高中生物實(shí)驗總結示范
高中生物實(shí)驗總結示范
一、實(shí)驗設計的基本內容
1、實(shí)驗名稱(chēng):是關(guān)于一個(gè)什么內容的實(shí)驗。
2、實(shí)驗目的:要探究或者驗證的某一事實(shí)。
3、實(shí)驗原理:進(jìn)行實(shí)驗依據的科學(xué)道理。
4、實(shí)驗對象:進(jìn)行實(shí)驗的主要對象。
5、實(shí)驗條件:完成該實(shí)驗必備的儀器、設備、藥品條件。
6、實(shí)驗方法與步驟:實(shí)驗采用的方法及必需的操作程序。
7、實(shí)驗測量與記錄:對實(shí)驗過(guò)程及結果應有科學(xué)的測量手段與準確的記錄。
8、實(shí)驗結果預測及分析:能夠預測可能出現的實(shí)驗結果并分析導致的原因。
9、實(shí)驗結論:對實(shí)驗結果進(jìn)行準確的描述并給出一個(gè)科學(xué)的結論。
二、實(shí)驗設計的基本原則
1、科學(xué)性原則
所謂科學(xué)性,是指實(shí)驗目的要明確,實(shí)驗原理要正確,實(shí)驗材料和實(shí)驗手段的選擇要恰當,整個(gè)設計思路和實(shí)驗方法的確定都不能偏離生物學(xué)基本知識和基本原理以及其他學(xué)科領(lǐng)域的基本原則。如:淀粉酶水解淀粉的順序問(wèn)題。
2、單一變量原則
(1)變量:或稱(chēng)因子,是指實(shí)驗過(guò)程中所被 操作的特定因素或條件。按性質(zhì)不同,通?煞譃閮深(lèi):
、賹(shí)驗變量與反應變量
實(shí)驗變量,也稱(chēng)為自變量,指實(shí)驗中由實(shí)驗者所操縱的因素或條件。反應變量,亦稱(chēng)因變量,指實(shí)驗中由于實(shí)驗變量而引起的變化和結果。通常,實(shí)驗變量是原因,反應變量是結果,二者具有因果關(guān)系。實(shí)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(shí)驗中,所給定的低溫(冰塊)、適溫(37℃)、高溫(沸水浴)就是實(shí)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(shí)驗即在于獲得和解釋溫度變化(實(shí)驗變量)與酶的活性(反應變量)的因果關(guān)系。
、跓o(wú)關(guān)變量與額外變量
無(wú)關(guān)變量,也稱(chēng)控制變量,指實(shí)驗中除實(shí)驗變量以外的影響實(shí)驗現象或結果的因素或條件。額外變量,也稱(chēng)干擾變量,指實(shí)驗中由于無(wú)關(guān)變量所引起的變化和結果。顯然,額外變量會(huì )對反應變量有干擾作用,例如,上述實(shí)驗中除實(shí)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(shí)驗操作程度,溫度處理的時(shí)間長(cháng)短等等,都屬于無(wú)關(guān)變量,要求對低溫、適溫、高溫3組實(shí)驗是等同、均衡、穩定的;如果無(wú)關(guān)變量中的任何一個(gè)或幾個(gè)因素或條件,對3個(gè)實(shí)驗組的給定不等同、不均衡、不穩定,則會(huì )在實(shí)驗結果中產(chǎn)生額外變量,出現干擾,造成誤差。實(shí)驗的關(guān)鍵之一在于控制無(wú)關(guān)變量或減少額外變量,以減少誤差。
(2)單一變量原則
在實(shí)驗設計中僅僅改變實(shí)驗中的某一項變量,其它因子不變,在此條件下,觀(guān)察、研究該變量對實(shí)驗材料和實(shí)驗結果的影響。除了整個(gè)實(shí)驗過(guò)程中欲處理的實(shí)驗因素外,其他實(shí)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(shí)驗設計中涉及的較少。
3、對照性原則
對照是實(shí)驗控制的手段之一,目的還是在于消除無(wú)關(guān)變量對實(shí)驗結果的影響。實(shí)驗對照原則是設計和實(shí)施實(shí)驗的準則之一。通過(guò)設置實(shí)驗對照對比,即可排除無(wú)關(guān)變量的影響,又可增加實(shí)驗結果的可信度和說(shuō)服力。
通常,一個(gè)實(shí)驗總分為實(shí)驗組和對照組。實(shí)驗組,是接受實(shí)驗變量處理的對象組:對照組,也稱(chēng)控制組,對實(shí)驗假設而言,是不接受實(shí)驗變量處理的對象組,至于哪個(gè)作為實(shí)驗組,哪個(gè)作為對照組,一般是隨機決定的,這樣,從理論上說(shuō),由于實(shí)驗組與對照組的無(wú)關(guān)變量的影響是相等的,被平衡了的,故實(shí)驗組與對照組兩者之差異,則可認定為是來(lái)自實(shí)驗變量的效果,這樣的實(shí)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(lèi)型:
、倏瞻讓φ:指不做任何實(shí)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(shí)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(jìn)行沸水浴,比較它們的變化。這樣,甲為實(shí)驗組,乙為對照組,且乙為典型的空白對照?瞻讓φ漳苊靼椎貙Ρ群鸵r托出實(shí)驗組的變化和結果,增強了說(shuō)服力。
