控制其他因素不變,只要所用試管的潔凈程度、唾液的新鮮程度、淀粉濃度、pH值、溫度處理的時間長短相同就達到目的了。
3. 對照性原則
一般情況下,一個實驗設計里要有實驗組和對照組。實驗組,是接受實驗變量(改變某條件)處理的對象組;對照組,是不接受實驗變量(不改變某條件)處理的對象組。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。
在實驗中,為了排除無關條件的干擾,常常要設立對照實驗。所謂對照實驗是指有一個關鍵條件不同,而其他實驗條件都相同的情況下所進行的一組實驗,以此了解條件與結果之間的關系,增強實驗結論的可靠性。其中,直接用于論證結果的一組稱之為實驗組,用于對比的一組稱之為對照組。
(1)對照實驗組通常包括以下四種類型:
①空白對照:設計一個不加任何處理的實驗,但要保證等量原則的存在。
例:“唾液淀粉酶催化淀粉”的實驗中,實驗組滴加了唾液淀粉酶,而對照組只加了等量的蒸餾水,起空白對照。
②條件對照:給實驗組某種處理,給對照組另一種條件的處理。
例:“驗證甲狀腺激素促進幼小動物發育”實驗中,可存在以下實驗組和對照組:
甲組:飼喂甲狀腺激素(實驗組)
乙組:飼喂甲狀腺素抑制劑(條件對照組)
丙組:對蝌蚪不做任何處理(空白對照)
③自身對照: 實驗組和對照組在同一個對象上進行,不另設對照組。
例:“植物質壁分離和復原實驗”就是典型的自身對照,關鍵是觀察實驗前后的動態變化。
④相互對照:不設對照組,而另設實驗組相互對照。
例1:“胚芽鞘向光性實驗”中,利用若干組燕麥胚芽鞘受不同條件處理的實驗組之間的對照,說明了生長素與植物生長彎曲的關系。
例2:“證明玉米根的生長方向與地心引力的關系”實驗,利用在垂直方向上,不同方向放置的玉米種子之間根的生長相互對照,說明了根的生長與地心引力的關系。
(2)如何設置對照實驗呢?
對照實驗設置的正確與否,關鍵就在于如何盡量去保證“除一關鍵條件與實驗組不同外,其它實驗條件與實驗組完全相同”。具體來說有如下四個方面:
①所有用生物材料要相同,即所用生物材料的數量、質量、長度、體積、來源和生理狀況等方面特點要盡量相同或至少大致相同。
②所用實驗器具要相同,即試管、燒杯、水槽、廣口瓶等器具的大小型號要完全一樣。
③所用實驗試劑要相同,即試劑的成分、濃度、體積要相同。尤其要注意體積上等量的問題。
④所用處理方法要相同,如保溫或冷卻、光照或黑暗、攪拌或振蕩都要一致。
有時盡管某種處理對對照實驗來說,看起來似乎是毫無意義的,但最好還是要作同樣的處理。所有的處理最終均體現在語言表達上。
二、生物實驗設計解題技巧
1. 實驗設計題一般分為兩種類型:
驗證類實驗設計:對于實驗現象可以由要驗證的結論直接得出,不用討論。
例:驗證甲狀腺激素的作用;驗證胰島素的作用;驗證酶的專一性;驗證植物的向光性;驗證溫度對酶催化性的影響等待。
探究研究類實驗設計:對于實驗現象一般要討論并得出相應的結論。(一般從正、反、中間去討論,例:溫度對甲狀腺激素的作用是否有影響。)
得到題目后仔細閱讀,從題干內容確定實驗屬于哪種類型,確定該題的結論是直接得出還是要進行討論得出。
2. 解題思路:實驗目的實驗變量實驗步驟實驗結論
(1)明確實驗目的;通過實驗目的確定實驗變量;(題中可變的單一因素)找到實驗變量是整個解題的關鍵。
(2)設計對照實驗應遵循:單一因素不同;其他因素相同且最適。
3. 實驗設計過程中實驗步驟的一般文字描述(步驟設計一般不宜連續描述,需要分段敘說,并加以編號);一般方案如下:
實驗步驟:
(1)取樣本材料數量n或實驗器械數量n,編號1、2、……(或A、B、……/或甲、乙)
(在這里實驗材料包含實驗中用到的各種動植物,取材時要注意數量和生理及發育狀態相同;一般要用的文字:生長狀況、大小相似、發育狀態相同等。實驗用具有燒杯、培養皿、飼養動物的容器等等。這些材料用具在試題中都會給出,注意要結合實驗的目的、原理合理利用。)
(2)設置實驗組和對照組,兩組所取的材料數量要相同(可用n株或n只),或兩組加入的物質總量要相同(可用“等量”)。
(3)實驗組和對照組在除一關鍵條件不同外,其它條件相同,并在適宜條件下進行實驗,實驗所用的時間要相同。
(4)觀察實驗組和對照組出現的實驗現象或結果并記錄。
