引論：我們?yōu)槟砹?3篇高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
1.科學(xué)性的特點(diǎn)
具體體現(xiàn)在：實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)材料的選取、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理都應(yīng)有充分的科學(xué)依據(jù)，不能隨意臆造。高中生物實(shí)驗(yàn)科學(xué)性的特點(diǎn)是區(qū)別與其它學(xué)科的最重要的特點(diǎn)之一，生物實(shí)驗(yàn)一定要講求其科學(xué)性，沒有科學(xué)性作指導(dǎo)，生物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果就會變得毫無意義，沒有參考的價值，同時也違背了科學(xué)的指導(dǎo)原理。所以在進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)之前，一定要有科學(xué)性的理論指導(dǎo)，對涉及生物實(shí)驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行相關(guān)的研究分析，認(rèn)真考證，這樣實(shí)驗(yàn)的結(jié)果才有科學(xué)的依據(jù)，才有科學(xué)的價值。
2.相互對照的特點(diǎn)
一個完整的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)包括兩個方面：實(shí)驗(yàn)組和對照組。先對實(shí)驗(yàn)組加以處理，然后對照組不作處理。對照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)常有如下4種：一是空白對照，設(shè)計(jì)一個不進(jìn)行任何實(shí)驗(yàn)處理的對照組。二是自身對照，指實(shí)驗(yàn)組與對照組在同一對象上進(jìn)行，前后觀察，不另設(shè)對照組。三是條件對照，給實(shí)驗(yàn)組一種處理，給對照組另一不同條件處理。四是相互對照，指不另設(shè)對照組，而是利用幾個實(shí)驗(yàn)相互對照，即每一組既是實(shí)驗(yàn)組，又是其他組別的對照組。只有通過對照實(shí)驗(yàn)，才能有效地排除無關(guān)變量對實(shí)驗(yàn)的干擾，使設(shè)計(jì)顯得嚴(yán)密。因此對于大多數(shù)實(shí)驗(yàn)，尤其是生理類實(shí)驗(yàn)往往都應(yīng)該設(shè)置相應(yīng)的對照實(shí)驗(yàn)。
3.單一變量的特點(diǎn)
單一變量原則，即控制其他因素不變，只要改變其中某一變量，觀察其對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的作用。除了整個實(shí)驗(yàn)過程中欲處理的實(shí)驗(yàn)因素外，做到其他實(shí)驗(yàn)條件前后一致。這也是生物實(shí)驗(yàn)所獨(dú)有的特點(diǎn)，采用單一變量的方法，往往能夠使實(shí)驗(yàn)變得更加有說服力，使實(shí)驗(yàn)的結(jié)果更加直接了然，能解析更多的生物上的科學(xué)道理。
二、高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)策略
1.明確實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，做好準(zhǔn)備工作。明確目標(biāo)能使學(xué)生產(chǎn)生積極的學(xué)習(xí)動機(jī)，思維才會有方向，操作才會認(rèn)真。做好實(shí)驗(yàn)教學(xué)的準(zhǔn)備工作，實(shí)驗(yàn)教學(xué)和一般的授課有不同的要求，而生物教材又往往受地方性的季節(jié)性的限制，有些實(shí)驗(yàn)還需較長的時間才能看到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因此，在實(shí)驗(yàn)課前做好實(shí)驗(yàn)教學(xué)的準(zhǔn)備工作就顯得尤為重要了。
2.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織管理。多數(shù)學(xué)生把實(shí)驗(yàn)簡單地理解為“看”，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象缺乏分析和思考，實(shí)驗(yàn)完畢后往往答不上產(chǎn)生現(xiàn)象的原因和實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。如果缺乏嚴(yán)格的訓(xùn)練，將會導(dǎo)致教師疲憊不堪，學(xué)生一無所獲。因此，應(yīng)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織管理，注意維持實(shí)驗(yàn)紀(jì)律、規(guī)范實(shí)驗(yàn)習(xí)慣、合理指派實(shí)驗(yàn)大組長、小組長等，以確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。
3.分析實(shí)驗(yàn)程序和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。一個較為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)過程是設(shè)計(jì)人員長期辛勤勞動的結(jié)晶，它往往是經(jīng)過幾十次甚至上百次的反復(fù)摸索。所以，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中，不能單純地用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)進(jìn)行“按方抓藥”出現(xiàn)結(jié)果就行了。而要指導(dǎo)學(xué)生去分析實(shí)驗(yàn)中每一步驟的作用、每一個處理意義以及各步驟之間的聯(lián)系。
篇2
2．高三生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的復(fù)習(xí)策略
高中生物實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)之所以效率較低，深究其原因皆因?yàn)榻處熜哪恐袥]有學(xué)生，考慮的中心還是教師自己的教學(xué)任務(wù)。高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)重點(diǎn)應(yīng)放在引導(dǎo)學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，學(xué)會實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)絕不能脫離一定的知識和問題情境，離開高中生物學(xué)主干知識的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必然是盲目的、誤導(dǎo)的。對于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的復(fù)習(xí)，我們可先分析挖掘課本經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本素養(yǎng)，然后根據(jù)復(fù)習(xí)，的實(shí)際精心設(shè)計(jì)一兩個典型的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓同學(xué)們在具體“做科學(xué)”的過程中掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的步驟、一些原則和方法、關(guān)鍵點(diǎn)，并針對不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題訓(xùn)練，讓學(xué)生學(xué)會舉一反三，提升實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，不再懼怕高考?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題。
2.1挖掘課本經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)科學(xué)素養(yǎng)
首先，使學(xué)生積累實(shí)驗(yàn)操作的經(jīng)驗(yàn)。指導(dǎo)學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、材料用具和步驟，在此基礎(chǔ)上充分開放實(shí)驗(yàn)室，盡可能創(chuàng)造條件加強(qiáng)學(xué)生動手操作能力的訓(xùn)練。與此同時，引導(dǎo)每個學(xué)生歸納、總結(jié)高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)常用材料、藥品的種類、用途等，形成表格，組織學(xué)生相互交流，然后完善自己的結(jié)果。
其次，使學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)程序。指導(dǎo)學(xué)生分析課本實(shí)驗(yàn)中每一步驟的作用或必要性、每一步驟的意義及各步驟之間聯(lián)系。
最后，使學(xué)生學(xué)會分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)中，教師既要指導(dǎo)學(xué)生重視對實(shí)驗(yàn)最終結(jié)果的記錄，又要求學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的中間過程出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行記錄。既要重視結(jié)果又重視對結(jié)果的分析，重視對成功實(shí)驗(yàn)的分析，也要重視查找實(shí)驗(yàn)失敗的原因。
2.2 結(jié)合典例培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般思路
高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，不管是驗(yàn)證性還是探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，不管是自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)還是補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)、修正改良實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路大體相同。實(shí)際教學(xué)中我們可以結(jié)合課本經(jīng)典實(shí)驗(yàn)或某一高考實(shí)驗(yàn)題來概括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般思路，便于學(xué)生領(lǐng)會掌握。
2.3 針對不同生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型進(jìn)行強(qiáng)化復(fù)習(xí)
篇3
一、提出問題
人們對事物作縝密觀察以后，常常由于好奇心或想作進(jìn)一步的了解而提出問題，雖然任何人都能提出問題，但只有意義的問題才值得探討，是實(shí)驗(yàn)要達(dá)到的具體目標(biāo)。
二、假設(shè)
科學(xué)方法的第三步是假設(shè)。假設(shè)，也稱假說或猜測，指用來說明某種現(xiàn)象但未經(jīng)證實(shí)的論題，也就是對所提出的問題所做出的參考答案。例如， “食用激素水果會引起動物性早熟嗎”，其假設(shè)是：“食用激素水果不會引起動物性早熟”；其預(yù)期結(jié)果是：“用適量激素水果飼喂幼齡動物，不會促使幼齡動物的生長發(fā)育加速”。實(shí)驗(yàn)預(yù)期是較具體的推斷。一個問題常有多個可能的答案，但通常只有一個是正確的。因此，假設(shè)是對還是錯，還需要加以驗(yàn)證，即依據(jù)假設(shè)或預(yù)期，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證假設(shè)和解決問題的最終途徑，指在人為控制的條件下研究事物的變化的一種方法。要想實(shí)驗(yàn)成功，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，就要掌握或貫徹以下幾點(diǎn)：
1.單一變量原則