、谧陨韺φ:指實(shí)驗與對照在同一對象上進(jìn)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(zhì)壁分離和復原”實(shí)驗,就是典型的自身對照。自身對照,方法簡(jiǎn)便,關(guān)鍵是要看清楚實(shí)驗處理前后現象變化的差異,實(shí)驗處理前的對象狀況為對照組,實(shí)驗處理后的對象變化則為實(shí)驗組。
、蹢l件對照:指雖給對象施以某種實(shí)驗處理,但這種處理是作為對照意義的,或者說(shuō)這種處理不是實(shí)驗假設所給定的實(shí)驗變量意義的。例如!皠(dòng)物激素飼喂小動(dòng)物”的實(shí)習實(shí)驗,采用等組實(shí)驗法,其實(shí)驗設計方案是:
甲組:飼喂甲狀腺激素(實(shí)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(shí)驗即設置了條件對照,又設置了空白對照,通過(guò)比較、對照、更能充分說(shuō)明實(shí)驗變量--甲狀腺激素有促進(jìn)動(dòng)物的生長(cháng)發(fā)育。
、芟嗷φ:指不另設對照組,而是幾個(gè)實(shí)驗組相互對比對照,在等組實(shí)驗法中,大都是運用相互對照,如“植物的向性”的等組實(shí)驗中,5個(gè)實(shí)驗組采用的都是相互對照,較好的平衡和抵消了無(wú)關(guān)變量的影響,使實(shí)驗結果更具有說(shuō)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(shí)驗,觀(guān)察其對實(shí)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(shí)驗誤差,體現實(shí)驗的科學(xué)性。
5、簡(jiǎn)約性和可行性原則
是指實(shí)驗材料容易獲得,實(shí)驗裝置簡(jiǎn)化,實(shí)驗藥品便宜,實(shí)驗操作簡(jiǎn)便,實(shí)驗效果明顯并能在較短時(shí)間內完成。從實(shí)驗目的、實(shí)驗原理到材料用品的選擇、實(shí)驗操作等,都要符合實(shí)驗者的一般認知水平,滿(mǎn)足現有的條件,具有實(shí)驗和完成實(shí)驗的可能性。
三、實(shí)驗設計基本思路
1、準確把握實(shí)驗目的:看清題意是要求設計實(shí)驗方案、步驟還是分析實(shí)驗結果,是探究性實(shí)驗還是驗證性實(shí)驗。
2、明確實(shí)驗原理:要解決題目所給的問(wèn)題,要用到生物學(xué)上什么原理。
3、確定實(shí)驗思路:根據原理對實(shí)驗作出假設,并充分利用實(shí)驗材料設計實(shí)驗思路。
4、精心設計實(shí)驗步驟:根據以上實(shí)驗目的、原理和思路,設計合理的實(shí)驗裝置和實(shí)驗步驟操作步驟。并設置好實(shí)驗組和對照組,遵循單一變量原則。并將觀(guān)察到的現象如實(shí)記錄下來(lái)。
5、準確預期實(shí)驗結果并分析
注意:在敘述實(shí)驗步驟及預期結果時(shí),語(yǔ)言文字要簡(jiǎn)明。實(shí)驗步驟一般不宜連續描述,往往要分段敘說(shuō);試管、燒杯等要給予編號。
四、實(shí)驗設計的題型
1、設計實(shí)驗方案型
給出實(shí)驗用具、材料、藥品、實(shí)驗目的,或只給實(shí)驗目的,實(shí)驗器材自選,設計實(shí)驗方案。
2、改錯型
分析已有實(shí)驗設計方案中不科學(xué)性,并提出改進(jìn)。
3、補充完善型:對已有的實(shí)驗設計進(jìn)行補充和完善。
4、析因型:對已有的實(shí)驗設計方案的某些步驟、結果等進(jìn)行分析。
(二)、生物高考實(shí)驗試題考查內容
1、考查實(shí)驗原理和方法的試題
實(shí)驗修訂本生物教材列出了基本實(shí)驗的實(shí)驗原理,如生物組織中蛋白質(zhì)的鑒定原理是蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生作用,可以產(chǎn)生紫色反應。根據與某些化學(xué)試劑所產(chǎn)生的顏色反應,可鑒定生物組織蛋白質(zhì)的存在。這些是書(shū)本上已有的知識,要弄清實(shí)驗原理,在理解的基礎上加以應用。但有些實(shí)驗必須從主要的實(shí)驗材料和用具中獲取信息來(lái)解題。
2、考查發(fā)現問(wèn)題能力的試題
問(wèn)題是啟動(dòng)思維活動(dòng)的“閥門(mén)”,沒(méi)有問(wèn)題或問(wèn)題情境,不可能激發(fā)創(chuàng )造性的思維活動(dòng)。要用問(wèn)題激發(fā)探索欲望,發(fā)現問(wèn)題、提出假設,要求善于發(fā)現自然現象中的問(wèn)題,并通過(guò)分析,準確把握問(wèn)題的性質(zhì)和研究的意義,經(jīng)過(guò)思考提出假設。
3、考查觀(guān)察實(shí)驗、提出假設能力的試題
