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高中生物實驗總結(jié)
高中生物實驗總結(jié)（一）實驗是科學(xué)研究過程中的一個重要環(huán)節(jié)，是在人為控制條件下，研究對象的變化，以其結(jié)果論證科學(xué)結(jié)論的一種科學(xué)方法。由于研究問題性質(zhì)的不同，科學(xué)研究的方法也有差異，但通常分為以下幾步：
一、觀察
觀察是科學(xué)研究方法的第一步，這里的觀察，是在處于自然常態(tài)條件下進(jìn)行。對事物進(jìn)行觀察時必須周詳，并將它記錄下來。而尤為重要的是要保持客觀的態(tài)度。人們常希望看到人想要看或應(yīng)該看到的現(xiàn)象，因此而影響觀察結(jié)果，產(chǎn)生偏差。
二、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，但只有有意義的問題才值得探討，因此，進(jìn)行研究時，不僅要提出問題，而且要提出確切的問題。此外，對問題的表述，也要清楚而正確，例如“蚯蚓如何借肌肉的收縮和舒張而移動身體？”
三、假說
科學(xué)方法的第三步是假說。假說，也稱假設(shè)或猜測，指用來說明某種現(xiàn)象但未經(jīng)證實的論題，也就是對所提出的問題所作出的參考答案。假說一般分為兩個步驟：第一步，提出假說，即依據(jù)發(fā)現(xiàn)的事實材料或已知的科學(xué)原理，通過創(chuàng)造性思維，提出初步假定；第二步，作出預(yù)期（推斷），即依據(jù)提出的假說，進(jìn)行推理，得出假定性的結(jié)論；例如，新編高中生物的“動物激素飼喂小動物的實驗”，其假說是：“甲狀腺激素對動物的生長發(fā)育有影響”；其預(yù)期結(jié)果是：“用適量的甲狀腺激素飼喂蝌蚪，將促使蚪蝌的生長發(fā)育加速”。實驗預(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，還需要加以驗證，即依據(jù)假設(shè)或預(yù)期，設(shè)計實驗方案，進(jìn)行實驗驗證。
四、實驗
實驗是驗證假說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。這是科學(xué)方法的最大特色，也是科學(xué)方法中最困難的一步。如何求證假設(shè)可充分展現(xiàn)研究者的才華。在科學(xué)實驗中，要掌握或貫徹以下幾點：
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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(zhì)不同，通常可分為兩類：
l.實驗變量與反應(yīng)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(yīng)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(jié)果。通常，實驗變量是原因，反應(yīng)變量是結(jié)果，二者具有因果關(guān)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”的實驗中，所給定的低溫（冰塊）、適溫（37℃）、高溫（沸水�。┚褪菍嶒炞兞�。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，該實驗即在于獲得和解釋溫度變化（實驗變量）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，也稱控制變量，指實驗中除實驗變量以外的影響實驗現(xiàn)象或結(jié)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(guān)變量所引起的變化和結(jié)果。顯然，額外變量會對反應(yīng)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(guān)變量，要求對低溫、適溫、高溫3組實驗是等同、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3個實驗組的給定不等同、不均衡、不穩(wěn)定，則會在實驗結(jié)果中產(chǎn)生額外變量，出現(xiàn)干擾，造成誤差。實驗的關(guān)鍵之一在于控制無關(guān)變量或減少額外變量，以減少誤差。
（二）單一變量原則
單一變量原則是處理實驗中的復(fù)雜關(guān)系的準(zhǔn)則之一。它有兩層意思：一是確保“單一變量”的實驗觀測，即不論一個實驗有幾個實驗變量，都應(yīng)做到一個實驗變量對應(yīng)觀測一個反應(yīng)變量；二是確�！皢我蛔兞俊钡牟僮饕�(guī)范，即實驗操作中要盡可能避免無關(guān)變量及額外變量的干擾。例如，上述實驗遵循單一變量原則，第一，在觀測上要做到：低溫處理觀測記錄低溫下的變化和結(jié)果，高溫處理觀測記錄高溫下的變化和結(jié)果，反應(yīng)變量不能混淆；第二，在操作上要做到；對3個實驗一要在預(yù)先的低溫、適溫、高溫條件下做實驗處理，常見的錯誤是先在常溫下做處理再放到低溫、適溫、高溫條件中進(jìn)行觀測；這樣就混入了“常溫”這個無關(guān)變量及額外變量。總之，實驗設(shè)計、實驗的全過程，都應(yīng)遵循單一變量原則。