（1）實(shí)驗(yàn)變量與反應(yīng)變量。實(shí)驗(yàn)變量是實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)者操縱的因素或條件，而反應(yīng)變量是指由實(shí)驗(yàn)變量而引起的變化結(jié)果，二者之間是前因后果的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)的目的就在于獲得和解釋前因與后果；
（2）無關(guān)變量與額外變量。無關(guān)變量是指實(shí)驗(yàn)中除實(shí)驗(yàn)變量外的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)象的因素或條件。由無關(guān)變量引起的變化結(jié)果就叫額外變量。它們之間也是前因后果的關(guān)系。但它們的存在對實(shí)驗(yàn)與反應(yīng)變量的獲得起干擾作用。
2.對照性原則
對照是實(shí)驗(yàn)控制的手段之一，目的還是在于消除無關(guān)變量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)對照原則是設(shè)計(jì)和實(shí)施實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)則之一。通過設(shè)置實(shí)驗(yàn)對照對比。既可排除無關(guān)變量的影響，又可增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度和說服力。
通常，一個實(shí)驗(yàn)總分為實(shí)驗(yàn)組和對照組。實(shí)驗(yàn)組，是接受實(shí)驗(yàn)變量處理的對象組：對照組，也稱控制組，對實(shí)驗(yàn)假設(shè)而言，是不接受實(shí)驗(yàn)變量處理的對象組。按對照的內(nèi)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(shí)驗(yàn)處理的對象組；
（2）自身對照 指實(shí)驗(yàn)與對照在同一對象上進(jìn)行，即不另設(shè)對照組。單組法和輪組法，一般都包含有自身對照；
（3）條件對照 指雖給對象施以某種實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)假設(shè)所給定的實(shí)驗(yàn)變量意義的；
（4）相互對照 指不另設(shè)對照組，而是幾個實(shí)驗(yàn)組相互對比對照，在等組實(shí)驗(yàn)法中，大都是運(yùn)用對照。
3.科學(xué)性原則
所謂科學(xué)性，是指實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊鞔_，實(shí)驗(yàn)原理要正確，實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)手段的選擇要恰當(dāng)，整個設(shè)計(jì)思路和實(shí)驗(yàn)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，都要具有可行性。
4.重復(fù)性原則
在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中也必須注意實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性。任何實(shí)驗(yàn)部必須要有足夠的實(shí)驗(yàn)次數(shù)，才能判斷結(jié)果的可靠性，尤其是有數(shù)據(jù)計(jì)算的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)不能只能進(jìn)行一次，在無法重復(fù)的情況下，作為正式結(jié)論，這樣的結(jié)論易被。
四、完成實(shí)驗(yàn)
五、觀察并記錄結(jié)果
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的觀察內(nèi)容、方法和次數(shù)進(jìn)行如實(shí)記錄。
六、分析結(jié)果（數(shù)據(jù)）并推導(dǎo)結(jié)論
觀察、實(shí)驗(yàn)的目的在于獲得驗(yàn)證性的結(jié)果。所以，在實(shí)驗(yàn)中要記錄實(shí)驗(yàn)的事實(shí)、現(xiàn)象、數(shù)據(jù)，即捕捉、記錄由實(shí)驗(yàn)變量帶來的反應(yīng)變量。據(jù)此論證、說明實(shí)驗(yàn)中的自變量與因變量的因果關(guān)系，進(jìn)而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
篇4
一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則
（一）對照性原則
所謂對照實(shí)驗(yàn)是指除人為控制因素外，其他條件與被對照實(shí)驗(yàn)完全相同的實(shí)驗(yàn)。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中的無關(guān)實(shí)驗(yàn)因素很多，同一種實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能是由多種不同的實(shí)驗(yàn)因素所引起的，因此必須嚴(yán)格控制無關(guān)因素，要平衡和消除無關(guān)因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。而設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，能有效地排除其他因素干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可能性，使實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更加嚴(yán)密，所以大多數(shù)實(shí)驗(yàn)尤其是生理類實(shí)驗(yàn)往往都要有相應(yīng)的對照實(shí)驗(yàn)。如在“唾液淀粉酶促進(jìn)淀粉水解”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，運(yùn)用與唾液等量的清水作對照，排除了“淀粉本身就可以在水溶液中快速水解”這一非本質(zhì)的特征。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對照可以有多種方式，如空白對照（指不做任何實(shí)驗(yàn)處理的對照組）、相互對照（指不加設(shè)對照組，而是利用幾個實(shí)驗(yàn)組相互對照）、自身對照（指實(shí)驗(yàn)和對照在同一對象上進(jìn)行，即不另設(shè)對照組）、條件對照等（給實(shí)驗(yàn)組某種處理，給對照組另一條件的處理，給對照組施以部分實(shí)驗(yàn)因素，但不是所要研究的實(shí)驗(yàn)因素）。
（二）單一變量原則
單一變量原則即單因子變量原則，指控制其他因素不變，而改變其中一個因素，觀察其對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。如“探究pH值對酶活性的影響”時，只能改變反應(yīng)的pH值，其它如溫度、酶的濃度等條件均要求完全一樣。設(shè)置單一變量即對照組和實(shí)驗(yàn)組只能有一項(xiàng)條件不同，其他條件都應(yīng)相同，還應(yīng)考慮是否有額外變量影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
（三）平行重復(fù)原則
平行重復(fù)原則指控制某種因素的變化幅度，在同樣條件下重復(fù)實(shí)驗(yàn)，觀察其對實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響的程度。任何實(shí)驗(yàn)都必須能夠重復(fù)，這是具有科學(xué)性的標(biāo)志。實(shí)驗(yàn)雖然要求隨機(jī)抽取樣本，這能夠在相當(dāng)大的程度上抵消非處理因素所造成的偏差，但不能消除它的全部影響。平行重復(fù)的原則就是為解決這個問題而提出的。在實(shí)驗(yàn)時，有些情況的出現(xiàn)是有偶然性的，多做幾個對照實(shí)驗(yàn)，出現(xiàn)相同結(jié)果，更有說服力，更具科學(xué)性。讓這幾組實(shí)驗(yàn)裝置在相同條件下同時進(jìn)行，這就是平行重復(fù)原則。
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法步驟
在明確了實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理、選準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)材料、遵循實(shí)驗(yàn)原則做出實(shí)驗(yàn)假設(shè)后，就應(yīng)該編制一個嚴(yán)密、科學(xué)的實(shí)驗(yàn)程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。對于編制的實(shí)驗(yàn)程序，須要仔細(xì)推敲，形成一個最優(yōu)化的程序，使實(shí)驗(yàn)科學(xué)、簡捷、明了地進(jìn)行設(shè)計(jì)。探究性實(shí)驗(yàn)一般可分為以下幾步進(jìn)行：（1）認(rèn)真研讀題干信息，分析題目類型屬于驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、探究型實(shí)驗(yàn)、完全設(shè)計(jì)型、實(shí)驗(yàn)評價型中的哪一種；（2）仔細(xì)審讀，找準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)中所要控制的單一變量和因變量，并分析以什么指標(biāo)表示或觀察因變量；（3）運(yùn)用對照實(shí)驗(yàn)思想合理設(shè)置對照組；（4）分析實(shí)驗(yàn)過程中需要平衡的無關(guān)變量，即避免（或排除）無關(guān)變量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果（現(xiàn)象）的影響；（5）推敲精煉語言，準(zhǔn)確表達(dá)實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論；（6）通讀自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。運(yùn)用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所遵循的原則進(jìn)行對照，檢查是否有遺漏。通過對實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟮姆治?，正確選擇出實(shí)驗(yàn)的變量，按照正確的實(shí)驗(yàn)步驟去分析，即可形成一個科學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟。
三、實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象及結(jié)論
在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時，還應(yīng)注意實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)期、分析和討論：要求運(yùn)用實(shí)驗(yàn)原理和假設(shè)，推導(dǎo)分析出實(shí)驗(yàn)的結(jié)果或?qū)?shí)驗(yàn)組與對照組作出預(yù)期的分析討論。
探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)一般規(guī)律（預(yù)期結(jié)果）是：
（1）若條件A存在事件B能發(fā)生，條件A改變事件B不能發(fā)生（或發(fā)生程度改變），結(jié)論是__。
（2）若條件A存在事件B能發(fā)生，條件A改變事件B能發(fā)生（或發(fā)生程度改變），結(jié)論是___。
（3）若條件A存在事件B不能發(fā)生，條件A改變事件B能發(fā)生（或發(fā)生程度改變），結(jié)論是___。
例如:現(xiàn)有一種植物的種子，已經(jīng)知道它的萌發(fā)受水分、溫度和氧氣的影響，但不了解其萌發(fā)與光是否有關(guān)。為探究光的有無對該種子萌發(fā)的影響，請你依據(jù)所給材料和用品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方法步驟，預(yù)測可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并分別得出相應(yīng)的結(jié)論。方法步驟：①____；②____?？赡艿慕Y(jié)果及相應(yīng)的結(jié)論：①____；②_____；③______。
