2010高考二轮复习生物教案（14）实验设计及分析

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2010高考二轮复习生物教案（14）
实验设计及分析
【教法指引】
生物学是以实验为基础的学科，实验教学是生物学教学的核心。新课程标准明确提出要提高生物科学素养、倡导探究性学习和发展学生的科学探究能力。为此，实验与探究贯穿于各版本生物教材的始终，足以显示出其举足轻重的地位。
实验设计及探究历来是高考的重点和热点。从近年的实验题在高考中的题型变化看，新颖、灵活、考能力、拉距离的往往非实验题莫属，而且它在高考中占有相当大的比重。在复习时，从典型例题入手，引导分析实验中的要素和基本原则，让学生先感觉到实验并非都是那么“高不可攀”的，引起他们的兴趣后，再从易渐难，结合他们平时做题中常见的错例，及常见的实验操作中的中的易错点，纠正学生的错误思路，做到有的放矢，力争突破。
【专题要点】
1.实验设计题型分类——实验题按能力要求可划分为四大题型：
（1）实验分析题型——根据提供的实验方案，分析其中的步骤、现象、结果，作出解答；
（2）实验方案的纠错或完善题型——对实验方案中的错误或不完善处，进行改正、补充，使实验方案趋于完善；
（3）实验设计题型（验证性实验；探究性实验）——根据题目提供的条件，自行设计实验方案；
（4）实验有关的综合类题型——以实验为背景，主要涉及代谢、遗传和生态相关知识。
2.实验设计遵循的原则——单因子变量原则、对照原则、等量原则和科学性原则
（1）单因子变量原则 控制其他因素不变，只改变其中某一因素，观察其对实验结果的影响，不论一个实验有几个因子都应做到一个实验因子对应观察一个反应因子。
（2）对照原则 通过对照可消除无关因子对结果的影响，增加实验的可信度。在实验过程中要设立实验组和对照组。
实验组：是接受实验变量处理的对象组。
对照组：亦称控制组,对实验假设而言,是不接受实验变量处理的对象组。
至于哪个作为实验组,哪个作为对照组,一般是随机决定的。这样,从理论上说,由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的、被平衡了的,故实验组与对照组两者之差异,则可认定为是来自实验变量的效果,这样的实验结果是可信的。按对照的内容和形式上的不同,通常有以下对照类型:
①空白对照指不做任何实验处理的对象组。例如在“生物组织中可溶性糖的鉴定”的实验中,假如用两个试管，向甲试管溶液加入试剂,而乙试管溶液不加试剂,一起进行沸水浴,比较它们的变化。这样,甲为实验组,乙为对照组,且乙为典型的空白对照。空白对照能明白地对比和衬托出实验组的变化和结果,增加了说服力。
②自身对照指实验与对照在同一对象上进行,即不另设对照。如“植物细胞质壁分离和复原”实验,则是典型的自身对照。自身对照,方法简便,关键是要看清楚实验处理前后现象变化的差异,实验处理前的对象状况为对照组,实验处理后的对象变化则为实验组。
③条件对照指虽给对象施以某种实验处理,但这种处理作为对照意义的,或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的，或不是所要研究的处理因素。例如,“动物激素饲喂小动物”实验,其实验设计方案是:甲组:饲喂甲状腺激素(实验组);乙组:饲喂甲状腺抑制剂(条件对照组);丙组:不饲喂药剂(空白对照组)。显然,乙组为条件对照。该实验既设置了条件对照,又设置了空白对照,通过比较、对照,更能充分说明实验变量---甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育。
④相互对照指不另设对照组,而是几个实验组相互对比对照。如“植物激素与向光性向重力性实验”和“温度对唾液淀粉酶活性的影响的实验”中,所采用的都是相互对照,较好地平衡和抵消了无关变量的影响,使实验结果具有说服力。
(3)等量原则 实验组与对照组所加试剂应该是等量的。
(4)科学性原则 所设计的实验必须符合一定得科学道理。
3.验证实验与探究实验的区别
⑴现象：验证实验每个装置中只出现一种实验现象，探究实验可能出现多种现象；
⑵结论：验证实验只有一种结论，探究实验对每种现象分别加以说明。
一般探究实验的预测有三种可能即正相关、负相关和无影响，验证实验只有一种即成立或不成立。
4.实验设计的具体方法
实验设计往往是解答实验题的难点，但只要理清思路，找准方法和突破口，也能化难为易。实验的设计可遵循以下思路和方法进行。
（1）首先确定实验目的，并对其去粗取精，提炼要点,确定是验证性实验还是探究性实验。