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保證實驗不受干擾或?qū)⒏蓴_因素降低到最低程度控制，是處理實驗中變量關(guān)系的又一準(zhǔn)則，指實驗要嚴(yán)格地操縱實驗變量，以獲取反應(yīng)變量。與此同時，還要嚴(yán)格地均衡無關(guān)變量，以消除額外變量干擾。一句話，通過實驗控制，盡量消除實驗誤差，以取得較為精確的實驗結(jié)果。
如果說“單一變量”原則，主要是對實驗變量與反應(yīng)變量的控制而言，而這里的"平衡控制"，則主要是對無關(guān)變量與額外變量的控制而說的，意思是說，實驗中的無關(guān)變量的因素條件，很難避免，只能設(shè)法平衡和抵消它們的影響，常用的方法有：
l.單組實驗法 對一組（或一個）對象，既用A法，又用B法，順序隨機或輪流循環(huán)，這是生物實驗常用的實驗方法。例如，“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原”實驗，通常是將做好的洋蔥紫色鱗片葉表皮細(xì)胞裝片，先用蔗糖溶液做質(zhì)壁分離觀察，接著又用清水做質(zhì)壁分離復(fù)原觀察，這就是單組實驗法。由于對象同一，無關(guān)變量影響也就被平衡和抵消了。
2.等組實驗法 將狀況相等即對象，分成兩組或多組，一組用A法，另一組用B法，這也是生物實驗常用的實驗方法。例如，“植物激素與向性”實驗，設(shè)計了5組實驗，其對象是玉米幼苗，要求品種、萌發(fā)期、粗細(xì)、大小、長勢等狀況都是相同的，這就是等組實驗法，對無關(guān)變量的影響起到了平衡和消除作用。
3.輪組實驗法 對兩組以上的對象，循環(huán)進(jìn)行兩個或兩個以上的實驗處理，如甲組——A法、B法；乙組——B法、A法等，這樣就有效地平衡和抵消無關(guān)變量的影響。自然，操作起來要麻煩一些。例如，"植物向光性"實驗，可隨機取2株（組）生長狀況并不相等的玉米幼苗，作如下實驗處理：
甲組：玉米幼苗——A先用“不透光”處理 B后用“單側(cè)光”處理
乙組：玉米幼苗——C先用“單側(cè)光”處理 D后用“不透光”處理
實驗結(jié)果，則是A+D（不透光）和B+C（單側(cè)光）的比較，這就是輪組實驗法。這種實驗處理的匹配，對平衡、消除無關(guān)變量和額外變量更有說服力。
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對照是實驗控制的手段之一，目的還是在于消除無關(guān)變量對實驗結(jié)果的影響。實驗對照原則是設(shè)計和實施實驗的準(zhǔn)則之一。通過設(shè)置實驗對照對比。既可排除無關(guān)變量的影響，又可增加實驗結(jié)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(shè)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(guān)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(rèn)定為是來自實驗變量的效果，這樣的實驗結(jié)果是可信的。按對照的內(nèi)容和形式上的不同，通常有以下對照類型：
l.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(jìn)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�？瞻讓φ漳苊靼椎貙Ρ群鸵r托出實驗組的變化和結(jié)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(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。如“植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原”實驗，就是典型的自身對照。自身對照，方法簡便，關(guān)鍵是要看清楚實驗處理前后現(xiàn)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(shè)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(xí)實驗，采用等組實驗法，其實驗設(shè)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）；
顯然，乙組為條件對照。該實驗即設(shè)置了條件對照，又設(shè)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(jìn)動物的生長發(fā)育。
4.相互對照 指不另設(shè)對照組，而是幾個實驗組相互對比對照，在等組實驗法中，大都是運用對照，如“植物的向性”的等組實驗中，5個實驗組所采用的都是相互對照，較好的平衡和抵消了無關(guān)變量的影響，使實驗結(jié)果更具有說服力。
五、結(jié)論
觀察、實驗的價值即在于獲得驗證性的結(jié)果。因此，在實驗中要記錄實驗的事實、現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，即捕捉、記錄由實驗變量而帶來的反應(yīng)變量。然后，論證、說明實驗中的自變量與因變量的因果關(guān)系，從而得到實驗的結(jié)果。①如果所獲得的結(jié)果與假設(shè)相符，則肯定假設(shè)；②如果結(jié)果與假設(shè)不相符，則否定假設(shè)；③如果結(jié)果與假設(shè)無關(guān)，則無從判斷。最后得出結(jié)論。