高考中常有將許多科學(xué)家成功的探索自然的實(shí)驗發(fā)現改編成的試題,如通過(guò)觀(guān)察植物向光性的現象,發(fā)現植物彎曲生長(cháng)的問(wèn)題,經(jīng)過(guò)思考提出生長(cháng)的原因是植物產(chǎn)生生長(cháng)素的假設,從而可通過(guò)實(shí)驗證明該假設的正確。又如,弗來(lái)明對青霉素的早期研究過(guò)程,重點(diǎn)突出在科學(xué)研究過(guò)程中。發(fā)現問(wèn)題之后能否提出合適的假設是至關(guān)重要的,合適的假設往往是最終結論的前提。
4、考查設計實(shí)驗和完成實(shí)驗能力的試題
設計實(shí)驗的能力即為驗證提出的假設而設計相應的實(shí)驗。包括實(shí)驗方法的選定、原理的設計、實(shí)驗材料和設備的選擇、實(shí)驗裝置的安排、可變因素和可控因素的預測以及實(shí)驗結果的預測等。完成實(shí)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(shí)間和步驟,選擇合適的觀(guān)察方法和記錄時(shí)間的方法,消除干擾因素,減少實(shí)驗誤差,使實(shí)驗結果客觀(guān)準確。
5、全面考查實(shí)驗基本知識的試題
此類(lèi)實(shí)驗試題同時(shí)考查了生物學(xué)基本原理、概念、實(shí)驗目的、材料、操作、方法步驟等多方面知識,或者對實(shí)驗現象的觀(guān)察分析、實(shí)驗設計和結果預測等多方面綜合運用。生物實(shí)驗的考查形式已不再是重復課本的實(shí)驗步驟,近幾年高考幾乎找不到課本實(shí)驗的簡(jiǎn)單重復。它們與生產(chǎn)、生活實(shí)際相聯(lián)系,但又屬于實(shí)驗基本知識。能全面考查學(xué)生掌握實(shí)驗基本知識的情況。
三、難點(diǎn)知識剖析
(一)、生物高考實(shí)驗設計基本題型
1、續寫(xiě)實(shí)驗步驟的題型
這類(lèi)題目的題干中已經(jīng)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(shí)驗變量和反應變量,然后設計對照組,再根據有關(guān)原理分析,一般就能比較正確地寫(xiě)出答案。
2、評價(jià)和糾正給定的實(shí)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(shí)驗設計思路。這表面上是考查對實(shí)驗設計的分析與評價(jià)能力,實(shí)質(zhì)上是全面檢測設計生物學(xué)實(shí)驗方案的能力,同時(shí)還考查考生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神方面的水準。
3、獨立設計實(shí)驗方案的題型
這類(lèi)題型是與研究性學(xué)習相配套的,要求學(xué)生要具有嚴謹的科學(xué)態(tài)度,對實(shí)驗過(guò)程有所體驗,考查的過(guò)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(lèi)型選擇等。題目有一定的開(kāi)放性,便于考生發(fā)揮個(gè)性特長(cháng)。
(二)、生物實(shí)驗設計題應對策略
1、生物高考實(shí)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(diǎn),先要認真研究課題,找出其中的實(shí)驗變量和反應變量,其次是構思實(shí)驗變量的控制方法和實(shí)驗結果的捕獲手段,最后再選擇適宜的實(shí)驗材料,在注意實(shí)驗步驟關(guān)聯(lián)性的前提下表達實(shí)驗的方法步驟。在實(shí)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(shí)驗的復習?荚囌f(shuō)明明確提出了,要求“理解所學(xué)實(shí)驗的實(shí)驗內容,包括實(shí)驗原理、方法和操作步驟,掌握相關(guān)的操作技術(shù)”。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(shí)驗的理解。
3、挖掘課本知識點(diǎn)中所蘊含的實(shí)驗因素。生物學(xué)的每一個(gè)知識結論都是在觀(guān)察、實(shí)驗的基礎上得出的,都包含培養實(shí)驗能力的基點(diǎn),在平時(shí)的復習中要注意多挖掘知識結論中所蘊含的科學(xué)思想和方法。例:生長(cháng)素的發(fā)現過(guò)程中,涉及生長(cháng)素產(chǎn)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(shí)驗來(lái)證明。
4、要注意考試大鋼中提出要“理解探索性實(shí)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(shí)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(guān)研究性學(xué)習的內容,切實(shí)提高自身進(jìn)行探究研究的能力。
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