解析：根據(jù)題目要求可知，光照則是變化的條件A，因此可作出理論假設(shè)：當(dāng)水分、溫度、氧氣條件滿足時，光照則是實(shí)驗(yàn)的變量，有光照，種子可能萌發(fā)，也可能不萌發(fā)；無光照，種子可能萌發(fā)，也可能不萌發(fā)。具體設(shè)計(jì)如下：①取A、B兩組培養(yǎng)皿，倒入適量的水，將等量的種子分別放入兩組培養(yǎng)皿中(實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備)；②將A組置于黑暗的環(huán)境中，B組置于有光環(huán)境中（做對照），③培養(yǎng)過程中使兩組水分、溫度、氧氣的狀況適宜且相同。A組實(shí)驗(yàn)組與B組對照，符合“單因子變量”“平行重復(fù)”原則。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果及相應(yīng)的結(jié)論：①A組萌發(fā)，B組不萌發(fā)(或A組發(fā)芽率高于B組)，光抑制該植物種子的萌發(fā)；②A組萌發(fā)，B組也萌發(fā)(或發(fā)芽率差異不顯著)，該植物種子萌發(fā)不受光的影響；③A組不萌發(fā)，B組萌發(fā)（或A組發(fā)芽率低于B組），光是該植物種子萌發(fā)的必要條件之一。
四、結(jié)語
生物科學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，科學(xué)概念、原理和規(guī)律都是由實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)和論證的。教學(xué)過程中的實(shí)驗(yàn)有助于加深學(xué)生對生物科學(xué)概念、原理和規(guī)律的理解，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ彩菍W(xué)生將來從事科學(xué)研究的基礎(chǔ)。高中生物實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟，會控制實(shí)驗(yàn)條件和使用實(shí)驗(yàn)儀器，會觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果（數(shù)據(jù)），并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，能夠根據(jù)要求設(shè)計(jì)簡單的實(shí)驗(yàn)方案。
參考文獻(xiàn)
篇5
一、審題做到三明確
1.明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菍?shí)驗(yàn)的核心
它是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心，弄清是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)還是探究性實(shí)驗(yàn)。在題目中往往以“驗(yàn)證……”、“證明……”、“探究……”、“觀察……”、“調(diào)查……”、“鑒定……”等形式呈現(xiàn)出來。
2.明確實(shí)驗(yàn)原理是實(shí)驗(yàn)的依據(jù)
原理的來源有兩個，其一是課本中的相關(guān)知識（題干較短），其二是來自題干（題干較長，學(xué)生要仔細(xì)研讀、分析），可以可通過聯(lián)想相關(guān)知識或解讀題干來解題。
3.明確實(shí)驗(yàn)變量是實(shí)驗(yàn)的手段
明確如何操縱實(shí)驗(yàn)變量，設(shè)法給研究對象施加干擾，造成研究對象的變化，從而使研究對象在擾狀態(tài)中反映出某些特征，暴露出某種現(xiàn)象和屬性。如捕獲反應(yīng)變量，即觀察測量數(shù)值；控制無關(guān)變量，如隨機(jī)分組、設(shè)置對照、條件適宜、重復(fù)實(shí)驗(yàn)，等等。
二、解題要求三環(huán)節(jié)
1.選擇實(shí)驗(yàn)材料用具
生物實(shí)驗(yàn)題中已提供實(shí)驗(yàn)材料和用具，主要分析“有什么用？”“怎么用？”一般應(yīng)全部用上而且夠用，不可遺漏也不需額外添加，除非這道實(shí)驗(yàn)題是讓你“選擇或增加”。
自行確定實(shí)驗(yàn)材料和用具,根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟，遷移運(yùn)用教材相關(guān)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)用具。如：臨時裝片制作與觀察就要用到載玻片、蓋玻片、顯微鏡等。
2.書寫實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)步驟一般分成三步
（1）分組編號，即實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段，選取題干提供的實(shí)驗(yàn)材料（有時實(shí)驗(yàn)材料不能直接使用，需先經(jīng)某種方式處理后才符合實(shí)驗(yàn)要求）用具，組裝實(shí)驗(yàn)設(shè)備，平均分組，并作好編號。常用語言：選擇長勢相同、大小相似的同種植物隨機(jī)等量分組，分別編號為A、B、C……；取兩支試管，分別編號為甲、乙，各加入等量的某溶液；選擇年齡、體重（性別）、健康狀況相同的某種動物隨機(jī)等量分組，分別編號為1、2、3……，等等。
（2）設(shè)置對照組，考慮單因子變量。要注意本實(shí)驗(yàn)所有組別“無關(guān)變量”要相同，相關(guān)描述要準(zhǔn)確恰當(dāng)，例如“等量”、“相同”、“適宜”。設(shè)置的對照組常有以下幾種可能：
①空白對照，指不用實(shí)驗(yàn)變量處理的對照組。
不同情況下要合理地選用不同的水。如：清水、涼開水、蒸餾水、生理鹽水。例如不同pH值酸雨對小麥種子發(fā)芽的影響，應(yīng)用清水作對照。
②自身對照，實(shí)驗(yàn)與對照在同一對象上進(jìn)行。
如：“質(zhì)壁分離與復(fù)原”實(shí)驗(yàn)。自身對照簡便，但關(guān)鍵要看清楚實(shí)驗(yàn)處理前后的現(xiàn)象及差異。
③相互對照，幾個實(shí)驗(yàn)組相互之間形成的對照，不需另外設(shè)置對照組。
如：“探究溫度對酶活性的影響”實(shí)驗(yàn)。
（3）觀察記錄，觀察描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、收集記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
下面就以一個具體的例子來介紹實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)：
例題：請你利用剛萌發(fā)的玉米幼苗和植物無土栽培方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究葉綠素的形成是否與鎂元素相關(guān)。（提示：植物正常生長所需的全營養(yǎng)液配方中含硝酸鉀、氯化鈉、硫酸鈣、磷酸鈣和氯化鎂等）
實(shí)驗(yàn)步驟：_______________________________________________
預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果為：_______________________________________________
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：_______________________________________________
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路分析：
參考答案：
實(shí)驗(yàn)步驟：①將萌發(fā)的玉米幼苗平均分成兩組A、B。②A組幼苗用完全培養(yǎng)液培養(yǎng)，B組幼苗用等量的缺鎂培養(yǎng)液培養(yǎng)；③給A、B組幼苗相同而且適宜的溫度、光照，培養(yǎng)一段時間后，觀察并記錄兩組幼苗葉片的顏色變化情況。
預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果：A組的玉米幼苗葉片為綠色，B組的玉米幼苗葉片逐漸變?yōu)辄S色。
篇6
在最近幾年理科綜合測試中，都考查了學(xué)生生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，而且占分都比例大。而從閱卷的反饋情況來看，許多學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)性，或?qū)嶒?yàn)步驟不合理，怎樣提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?？高考?fù)習(xí)中，我們主要從實(shí)驗(yàn)程序、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理和解題思路等方面對學(xué)生進(jìn)行了指導(dǎo)。生物實(shí)驗(yàn)的一般程序?yàn)椋和ㄟ^觀察提出問題提出假設(shè)設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論，一個完整的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)包括以下七個基本步驟：（1）實(shí)驗(yàn)名稱、目的：提出是做什么實(shí)驗(yàn)，明確實(shí)驗(yàn)要解決什么問題。（2）假設(shè)：提出初步假設(shè)，并對可見現(xiàn)象提出一種可檢測的解釋。具體為：提出假設(shè)尋找證據(jù)a符號事實(shí)假設(shè)成立b符號事實(shí)假設(shè)不成立（3）預(yù)期：在檢測提出的假設(shè)以前，先提出實(shí)驗(yàn)的預(yù)期結(jié)果（一個假定的結(jié)果），若預(yù)期結(jié)果沒有實(shí)現(xiàn)，說明假設(shè)不成立；若預(yù)期結(jié)果實(shí)現(xiàn)，則假設(shè)成立。（4）實(shí)驗(yàn)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮吞岢龅募僭O(shè)，來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的具體方法步驟，并按設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行操作。（5）觀察和收集數(shù)據(jù)：客觀如實(shí)地觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并通過一定方式將實(shí)驗(yàn)結(jié)果呈現(xiàn)出來。（6）分析、推論：對記錄的數(shù)據(jù)（包括現(xiàn)象和結(jié)果）進(jìn)行整理分析，并推導(dǎo)得出結(jié)論。（7）交流：寫出實(shí)驗(yàn)報告。
1.生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則
1.1 科學(xué)性原則?？茖W(xué)性原則具有兩個方面的含義：首先，必須保證實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)不出現(xiàn)科學(xué)性錯誤；其次，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要具有科學(xué)思想和科學(xué)方法的因素。
1.2 單一變量原則。該原則可以使實(shí)驗(yàn)中的復(fù)雜關(guān)系簡單化，使結(jié)果更準(zhǔn)確。其含義是：不論一個實(shí)驗(yàn)有幾個實(shí)驗(yàn)變量，都應(yīng)該做到一個實(shí)驗(yàn)變量對應(yīng)觀察一個反應(yīng)變量。（2）實(shí)驗(yàn)中要盡可能避免無關(guān)變量及額外變量的干擾。如，在"探索淀粉酶對淀粉和蔗糖水解作用"實(shí)驗(yàn)中，加入淀粉和蔗糖是單一變量，而加入的淀粉酶的量、反應(yīng)溫度、PH則應(yīng)控制成相同的條件、否則這些因素的差異將作為無關(guān)變量，干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果及對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析。
1.3 對照原則。對照原則是中學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中最常用的原則，如有關(guān)酶的高效性、專一性和影響酶活性的條件實(shí)驗(yàn)，觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)等都采用了對照，通過對照實(shí)驗(yàn)，既可以排除無關(guān)變量的干擾，又可以增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度和說服力。