（2）运用所学知识，找准实验原理，并要做到对原理理解透彻-----是实验设计的依据
理解实验原理对实验设计的重要作用，每一个生物实验材料的选择、实验装置的确定、实验步骤和实验方法的安排都不是随意的、盲目的，而是有其实验原理作为依据的。实验现象和实验结果的预期也是依据实验原理而作出的。
（3）根据实验原理，对照实验目的，通过初步分析，在头脑中搜寻教材上或曾做过的实验模型，初步形成大致方案，实验设计大多与单因子变量和对照实验有关。
（4）结合实验所给的条件，选取适当的方法（简便性原则），开始草拟具体步骤方案，设计具体步骤后，要顺藤摸瓜，通过实验结果（现象）的判断，分析综合得出实验结论。
（5） 回归检验。
看看自己设的实验是否存在科学性原则，紧扣实验原理来进行分析；是否有遗漏的地方；是否还有其它可能性存在，即检验实验的严密性、科学性问题。实验设计的检验过程最终应该对照实验原理，回归实验目的。
（6）实验设计中反应变量的确定和控制
生物实验设计中，反应变量的确定非常重要，因为任何一个科学实验的结论都是从反应变量所表现出的数量、质量或状态的事实中推导或分析出来的。生物实验中很多反应变量就是实验条件。设计实验时，应该根据实验目的和实验原理来确定对实验结果有影响的反应变量。 同时，对其他无关变量或非研究变量应进行控制。对变量的控制所要遵循的原则是对照原则，即控制其他因素不变，而只改变其中一个因素（反应变量），观察其对实验结果的影响。通过对照的建立，达到对变量的控制，这是生物实验设计的灵魂。
5.实验题解答中注意的问题
⑴审题——从题干获取有用信息
①提出问题：明确实验目的（灵魂）；明确到底要解决问题什么，实验目的和要求；分清题型，是验证性实验还是探索性实验。
②搞清实验原理（关键）：根据所学相应实验实验原理，提出适合本实验实验原理；或是认真阅读题干（有时在题前叙述，有时隐藏在实验结果描述中）找出相应实验原理；更多的时候是二者结合分析出。
③找出实验材料（定位）：题目通常给的实验材料，或你经分析可能想到能材料。
⑵提出假设
假说的提出之前，首先要明确：实验是验证性实验还是探究性实验。
验证性实验：结论已经给出，只要充分的实验事实，加以证明结论的正确性。
探究性实验：结论未知，要经过实验去找寻可能的情况。（最能体现学生的创造性）
探究性实验假设提出的方法：将实验目的所表达的意思，进行恒等变形（句式转化），注意将问题具体化（具体到某一方面而且结果或促进或减弱或几乎没有变化）。
⑶设计实验（核心）
①要有一定实验的理论知识、遵循原则。
②要有一定实验技能。
注意问题:1.实验条件的控制2.实验结果的显示方式。3.实验程序的安排。
⑷设计实验步骤a：材料是否要制取或处理（注意对照实验）。b：所用器材是否要分组编号 。 c：对不同(或同一)对象施加不同的处理。d：结果观察(预测)、记录，并根据结果(现象)进行分析。
注意：①题目给出的试剂和材料要充分运用。②除非题中条件允许，一般不能随意添加。
③遵循实验设计的原则。
⑸文字表达注意事项①一般不宜连续描述，往往要分段叙说。②文字表达要准确、简洁、明了。③每一步骤要有首句，然后详细叙述。④表现手法，纯文字，表格，图示等
⑹记录实验现象及其相应数据；客观、详实;要明确实验现象及其相应数据反映什么。
观察指标;注意：观察指标的确定也是实验考察的方面。 （通常文字、图表表现）
⑺预测结果及分析结论:答题要求：结果预测要全面、准确。首先要分清，验证性实验还是探究性实验。验证性实验，假设既定，那么结果的预测应该与实验的假设相一致。
探究性实验，就需要对结果进行分类讨论（变大、变小还是不变，判断标准与对照实验结果进行比较），讨论时充分注意各种情况的可能性。
所有实验设计的主要问题就是“六依托”，即细心审题、原理分析、材料分析、变量分析、结果分析和正确表达。
6.在探究实验题中常见的错误
1、没有弄清题意------------审题错误 2、忽视实验原理的分析-------科学性错误
3、实验材料、仪器功能不熟悉-------实践经验不足
4、混淆假设与预期，结果与结论--缺乏方法性知识
5、不会控制变量、观察和测量实验变化----------------------缺乏方法性知识
6、不善于从图、表中获取有效的信息----------------------解读数据能力不足
7、不会用有关的原理解释实验现象和实验结果---------------------结论错误
8、对实验结论的表达不到位或错位------------------表达方法能力不强w.k.s.5.u.c
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