(預測)實驗結果:若為驗證性實驗,根據相關原理解題,結果唯一。若為探究性實驗,將所有的可能符合實際的結果排列出來。
分析實驗結果:(1)先寫原理。(2)運用原理進行分析怎樣得出相應的結果。
三、簡明地組織語言文字
1. 敘說中盡量要用規范的實驗術語,不能用含糊的口語,如:“蓋玻片”不能說是“薄的玻璃片”;“等量的”不宜說成“一樣多的”;“振蕩”不宜說成“晃動”、“搖動”等等。
2. 準確地預測實驗結果,實驗設計的最后往往還需要預測實驗結果,在結果預測上要全面、準確。而在這一環節上,學生往往會出現各種各樣的錯誤。例如:
(1)測交結果預測,除了全黑、有白有黑外,還有全白。
(2)加碘后,“不變藍”不等于“無色”或“沒有顏色變化”;另外“不變”也不能說成“無現象”。
(3)用亞甲基藍做菌量檢測時,不能把“褪色”說成“無色”。
(4)在驗證甲狀腺激素對促進幼小動物發育的作用時,不能把“發育”說成“生長”。
(5)研究光對種子萌發的影響時,不能把“有無光照”說成“陽光”、“陰暗”。
生物實驗設計范文6
高中生物實驗原理是實驗設計的基礎,實驗原理包括以下兩點:
(1)自變量對因變量的具體影響。
(2)觀察或檢測因變量的依據。實驗原理一般表述為:某種因素(自變量或操作過程)會(可能)產生某種結果(因變量或操作結果),通過某種方式(或觀察指標),可以觀察到(達到實驗目的)。
例1驗證不同波長對黑藻光合作用強度的影響。
解析:該實驗的目的是題干中的最后一句話。根據實驗目的,得知該實驗屬于驗證性實驗,實驗結果和結論是唯一的。分析實驗裝置可知:該實驗的自變量是光的波長;因變量是黑藻的光合作用強度,可用單位時間內O2的產生量來檢測;因題目中提供的實驗材料有pH試紙,因變量的光合作用強度也可以用溶液中酸堿度的變化來體現;無關變量有光照強度、NaHCO3溶液濃度、溫度、燈泡與裝置的距離等,要保證這些條件相同且適宜。根據光合作用的影響因素確定其實驗原理為:不同波長的光通過影響光反應影響黑藻的光合作用強度,如紅光和藍紫光有利于提高光合作用強度,而綠光不利于提高光合作用強度;通過比較單位時間內氣泡(O2)產生量或溶液pH的變化,可以確定光質對黑藻光合作用強度的影響。
二、巧妙解題
1.選材
選材是操作實驗方法和實施實驗步驟的保證。實驗材料的選擇要分析“有什么用”“、怎么用”,如顏色反應的實驗材料要求待測物質含量高,無色或接近無色。
2.書寫實驗設計步驟
(1)分組編號。選材并組裝實驗設備,將長勢相同的植物或年齡、大小、體質相同的實驗動物分為若干組,并作好編號。
(2)設置對照。根據實驗變量設置對照,施加自變量為實驗組,不施加自變量設為對照組;除自變量不同外,要控制好無關變量的條件。
(3)條件處理。將實驗設置對照后的培養或反應放在相同且適宜的條件下培養或反應。
(4)觀察并記錄。觀察實驗現象(顏色變化,生理特征變化等),測定指標(光合速率,液滴移動距離等),記錄實驗數據。
例2探究下丘腦分泌的促甲狀腺激素釋放激素(TRH)減少的原因。
解析:例2的實驗未提供實驗材料,需要自行確定,選擇日齡、大小、體重、健康狀況相同的實驗動物若干只,甲狀腺切除手術需要相應的手術器械,還應提供一定濃度的促甲狀腺激素溶液。高中生物設計實驗步驟時需設置對照,實驗組為切除甲狀腺的實驗動物,對照組為不切除甲狀腺,但做相同手術的實驗動物。根據上述分析,確定實驗步驟為:取日齡、大小、體重、健康狀況相同的實驗動物若干只,平均分為兩組,甲組為實驗組,乙組為對照組。測量兩組實驗動物血液中的TRH含量。用手術器械將甲組動物的甲狀腺切除,乙組不做切除,但做相同的手術。對甲、乙兩組實驗動物注射等量且適宜濃度的TSH。一段時間后,測定甲、乙兩組實驗動物血液中的TRH含量。
3.分析實驗結果,得出實驗結論。驗證性實驗是對實驗目的的肯定,結果和結論只有一個。探究性實驗,則結果往往有多種可能,要寫出所有的可能。每個結果對應一個結論。
三、其他注意點
1.根據題干提供的實驗材料選擇正確的實驗方法。如驗證胰島素的生理功能應該用注射法不宜用口服法。
2.實驗步驟書寫要規范。實驗步驟書寫要分步描述。
3.盡可能用“一段時間”、“一定量的”等定性的語言來表達在量上難以做到準確的量化表述。