對照實(shí)驗(yàn)，一個實(shí)驗(yàn)可包括實(shí)驗(yàn)組和對照組，實(shí)驗(yàn)組是接受自變量處理的對象組，對照組是不接受自變量處理的對照組。至于哪個作實(shí)驗(yàn)組，哪個作對照組，一般是隨機(jī)決定的。常用的對照類型有以下幾種：（1）空白對照：對照組為無任何處理的對象組，如"探索影響淀粉酶活性的條件"實(shí)驗(yàn)中，1號試管加1ml的蒸餾水，2號、3號試管分別加選擇題的NaOH、HCl溶液。1號試管為典型的空白對照組，如"觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原"實(shí)驗(yàn)，即是典型的自身對照――實(shí)驗(yàn)處理前的對象狀況設(shè)為對照組，實(shí)驗(yàn)處理后的對象變化為實(shí)驗(yàn)組。（3）條件對照：給實(shí)驗(yàn)?zāi)撤N處理，給對照組另一條件的處理，如在"驗(yàn)證甲狀腺激素促進(jìn)幼小動物發(fā)育"的實(shí)驗(yàn)中，存在以下實(shí)驗(yàn)組和對照組。甲組：飼喂甲狀腺激素（實(shí)驗(yàn)組）乙組：飼喂甲狀腺激素抑制劑（條件組）丙組：對蝌蚪不作任何處理（空白對照）
篇7
解題先要認(rèn)真審題，抓住關(guān)鍵的有效信息點(diǎn)，弄清該實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)是驗(yàn)證性還是探究性實(shí)驗(yàn)，其次要明確該實(shí)驗(yàn)的目的是什么？
二、分析原理，回顧實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則
實(shí)驗(yàn)原理是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，只有明確實(shí)驗(yàn)的原理，才能掌握實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，進(jìn)而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)原理一方面可來源于題干，另一方面也可來源于書中的知識，即可通過閱讀題干或聯(lián)想書中知識來獲取原理。
三、明確實(shí)驗(yàn)變量，確定平衡無關(guān)變量的方法
變量是指實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)者所操縱的因素或條件，據(jù)其在實(shí)驗(yàn)中的作用，可分為實(shí)驗(yàn)變量與反應(yīng)變量、無關(guān)變量與干擾變量兩類。
1.實(shí)驗(yàn)變量與反應(yīng)變量
實(shí)驗(yàn)變量，也稱為自變量，指實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)者所操縱的因素或條件。反應(yīng)變量，也稱因變量，指實(shí)驗(yàn)中由于實(shí)驗(yàn)變量而引起的變化和結(jié)果。通常實(shí)驗(yàn)變量是原因，反應(yīng)變量是結(jié)果，二者具有因果關(guān)系。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)”中，所給定的低溫、適溫、高溫就是實(shí)驗(yàn)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(yīng)結(jié)果也隨之變化，這就是反應(yīng)變量，該實(shí)驗(yàn)即在于獲得和解釋溫度變化（實(shí)驗(yàn)變量）與酶的活性（反應(yīng)變量）的因果關(guān)系。
2.無關(guān)變量與干擾變量
無關(guān)變量，是指實(shí)驗(yàn)中除實(shí)驗(yàn)變量（即自變量）以外的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素或條件。也稱控制變量。 通常最有效、最簡便的方法是設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)來對其進(jìn)行控制。如空白對照、條件對照、自身對照、相互對照等，干擾變量，指實(shí)驗(yàn)中由于無關(guān)變量而引起的變化和結(jié)果。顯然，干擾變量會對實(shí)驗(yàn)變量（即自變量）有干擾作用。例如，上述實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)變量（低溫、適溫、高溫）以外，試管的潔凈程度、唾液的新鮮程度、可溶性淀粉的純度、試劑溶液的劑量、實(shí)驗(yàn)操作程度、溫度處理的時間長短等等，都屬于無關(guān)變量，要求對低溫、適溫、高溫三組實(shí)驗(yàn)是等同、均衡、穩(wěn)定的。如果無關(guān)變量中的任何一個或幾個因素或條件，對三個實(shí)驗(yàn)組的給定條件不等同，不均衡，不穩(wěn)定，則會在實(shí)驗(yàn)結(jié)果中產(chǎn)生干擾變量，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生干擾，造成誤差。
四、分析、選擇實(shí)驗(yàn)材料用具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟
1.若題中已提供實(shí)驗(yàn)材料和用具
可認(rèn)真分析題中所提供的器材在實(shí)驗(yàn)中的作用？如何使用？是否必須用到？通常題中給出的實(shí)驗(yàn)材料和試劑一般應(yīng)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)，就要準(zhǔn)確地選取用具和材料。其實(shí)這也相當(dāng)于隱含條件，只要你分析判斷準(zhǔn)確，就不會有所遺漏。若讓學(xué)生自行確定實(shí)驗(yàn)材料和用具，這就需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟與要求等，聯(lián)系相關(guān)的生物學(xué)原理，遷移運(yùn)用教材相關(guān)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)用具，選擇好器材才能準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)。
2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟
不同的生物實(shí)驗(yàn)，其步驟不一，但大多數(shù)常規(guī)實(shí)驗(yàn)可按照下列步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2.1第一步：選取材料，分組編號
即就是選取題干提供的實(shí)驗(yàn)材料用具，對實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行平均分組并編號，注意相應(yīng)的無關(guān)變量要保持一致。
2.2第二步：施加實(shí)驗(yàn)變量，平衡無關(guān)變量
對實(shí)驗(yàn)組與對照組進(jìn)行不同處理，即對實(shí)驗(yàn)組要施加實(shí)驗(yàn)變量。
2.3第三步：認(rèn)真觀察，如實(shí)記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)
細(xì)心觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如實(shí)記錄數(shù)據(jù)?？茖W(xué)描述結(jié)果。
五、預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論
實(shí)驗(yàn)結(jié)果是由實(shí)驗(yàn)變量而引起的變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)論是根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出的一種推論。預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論又可分為兩種情況來分析：
1.若為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證、檢測實(shí)驗(yàn)結(jié)果能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)原理所描述的結(jié)論的一類實(shí)驗(yàn)。這類實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)前其實(shí)驗(yàn)結(jié)果是已知的，實(shí)驗(yàn)過程在于努力獲取預(yù)期的結(jié)論，重在結(jié)果的獲得，因而驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是唯一的，即實(shí)驗(yàn)原理所描述的結(jié)果，預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果時的表述方式為“A組……”，“B組……”。
2.若為探究性實(shí)驗(yàn) 探究性實(shí)驗(yàn)是指在假設(shè)前提下，獲取支持假說或推翻假說的一類實(shí)驗(yàn)。這類實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)前并不知道實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)過程在于努力探索實(shí)驗(yàn)結(jié)論。因而探究性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論是未知的，實(shí)驗(yàn)前需對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測，并分析出現(xiàn)該結(jié)果的原因，預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果不唯一，大多有三種可能：變量促進(jìn)結(jié)果，變量抑制結(jié)果，變量與結(jié)果無關(guān)。預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果時的表述方式為“若……，則說明……
六、例題賞析
某科研單位研制出一種新型藥物X，據(jù)說對某種腫瘤有較好的療效，請你設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證并簡要寫出實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)論。
答案：（1）在無菌條件下，將適宜的動物細(xì)胞培養(yǎng)液均分為兩等份，注入兩個潔凈的試管中并分別編號為1號、2號。1號試管加入少量的X藥物，2號試管加入等量的蒸餾水。
（2）將等量且少量的動物腫瘤細(xì)胞分別移入1號、2號試管中，在適宜的條件下培養(yǎng)。
（3）培養(yǎng)一段時間后，分別從1號、2號試管中取一滴培養(yǎng)液制成裝片，觀察腫瘤細(xì)胞的生長情況。結(jié)果加X藥物的1號試管中腫瘤細(xì)胞數(shù)目少，增長慢。
若此實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟一樣，只是結(jié)果和結(jié)論要進(jìn)行討論：若1號試管中的腫瘤細(xì)胞數(shù)目比2號試管少，則說明X藥物對腫瘤細(xì)胞有較好的療效。
篇8
當(dāng)前，小學(xué)、初中、高中對于生物課堂的的實(shí)驗(yàn)教學(xué)都存在許多問題和弊端，尤其是高中生物教學(xué)。生物教學(xué)同其他科目一樣都是教學(xué)的組成部分之一，其靈活性和操作性都比較強(qiáng)，因此，要加強(qiáng)生物教學(xué)中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)、學(xué)習(xí)興趣，以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為出發(fā)點(diǎn)，把實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)作為教學(xué)課程的重點(diǎn)項(xiàng)目之一。這樣不僅能完善教學(xué)機(jī)制，還能提高學(xué)生的綜合能力，將知識和能力的培養(yǎng)結(jié)合起來。
一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性及流程
實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課堂教學(xué)最大的不同在于它的操作性。學(xué)習(xí)是理論聯(lián)系實(shí)際的過程，因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)習(xí)過程中顯得格外重要。對于學(xué)業(yè)繁重的高中生來說，實(shí)驗(yàn)教學(xué)一方面可以增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣，提高他們的自主學(xué)習(xí)能力，另一方面，在一定程度上也能減輕學(xué)習(xí)壓力，使之在輕松的學(xué)習(xí)環(huán)境下學(xué)習(xí)。同時，在充分掌握科學(xué)知識原理的情況下進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)，明確研究的目的和要求，實(shí)驗(yàn)者可以及時準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需的材料，制定學(xué)習(xí)步驟。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)主要從七個方面把握：明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握?shí)驗(yàn)原理、確定實(shí)驗(yàn)類型、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料、確認(rèn)變量、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置。
二、學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練的過程
學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)需要很長時間，這就要求學(xué)生要尋求適合自身的學(xué)習(xí)方法，一個好的方法可以使學(xué)習(xí)達(dá)到事半功倍的效果。因此，在教學(xué)過程中，教師的引導(dǎo)作用就顯得尤為重要。教師要根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知能力和接受程度來制定教學(xué)方案，只有這樣才能更好地提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。
1.了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。了解?shí)驗(yàn)?zāi)康氖菍?shí)驗(yàn)進(jìn)行的前提，因此，要明確實(shí)驗(yàn)解決的問題，準(zhǔn)確把握實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，常常會出現(xiàn)許多變量，要準(zhǔn)確地 把握這些變量，就必須了解實(shí)驗(yàn)的目的，以便正確地選擇相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。由于不同的實(shí)驗(yàn)有不同的原理，所以還要求學(xué)生在課堂教學(xué)過程中熟練地掌握基本原理，以加強(qiáng)理論研究。
2.掌握實(shí)驗(yàn)原理。掌握實(shí)驗(yàn)原理是在明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蟮墓ぷ鳎瑢τ谏飳W(xué)的實(shí)驗(yàn)來講，還要了解一些化學(xué)方面的知識，如水的形成原理、二氧化碳的形成原理等，實(shí)驗(yàn)原理是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)，是實(shí)驗(yàn)操作的科學(xué)依據(jù)。實(shí)驗(yàn)步驟和方法都要依據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理來制定，因此，掌握實(shí)驗(yàn)原理對于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力非常必要。
3.實(shí)驗(yàn)材料的選擇。掌握實(shí)驗(yàn)原理后就要選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)材料，在選擇實(shí)驗(yàn)材料中應(yīng)做到以下五點(diǎn)：符合實(shí)驗(yàn)的原理、便于取材、容易觀察、符合實(shí)驗(yàn)的目的、便于操作。實(shí)驗(yàn)材料的選擇看似簡單其實(shí)非常有講究，需要學(xué)生細(xì)心做好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作，這樣就可以為實(shí)驗(yàn)減少出錯率，提高效率。
4.分析變量。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中會遇到一些變量，它是隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行而產(chǎn)生的。根據(jù)變量在實(shí)驗(yàn)中的作用，可以將其分為兩大類：自變量和因變量；無關(guān)變量和額外變量，在實(shí)驗(yàn)過程中一般使用的是自變量和因變量。因此，為了保證實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性就必須嚴(yán)格控制好變量，并及時做好數(shù)據(jù)的記錄和分析，同時還要認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)過程中所發(fā)生的變化，以便提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度。
5.明確實(shí)驗(yàn)類型，設(shè)置實(shí)驗(yàn)裝置，計(jì)劃實(shí)驗(yàn)步驟。實(shí)驗(yàn)的方法有很多，種類也多種多樣，在明確實(shí)驗(yàn)類型前，要把握實(shí)驗(yàn)的種類，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的、原理確定實(shí)驗(yàn)類型。確定好實(shí)驗(yàn)類型后，要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，這一環(huán)節(jié)是提高學(xué)生設(shè)計(jì)能力的有效途徑，給學(xué)生提供了根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟的創(chuàng)造平臺，但同時也不能忽視設(shè)計(jì)遵循的原則，不能盲目設(shè)計(jì)。最后是設(shè)置實(shí)驗(yàn)裝置，這個步驟有助于提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，學(xué)生要選好器材進(jìn)行正確的設(shè)計(jì)、裝置，為實(shí)驗(yàn)做好前期準(zhǔn)備。例如，一些實(shí)驗(yàn)器材的擺設(shè)和調(diào)整，這就要求學(xué)生要熟練掌握實(shí)驗(yàn)器材及其用途，為實(shí)驗(yàn)的實(shí)施減少不必要的技術(shù)錯誤。此外，在實(shí)踐過程中，還要對可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測，做到全面分析。
三、提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的方法
1.樹立正確的實(shí)驗(yàn)思想理念。在高中生物教學(xué)中，對課本知識的理解融匯才能作用于實(shí)踐。隨著新課標(biāo)的實(shí)施，在開始實(shí)驗(yàn)之前，首先，教師要熟知各個實(shí)驗(yàn)方法和內(nèi)容，通過講解來引導(dǎo)學(xué)生探索實(shí)驗(yàn)研究所隱含的知識，并且使學(xué)生產(chǎn)生探索興趣與求知欲望。高中生物課包含許多實(shí)驗(yàn)，學(xué)生必須實(shí)踐參與，才能有所體會領(lǐng)悟，所以教師應(yīng)起到拋磚引玉的作用。
2.鍛煉學(xué)生的思維能力。在日常的生物教學(xué)過程中，教師應(yīng)從生活現(xiàn)象舉例說明引導(dǎo)學(xué)生，讓枯燥理論與日常生活情景結(jié)合在一起，豐富教學(xué)內(nèi)容，拉近學(xué)生與學(xué)科間的距離。激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，讓學(xué)生從課本上的知識就能夠舉一反三，使學(xué)生全面發(fā)展。另一方面，為學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的開發(fā)提供了幫助。
3.增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的操作性。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力不是一蹴而就的，需要長時間的訓(xùn)練培養(yǎng)鍛煉才能逐步形成。所以，教師在日常教學(xué)過程中，需要布置符合學(xué)生某一發(fā)展階段的適量難度的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)課題，讓學(xué)生自主嘗試不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，有充分自由發(fā)揮的空間。同時，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的實(shí)訓(xùn)。通過這種鍛煉模式，在進(jìn)行了一定數(shù)量的實(shí)訓(xùn)后，學(xué)生有了一定能力后，教師要適時予以指點(diǎn)，消除學(xué)生的疑慮，又必須引導(dǎo)他們互相交流、探討彼此的想法和設(shè)計(jì)成果。之后，還需要教師指引學(xué)生，讓學(xué)生自主總結(jié)，來提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，從而加深對知識的理解和運(yùn)用。
總之，學(xué)校既要為學(xué)生提供可供實(shí)驗(yàn)的器材和場地，也重視要對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，盡量增加教師人數(shù)，為學(xué)生的生物教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)予以指導(dǎo)。還要求教師要與時俱進(jìn)，學(xué)會運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)的力量，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長。同時，教師要有高度的責(zé)任感，要認(rèn)真做好本職工作。在日常教學(xué)活動中，應(yīng)注意因材施教，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，讓他們樹立正確的實(shí)驗(yàn)思想理念，鍛煉其思維能力，由此，使學(xué)生實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展。
篇9
一、貫徹兩個基本原則
1.單一變量原則
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)常用控制變量法。變量是實(shí)驗(yàn)中變化的因素或條件，是實(shí)驗(yàn)最關(guān)鍵的部分，無論是原理的確定、器材的選擇、步驟的設(shè)計(jì)還是結(jié)果的討論都是圍繞變量進(jìn)行的。變量主要分為自變量與因變量、無關(guān)變量。
如，“探究溫度對酶促反應(yīng)的影響”這個實(shí)驗(yàn)中有很多變量。其中溫度是要探究的因素，稱自變量（原因）。而酶促反應(yīng)的速度會因溫度這個自變量而變化，是因變量（結(jié)果）。其他的條件如pH、底物等也可以引起酶促反應(yīng)的速度變化，因此在對照實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持一致，保證這些條件不會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變化，所以稱無關(guān)變量（其他原因）。這就是單一變量原則。
2.對照原則
對照實(shí)驗(yàn)是指除所控因素外其他條件與被對照實(shí)驗(yàn)完全相等的實(shí)驗(yàn)。通過對照的建立，達(dá)到對變量的控制。通常，實(shí)驗(yàn)會分為實(shí)驗(yàn)組和對照組。實(shí)驗(yàn)組，即通常說的接受自變量處理的組。對照組，是不接受自變量處理的組。例如，“探究H2O2酶高效性”的實(shí)驗(yàn)，加入H2O2酶的組就是實(shí)驗(yàn)組，而加入FeCl3的組就是對照組。這樣，從理論上說，由于實(shí)驗(yàn)組與對照組的無關(guān)變量的影響是相等的，故實(shí)驗(yàn)組與對照組兩者之間的差異，則可認(rèn)定為是來自自變量的影響，這樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是可信的。對照通常有以下類型：空白對照、條件對照、自身對照、相互對照。
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)程序及解題思路
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（特別是探究實(shí)驗(yàn)）的程序可歸納為提出課題作出假設(shè)確定原理設(shè)計(jì)步驟預(yù)期結(jié)果觀察收集數(shù)據(jù)得出結(jié)論等。解題時可按以下順序進(jìn)行分析討論：
（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼页龈鞣N變量。
（2）運(yùn)用所學(xué)知識或題目信息確定實(shí)驗(yàn)原理，明確自變量如何操縱、無關(guān)變量如何控制、因變量如何檢測等。
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，對照實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，初步形成大致方案?/p>
（4）結(jié)合實(shí)驗(yàn)所給的條件，選取適當(dāng)?shù)姆椒ǎO(shè)計(jì)具體步驟。
（5）分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論。
下面通過舉例來說明。
如，血液中鈣離子在血液凝固過程中起重要作用，鈣離子缺乏則血液不能凝固，草酸鉀溶液能與血液中的鈣離子發(fā)生反應(yīng)，形成草酸鈣沉淀，起抗凝作用。請根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)材料和用具，簡要寫出第二步及以后的實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以驗(yàn)證鈣離子在血液凝固中的作用，并回答問題：
（1）實(shí)驗(yàn)材料和用具：家兔、生理鹽水、酒精棉、適宜濃度的草酸鉀溶液、適宜濃度的氯化鈣溶液、試管、注射器
（2）提出實(shí)驗(yàn)課題
（3）寫出實(shí)驗(yàn)原理
（4）實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果
第一步：在A、B試管中分別加入等量的草酸鉀溶液和生理鹽水
第二步：
第三步： ；結(jié)果
第四步： ；結(jié)果
讓我們以上面提到的順序來解答這道試題。
①分析這個實(shí)驗(yàn)的目的：即本實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的生物學(xué)事實(shí)是什么？（驗(yàn)證鈣離子在血液凝固中的作用）
②確定變量：這個實(shí)驗(yàn)的自變量是鈣離子的有無，因變量是血液凝固與否，無關(guān)變量是影響血液凝固的其他因素，如溫度、草酸鉀溶液的濃度、試管的干凈程度等。
③確定實(shí)驗(yàn)原理：從題干所給信息獲得（草酸鉀能與血液中的鈣離子發(fā)生反應(yīng)，形成草酸鈣沉淀，起抗凝作用）。
④該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)組為哪支試管？對照組為哪只試管？該實(shí)驗(yàn)為何種對照？
加草酸鉀的A試管為實(shí)驗(yàn)組，加生理鹽水的B試管為對照組。本實(shí)驗(yàn)既有空白對照（A與B），又有自身對照（A試管先加了草酸鉀形成了沉淀，后又加入CaCl2溶液）。
⑤該實(shí)驗(yàn)采用哪種方法排除無關(guān)變量的干擾？（主要采用對照原則和單一變量原則）
通過以上分析，我們基本上就掌握了該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)程序要求的各要素，之后再將以上分析內(nèi)容形成文字，這個實(shí)驗(yàn)的主要問題就解決了。
三、實(shí)驗(yàn)步驟的書寫
書寫實(shí)驗(yàn)步驟一般采取“三部曲”模式：
（1）選材、分組、編號。
（2）對照實(shí)驗(yàn)的處理。
（3）觀察記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
下面通過例題說明如何訓(xùn)練學(xué)生書寫實(shí)驗(yàn)方法步驟。
例：已知2H2O2=2H2O+O2，可以通過觀察反應(yīng)過程中O2的生成速度（即氣泡從溶液中釋放的速度）來判斷H2O2分解反應(yīng)的速度。請用所給的實(shí)驗(yàn)材料和用具設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使其能同時驗(yàn)證過氧化氫酶具有催化作用和高效性。要求寫出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論，并回答問題。
實(shí)驗(yàn)材料與用具：適宜濃度的H2O2溶液，蒸餾水，3.5%FeCl3溶液，0.01%過氧化氫酶溶液，恒溫水浴鍋，試管。實(shí)驗(yàn)步驟：
（1） （2）（3）略
分析：本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖且瑫r驗(yàn)證酶具有催化作用和高效性，因此需要設(shè)置A組“在H2O2溶液中滴加0.01%過氧化氫酶”、B組滴加“蒸餾水”、C組滴加“3.5%FeCl3溶液”。通過比較A組和B組、A組和C組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論。再完善實(shí)驗(yàn)步驟，這里要提醒學(xué)生注意遵循單一變量、對照等原則。最后用文字表達(dá)：
①取3支試管，分別編號A、B、C，各加入等量且適量的H2O2溶液，放入37℃恒溫水浴鍋中保溫適當(dāng)時間。
②分別向上述3支試管加入等量且適量的蒸餾水、FeCl3溶液和過氧化氫酶溶液。
篇10
在我國第8次課程改革中，科學(xué)探究在生物課程教學(xué)中受到了廣泛重視。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力是科學(xué)探究能力的重要環(huán)節(jié)，在高中生物教學(xué)中有意識地對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練，有利于發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及其流程
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是指在正式進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)之前，實(shí)驗(yàn)者根據(jù)一定的目的和要求，運(yùn)用有關(guān)的科學(xué)知識原理對實(shí)驗(yàn)過程中的材料、手段、方法、步驟等全部方案的制定。一個完整的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一般包括以下七個方面：把握實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、明確實(shí)驗(yàn)原理、選擇合適的實(shí)驗(yàn)材料、確認(rèn)變量、確定實(shí)驗(yàn)類型、設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
二、高中生物教學(xué)中對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練的過程和方法
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力不是短時間內(nèi)能達(dá)到的，需要較長時間的學(xué)習(xí)。在教學(xué)中，教師應(yīng)遵循學(xué)生學(xué)習(xí)的認(rèn)知規(guī)律來教學(xué)，才能更快、更好地提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力?，F(xiàn)以人教版必修一第五章中《比較過氧化氫在不同條件下的分解速率》實(shí)驗(yàn)為例，闡述教師對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練的過程。
1.把握實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。?zhǔn)確把握實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，明確實(shí)驗(yàn)要解決的問題。把握實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟拍艽_定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的自變量，才能明確運(yùn)用相關(guān)原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。本實(shí)驗(yàn)的目的是比較過氧化氫在不同條件下的分解速率。
2.明確實(shí)驗(yàn)原理。實(shí)驗(yàn)原理是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的靈魂，是實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)手段、實(shí)驗(yàn)操作過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等所依據(jù)的科學(xué)理論。本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是：新鮮肝臟中有較多的過氧化氫酶。經(jīng)計(jì)算，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+數(shù)，大約是每滴研磨液中過氧化氫酶分子數(shù)的25萬倍。
3.選擇合適的實(shí)驗(yàn)材料。實(shí)驗(yàn)材料的選擇要符合如下要求：一是易于實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的目的，二是符合實(shí)驗(yàn)原理，三是容易獲取，四是便于觀察，五是利于操作。本實(shí)驗(yàn)選取豬肝作為實(shí)驗(yàn)材料，是根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理，同時考慮了豬肝在當(dāng)?shù)厝菀撰@得，又比較便宜。
4.確認(rèn)變量。變量，是指實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素或條件。根據(jù)其在實(shí)驗(yàn)中的作用，通?？煞譃閮深悾阂活愂亲宰兞颗c因變量，另一類是無關(guān)變量與額外變量。實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵在于嚴(yán)格地操縱自變量以獲取因變量，同時要嚴(yán)格地均衡無關(guān)變量以減少額外變量。本實(shí)驗(yàn)中變量的確認(rèn)主要包括自變量、無關(guān)變量和因變量三個方面，具體闡述如下：自變量是反應(yīng)條件（即本實(shí)驗(yàn)研究的對象），操縱方法是2號試管水浴加熱（即高溫），3號試管加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液（即無機(jī)催化劑），4號試管加入過氧化氫酶（即生物催化劑）。本實(shí)驗(yàn)探究的是在這三種條件下，過氧化氫分解速率的問題。所以因變量是過氧化氫的分解速率，通過觀察試管中氣泡產(chǎn)生量的多少及衛(wèi)生香燃燒的情況來檢測，無關(guān)變量是過氧化氫的量及濃度等，控制方法是每組實(shí)驗(yàn)都保持一樣。
5.確定實(shí)驗(yàn)類型。實(shí)驗(yàn)方法有多種多樣，如按實(shí)驗(yàn)在科學(xué)認(rèn)識中的作用可分為析因?qū)嶒?yàn)、對照實(shí)驗(yàn)、模擬實(shí)驗(yàn)等，其中對照實(shí)驗(yàn)是高中生物實(shí)驗(yàn)的常見類型。處理一個因素以外，其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)叫做對照實(shí)驗(yàn)。對照實(shí)驗(yàn)一般要設(shè)置對照組和實(shí)驗(yàn)組，從理論上說，由于實(shí)驗(yàn)組與對照組的無關(guān)變量的影響是相等的，被平衡了的，故實(shí)驗(yàn)組與對照組兩者之差異，則可認(rèn)定為是來自自變量的效果。因此，對照的目的在于進(jìn)一步消除無關(guān)變量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，以增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度。按對照的內(nèi)容和形式上的不同，對照實(shí)驗(yàn)分為空白對照、自身對照、條件對照和相互對照。本實(shí)驗(yàn)中1號試管屬于就是空白對照組，因此本實(shí)驗(yàn)屬于空白對照。
6.設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)步驟。設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)步驟時，要注重引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則來設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則有平衡控制原則、對照性原則、隨機(jī)性原則、重復(fù)性原則等，每一個原則的制定都有其科學(xué)理論的依據(jù)，都是在嚴(yán)密的科學(xué)思維的指導(dǎo)下制定的。因此，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則為實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性提供了可靠保證，是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必須遵循的理論準(zhǔn)繩，同時也是評價實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)正確與否的基本準(zhǔn)則。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的目的、原理及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則確定實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)步驟（略）。
7.預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果。所謂預(yù)期，就是在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案確定之后，在實(shí)驗(yàn)正式實(shí)施之前，根據(jù)假設(shè)和原理，對實(shí)驗(yàn)可能出現(xiàn)的結(jié)果的判斷。如果預(yù)期在實(shí)驗(yàn)結(jié)果中出現(xiàn)，則假設(shè)成立；否則假設(shè)被否定或可能是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中或操作過程中出現(xiàn)了一些失誤，這就需要尋找原因，修改設(shè)計(jì)方案，或重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募霸?，預(yù)期本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是：4號試管產(chǎn)生的氣泡最多，衛(wèi)生香燃燒最猛烈，3號試管次之，第三是2號試管，而1號試管幾乎不產(chǎn)生氣泡。
三、教師對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練的要點(diǎn)
1.研究經(jīng)典實(shí)驗(yàn)尋找實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想。生命科學(xué)史中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)蘊(yùn)涵著豐富的生物學(xué)知識，科學(xué)思維方法以及艱難的科學(xué)探究歷程。經(jīng)典實(shí)驗(yàn)在高中生物教材中列舉了很多，如酶的發(fā)現(xiàn)、遺傳定律的發(fā)現(xiàn)等。教師在教學(xué)過程中注意引導(dǎo)學(xué)生挖掘其中隱含的科學(xué)思維，領(lǐng)會科學(xué)研究的一般方法，并從這些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方法。
篇11
1 實(shí)驗(yàn)題目的擬定
一個實(shí)驗(yàn)題目中應(yīng)該體現(xiàn)出該實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)還是探究性實(shí)驗(yàn)。所以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的題目應(yīng)寫成“驗(yàn)證……”;探究性實(shí)驗(yàn)應(yīng)寫成“探究……”。
探究性實(shí)驗(yàn)的題目中的格式一般為“探究自變量對因變量的影響”
【例1】在用生長素促進(jìn)某植物枝條生根的實(shí)踐過程中,發(fā)現(xiàn)枝條生根情況不一,分析其原因,認(rèn)為可能與生長素的濃度有關(guān)。請據(jù)此擬定一個相關(guān)研究的課題,要求寫出課題名稱及相關(guān)研究中的觀察指標(biāo)和影響這一指標(biāo)的因素。
解析:顯然可以確定生長素的濃度為自變量,枝條生根情況為因變量。
答案:探究生長素濃度對該植物枝條生根的影響觀察指標(biāo):生根數(shù)量(或長度)影響這一指標(biāo)的因素:生長素濃度。
2 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
實(shí)驗(yàn)結(jié)論是由實(shí)驗(yàn)結(jié)果推出自變量和因變量之間的關(guān)系
【例2】為了驗(yàn)證“植物主莖頂芽產(chǎn)生的生長素能夠抑制側(cè)芽生長”,某同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn):
①選取健壯、生長狀態(tài)一致的幼小植株,分為甲、乙、丙、丁4組,甲組植株不做任何處理,其他三組植株均切除頂芽。然后乙組植株切口不做處理;丙組植株切口處放置不含生長素的瓊脂塊;丁組植株切口處放置含有適宜濃度生長素的瓊脂塊。
②將上述4組植株置于相同的適宜條件下培養(yǎng)。
回答下列問題:
(1)各組植株側(cè)芽的預(yù)期生長情況分別為:甲組_____;乙組_____;丙組_____;丁組_____。
(2)比較甲組與乙組的預(yù)期結(jié)果,能夠說明__________。
(3)比較乙組和丙組的預(yù)期結(jié)果,能夠說明__________。
(4)比較丙組和丁組的預(yù)期結(jié)果,能夠說明__________。
(5)頂芽產(chǎn)生的生長素抑制側(cè)芽生長的原因是__________。
解析:如甲組和乙組之間的自變量是頂芽是否存在,因變量是側(cè)芽是否受抑制,所以結(jié)論應(yīng)該為頂芽可以抑制側(cè)芽的生長。同理可以分析出乙組和丙組及丙組和丁組的結(jié)論。
答案:(1)生長受抑制 生長 生長 生長受抑制 (2)頂芽生長抑制側(cè)芽的生長 (3)瓊脂塊對側(cè)芽生長沒有影響 (4)對側(cè)芽生長起抑制作用的是生長素 (5)頂芽產(chǎn)生的生長素向下運(yùn)輸、在側(cè)芽處積累較多,側(cè)芽對生長素濃度比較敏感,使側(cè)芽生長受到抑制
3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是指實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的大致過程,通常包括如何控制自變量,怎樣控制無關(guān)變量,怎樣檢測因變量等。在寫實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路時要“上看實(shí)驗(yàn)器具,下看實(shí)驗(yàn)步驟”。
值得提醒的是,有些實(shí)驗(yàn)思路中僅寫3種變量的控制是不完善的,還要具體考慮題目的信息?？傊?實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路可以看成是實(shí)驗(yàn)步驟的濃縮。
4 實(shí)驗(yàn)假設(shè)
實(shí)驗(yàn)假設(shè)是指在探究性實(shí)驗(yàn)中對所要研究的問題提出的一種解釋
例題:探究生長素是否具有延緩葉片衰老的作用。
實(shí)驗(yàn)假設(shè)就是:生長素具有延緩葉片衰老的作用(或生長素不具有延緩葉片衰老作用)。
5 實(shí)驗(yàn)原理
是整個實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)的依據(jù),支持自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)的科學(xué)依據(jù)。也就是正因?yàn)樵摽茖W(xué)依據(jù)的存在才能導(dǎo)致設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)結(jié)果。
【例3】為了驗(yàn)證胰島素具有降低血糖的作用,以小鼠活動狀況為觀察指標(biāo)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。
某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案如下:
①將正常小鼠隨機(jī)分成A、B兩組,觀察并記錄其活動狀況。
②A組小鼠注射適量胰島素溶液,B組注射等量生理鹽水。
一段時間后,A組小鼠會出現(xiàn)四肢無力,活動減少,甚至昏迷等低血糖癥狀,B組活動狀況無變化。
③A組小鼠出現(xiàn)低血糖癥狀后,分別給A、B兩組小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段時間后,A組小鼠低血糖癥狀緩解,B組活動狀況無變化。
該實(shí)驗(yàn)方案可以說明胰島素具有降低血糖的作用。
請回答:
(1)該實(shí)驗(yàn)原理是什么?
(2)分析小鼠注射胰島素溶液后出現(xiàn)低血糖癥狀的原因。
(3)胰島素在血糖平衡調(diào)節(jié)中的作用是什么?
6 結(jié)果分析
6.1 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析是指解釋該實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)的原因
【例4】為了驗(yàn)證葉片在光合作用和呼吸作用過程中有氣體的產(chǎn)生和消耗,請用所提供的實(shí)驗(yàn)材料與用具,在給出的實(shí)驗(yàn)步驟和預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)和預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并對你的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行分析。
實(shí)驗(yàn)材料與用具:煙草幼苗、試管兩支、NaHCO3稀溶液(為光合作用提供原料)、真空泵、暗培養(yǎng)箱、日光燈(實(shí)驗(yàn)過程中光照和溫度等條件適宜,空氣中O2和CO2在水中的溶解量及無氧呼吸忽略不計(jì))。
實(shí)驗(yàn)步驟和預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
(1)剪取兩小塊相同的煙草葉片,分別放入盛有等量蒸餾水和NaHCO3稀溶液的兩支試管中。此時,葉片均浮在水面。
(2)用真空泵抽去兩支試管內(nèi)液體中和葉肉細(xì)胞間隙中的氣體后,敞開試管口,可觀察到葉片均下沉到試管底部。
(3)______________。
分析預(yù)測結(jié)果:__________。
分析預(yù)測的結(jié)果:__________。
(1)光照下,NaHCO3稀溶液中的葉片進(jìn)行光合作用,釋放出來的氧氣多于消耗的氧氣,葉肉細(xì)胞間隙的氧氣增加,葉片上浮。而蒸餾水中缺乏二氧化碳和氧氣,葉片不能進(jìn)行光合作用和呼吸作用,葉肉細(xì)胞間隙缺乏氣體,因此葉片仍位于試管底部。
(2)黑暗中,NaHCO3稀溶液中的葉片呼吸作用,消耗了葉肉細(xì)胞間隙中的氧氣,放出二氧化碳溶于NaHCO3稀溶液中,葉肉細(xì)胞間隙缺乏氣體,葉片下沉。蒸餾水中缺乏氧氣,葉片不能進(jìn)行呼吸作用,葉肉細(xì)胞間隙仍缺乏氣體,因此葉片仍位于試管底部。
6.2 探究性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析是指若……則……進(jìn)行多種情況的的討論
那么作為一個探究性實(shí)驗(yàn)的多種結(jié)果的討論究竟討論幾種情況才最合適,教師可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的假設(shè)情況進(jìn)行討論。有幾種假設(shè)就可以預(yù)測出幾種相應(yīng)的結(jié)果和結(jié)論。
【例5】探究性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析
下圖是一種可以測定呼吸速率的密閉系統(tǒng)裝置
(1)關(guān)閉活塞,在適宜溫度下,30 min后讀取有
色液滴向______(左佑)移動的距離
(2)為了使測得的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確,必須進(jìn)行矯正。矯正裝置的容器和小瓶中應(yīng)分別放入
(3)生活中發(fā)現(xiàn),受到機(jī)械損傷的櫻桃易爛。有人推測易爛與機(jī)械損傷引起櫻桃呼吸速率升高有關(guān)。請結(jié)合測定呼吸速率實(shí)驗(yàn)裝置,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究機(jī)械損傷對櫻桃呼吸速率的影響。
①實(shí)驗(yàn)假設(shè)
②實(shí)驗(yàn)步驟_______。
第一步:按裝置圖中所示進(jìn)行操作,30分鐘后,記錄有色液滴移動距離a。
第二步:__________。
第三步:_________。
④結(jié)果分析:__________。
解析:該實(shí)驗(yàn)的可能會出現(xiàn)的假設(shè)
①一定程度的機(jī)械損傷對櫻桃的呼吸速率無影響
②一定程度的機(jī)械損傷對櫻桃的呼吸速率有促進(jìn)性影響
③一定程度的機(jī)械損傷對櫻桃的呼吸速率有抑制性影響。
因?yàn)榭梢猿霈F(xiàn)三種實(shí)驗(yàn)假設(shè)所以就會預(yù)測出三種相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論,所以該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析應(yīng)該分析三種情況。
答案:
(I)左 (2)等量的消毒死的櫻桃:等量的20%NaOH 5 mL
(3)②機(jī)械損傷會引起櫻桃的呼吸速率升高/機(jī)械損傷和櫻桃的呼吸速率無關(guān)/機(jī)械損會使櫻桃的呼吸速率降低。(書寫任意一種情況)
③第二步:將裝置中的櫻桃進(jìn)行機(jī)械損傷,放入該裝置,30min后記錄有色液滴的移動距離為b。
第三步:比較a,b的大小。
④結(jié)果及結(jié)論:如果a=b;則無影響。
如果a>b;則抑制。
如果a
8 寫操作步驟
實(shí)驗(yàn)操作的表述從形式上看,應(yīng)分步、分組。分組時要標(biāo)號,同時注意單因子變量原則。分步原則上是三步:第一步實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備(選材料分組編號),第二步實(shí)驗(yàn)進(jìn)行(交代自變量是怎樣控制的),第三步實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察及記錄(交代因變量是怎樣測定的)。三步中要時刻交代清無關(guān)變量時怎樣控制均衡的。
例:以下是驗(yàn)證某大豆品種的矮化特性與赤霉素的含量有關(guān)的實(shí)驗(yàn)步驟。
篇12
在做試驗(yàn)設(shè)計(jì)題時，首先應(yīng)該知道實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的相關(guān)理論知識：
1.科學(xué)性原則 實(shí)驗(yàn)是人為控制條件下研究事物(對象)的一種科學(xué)方法；是依據(jù)假設(shè)，在人為條件下對實(shí)驗(yàn)變量的變化和結(jié)果進(jìn)行捕獲、解釋的科學(xué)方法。因此，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中必須有充分的科學(xué)依據(jù)?？茖W(xué)性原則包括實(shí)驗(yàn)原理的科學(xué)性、實(shí)驗(yàn)材料選擇的科學(xué)性、實(shí)驗(yàn)方法的科學(xué)性、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理的科學(xué)性。
2.平行重復(fù)原則 即控制某種因素的變化幅度，在同樣條件下重復(fù)實(shí)驗(yàn)，觀察其對實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響的程度。任何實(shí)驗(yàn)都必須能夠重復(fù)，這是具有科學(xué)性的標(biāo)志。任何實(shí)驗(yàn)必須有足夠?qū)嶒?yàn)次數(shù)，才能避免結(jié)果的偶然性，使得出的結(jié)論準(zhǔn)確、科學(xué)。采用平行重復(fù)的原則可消除無關(guān)變量與額外變量的干擾，可多次重復(fù)該實(shí)驗(yàn)，使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加客觀、科學(xué)。
3.可行性原則 可行性原則是指在設(shè)計(jì)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)時，從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)的實(shí)施到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的產(chǎn)生，都要具有可行性。
4.隨機(jī)性原則 隨機(jī)性原則是指被研究的樣本是從總體中任意抽取的。這樣做的意義在于：一是可以消除或減少系統(tǒng)誤差，使顯著性測驗(yàn)有意義；二是平衡各種條件，避免實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的偏差。
5.簡便性原則 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時，要考慮到實(shí)驗(yàn)材料要容易獲得，實(shí)驗(yàn)裝置簡單，實(shí)驗(yàn)藥品較便宜，實(shí)驗(yàn)操作較簡便，實(shí)驗(yàn)步驟較少，實(shí)驗(yàn)時間較短。
6.單一變量原則和等量性原則 此兩個原則都是在設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)時必須堅(jiān)持的原則。所謂單一變量原則，強(qiáng)調(diào)的是實(shí)驗(yàn)組和對照組相比只能有一個變量，只有這樣，當(dāng)實(shí)驗(yàn)組和對照組出現(xiàn)不同結(jié)果時，才能確定造成這種不同結(jié)果的原因肯定是這個變量造成的，從而證明實(shí)驗(yàn)組所給實(shí)驗(yàn)因素的作用。因此在設(shè)計(jì)對照組實(shí)驗(yàn)時首先要確定變量并加以正確設(shè)置，至于將誰作為變量則很容易確定，即要驗(yàn)證誰則把誰作為變量。如要探索pH值對淀粉酶活性的影響，則需把pH值作為變量；驗(yàn)證光合作用需要光則應(yīng)將光作為變量等。等量性原則是指除了實(shí)驗(yàn)變量之外的一切對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響的無關(guān)變量必須嚴(yán)格控制等量即相同，以平衡和消除無關(guān)變量對結(jié)果的影響。
（1）實(shí)驗(yàn)變量與反應(yīng)變量 實(shí)驗(yàn)變量是實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)者操縱的因素或條件，是作用于實(shí)驗(yàn)對象的刺激變量（也稱自變量）自變量須以實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮图僭O(shè)為依據(jù)，應(yīng)具有可變性和可操作性。反應(yīng)變量（又稱因變量）是隨自變量變化而產(chǎn)生反應(yīng)或發(fā)生變化的變量，是研究是否成功的證據(jù)，應(yīng)具可測性和客觀性。
二者關(guān)系：實(shí)驗(yàn)變量是原因，反應(yīng)變量是結(jié)果，即具因果關(guān)系。例如：關(guān)于“唾液淀粉酶水解淀粉”的實(shí)驗(yàn)中，“低溫(冰塊)、適溫(37℃)、高溫(沸水)，就是實(shí)驗(yàn)變量，而這些變量引起的實(shí)驗(yàn)變化結(jié)果就是反應(yīng)變量。該實(shí)驗(yàn)旨在獲得和解釋溫度變化(實(shí)驗(yàn)變量)與酶的活性(反應(yīng)變量)的因果關(guān)系。
（2）無關(guān)變量與額外變量 無關(guān)變量（控制變量）是指實(shí)驗(yàn)中除實(shí)驗(yàn)變量外的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)象的因素或條件。即是指與研究目標(biāo)無關(guān)，但卻影響研究結(jié)果的變量。實(shí)驗(yàn)者應(yīng)嚴(yán)格控制無關(guān)變量，否則實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性無法得到認(rèn)定。由無關(guān)變量引起的變化結(jié)果就叫額外變量。
二者關(guān)系也是前因后果的關(guān)系，但它們的存在對實(shí)驗(yàn)與反應(yīng)變量的獲得起干擾作用。實(shí)驗(yàn)中的無關(guān)變量很多，必須嚴(yán)格控制，要平衡和消除無關(guān)變量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。
如何盡量去保證“其它條件的完全相等”，具體來說有如下四個方面：
①所用生物材料要相同，即所用生物材料的數(shù)量、質(zhì)量、長度、體積、來源和生理狀況等方面特點(diǎn)要盡量相同或至少大致相同。
②所用實(shí)驗(yàn)器具要相同，即試管、燒杯、水槽、廣口瓶等器具大小型號要完全一樣。
③所用實(shí)驗(yàn)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。
7.對照性原則 科學(xué)、合理的設(shè)置對照可以使實(shí)驗(yàn)方案簡潔、明了，且使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更有說服力。對照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是消除無關(guān)變量影響的有效方法。設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，能有效地排除其它因素干擾結(jié)果的可能性，使設(shè)計(jì)顯得比較嚴(yán)密。
如何設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)?zāi)?？所謂對照實(shí)驗(yàn)是指除所控因素外其它條件與被對照實(shí)驗(yàn)完全相等的實(shí)驗(yàn)。設(shè)置對照組有4種方法：
(1)空白對照 即不給對照組做任何處理。例如，在“唾液淀粉酶催化淀粉”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)組滴加了唾液淀粉酶液，而對照組只加了等量的蒸餾水，起空白對照。
(2)條件對照 即雖給對照組施以部分實(shí)驗(yàn)因素，但不是所研究的實(shí)驗(yàn)處理因素；這種對照方法是指不論實(shí)驗(yàn)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(jié)論，以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的正確性。例如，在“動物激素飼喂小動物”的實(shí)驗(yàn)中，采用等組實(shí)驗(yàn)法，甲組為實(shí)驗(yàn)組(飼喂甲狀腺激素)，乙組為條件對照(飼喂甲狀腺抑制劑)，不飼喂藥劑的是空白對照組。
(3)自身對照 指對照組和實(shí)驗(yàn)組都在同一研究對象上進(jìn)行，不再另外設(shè)置對照組。例如，“質(zhì)壁分離與復(fù)原”實(shí)驗(yàn)，處理前的對象狀況為對照組，處理后的對象變化為實(shí)驗(yàn)組。
（4）相互對照 不單獨(dú)設(shè)置對照組，而是幾個實(shí)驗(yàn)相互為對照。即實(shí)驗(yàn)與對照在同一對象上進(jìn)行，這種方法常用于等組實(shí)驗(yàn)中。“植物向光性”實(shí)驗(yàn)中，利用若干組燕麥胚芽的不同條件處理的實(shí)驗(yàn)組之間的對照，說明了生長素與植物生長彎曲的關(guān)系。
“實(shí)驗(yàn)組”與“對照組”確認(rèn)，一個實(shí)驗(yàn)通常分為實(shí)驗(yàn)組和對照組（控制組）。實(shí)驗(yàn)組是施加實(shí)驗(yàn)變量處理的被試組；對照組是不施加實(shí)驗(yàn)變量處理的對象組，兩者對無關(guān)變量的影響是相等的，兩組之間的差別被認(rèn)為是來自實(shí)驗(yàn)變量的結(jié)果，如為研究光對幼苗生長的影響時實(shí)驗(yàn)變量應(yīng)為撤掉光照，因而暗處生長的小麥幼苗應(yīng)為實(shí)驗(yàn)組，而自然狀態(tài)（即來接受實(shí)驗(yàn)變量處理）的小麥幼苗應(yīng)為對照組，通過對照組能增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的信度。
要注意的是，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?，凡是涉及確定變化因素之間的因果關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，一般都需要設(shè)計(jì)對照組實(shí)驗(yàn)。中學(xué)階段所要求的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一般多采用對照的原則，因?yàn)榭茖W(xué)、合理的設(shè)置對照可以使實(shí)驗(yàn)方案簡潔、明了，且使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更有說服力。
篇13
一、讓實(shí)驗(yàn)增加探究性