科學(xué)實驗必須遵循真實、客觀的基本準(zhǔn)則，即實驗中的觀察一定要實事求是，一切從實驗出發(fā)，使獲取的材料（事實、現(xiàn)象、數(shù)據(jù)）盡可能的反映客觀事物的本來面目，不能憑空胡謅，不能片面武斷。
以上科學(xué)方法是進(jìn)行實驗設(shè)計，制定實驗方案的理論依據(jù)。
高中生物實驗總結(jié)（二）
一、生物實驗的目的和作用
實驗是學(xué)習(xí)科學(xué)必要的手段。生物實驗是讓學(xué)生形象地認(rèn)識生物體的結(jié)構(gòu)層次、了解生命活動規(guī)律；能為學(xué)生提供感性認(rèn)識和直接經(jīng)驗，培養(yǎng)他們觀察思考、動手動腦、分析總結(jié)的能力，激發(fā)他們不斷探究的興趣。新的《生物課程標(biāo)準(zhǔn)》更是強調(diào)"倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，力圖改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，引導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探究、勤于動手……突出創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)"。
二、開放性生物實驗教學(xué)應(yīng)注意的問題
做好多方面的準(zhǔn)備。首先是實驗器材的準(zhǔn)備，在開放性生物實驗中學(xué)生實驗方案 設(shè)計多樣化，實驗器材多樣，因此教師要充分準(zhǔn)備實驗器材，才能使學(xué)生的設(shè)計、想法得以實現(xiàn)。當(dāng)然更要鼓勵學(xué)生自己制作實驗裝置。其次是教師的知識準(zhǔn)備，實驗之前教師要盡可能地查閱與該實驗有關(guān)的資料，預(yù)測可能出現(xiàn)的問題和現(xiàn)象，做到心中有數(shù)，才能與學(xué)生充分討論、共同探究。
體現(xiàn)每個實驗開放性的側(cè)重點。有的要求學(xué)生體驗科學(xué)探究的一般過程，如：光合作用需要光和葉綠體的實驗；有的需要通過實驗獲得數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析總結(jié)得出結(jié)論，如：生物影響環(huán)境的實驗中測定溫度和濕度；有的重在設(shè)計實驗方案上，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，如：探究葉片氣孔的分布和數(shù)目的實驗。教師要針對不同的實驗加以不同的引導(dǎo)。
重視實驗的探究過程。教材或教師提供給學(xué)生的實驗，是想讓他們?nèi)ヮI(lǐng)悟科學(xué)的思想、體驗科學(xué)家研究自然界所用的科學(xué)方法。因此開放性生物實驗中探究活動的教學(xué)過程具有創(chuàng)新教育意義，十分重要。在教學(xué)中要花大力氣組織好在生物探究實驗中學(xué)生的分工合作、交流討論、分析總結(jié)。注意課堂內(nèi)外實驗的結(jié)合。教材安排的實驗，通常要求在課內(nèi)完成。但往往時間不夠，要在課外時間才能完成，如：《探究影響鼠婦的環(huán)境因素》、《光合作用需要葉綠體》等實驗，需要課前收集材料、處理材料；有的探究活動需要組織學(xué)生外出參觀、訪問、調(diào)查等。所有這些教師都要在學(xué)期教學(xué)計劃 中早有安排，真正做到開放性。
重視總結(jié)報告的撰寫和交流。培養(yǎng)學(xué)生通過文字描述、數(shù)字表格、示意圖、曲線等多種方式完成實驗報告，通過攝影、攝像，使報告更生動形象。組織各種形式的交流活動，培養(yǎng)他們的合作學(xué)習(xí)的精神和語言表達(dá)能力，讓他們體會到不同的實驗方法，會有不同的實驗結(jié)果，這也屬于開放性的一個方面。學(xué)生的很多感受和體會也得到了交流，同時有利于學(xué)生形成正確的情感態(tài)度價值觀。
尊重、鼓勵學(xué)生。在開放性生物實驗中，學(xué)生會有各種想法，會提出種種問題，會得到各種不同的結(jié)論、甚至?xí)清e誤的結(jié)論。無論如何，教師都要應(yīng)該尊重學(xué)生，愛護(hù)學(xué)生，善于發(fā)現(xiàn)他們的優(yōu)點。當(dāng)學(xué)生在實驗中遇到困難，有消極、畏難的情緒時，教師應(yīng)及時找學(xué)生談心，鼓勵他們不畏艱難。
通過開放性的生物實驗教學(xué)，學(xué)生有了充分想象和獨立思考的空間，培養(yǎng)了學(xué)生主動探究科學(xué)知識的精神。學(xué)生的個性、獨立性、協(xié)作性得到充分發(fā)展。學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力不斷提高，這才是真正意義上的創(chuàng)新教育和素質(zhì)教育。
三、實施開放性生物實驗的措施
實驗之前教師要認(rèn)真研究每個實驗，結(jié)合學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)和學(xué)校的實際情況來確定實驗所要探究的具體內(nèi)容，確立開放性的側(cè)重點。
（一）設(shè)計方案的開放性
鼓勵學(xué)生設(shè)計多種實驗方案。例如，在學(xué)習(xí)了種子的呼吸作用后，讓學(xué)生設(shè)計《種子泵》的實驗方案，學(xué)生可以從不同學(xué)科的不同角度去考慮：可從生物學(xué)科出發(fā)，利用種子萌發(fā)要吸收氧氣、放出二氧化碳的原理（還可聯(lián)系種子萌發(fā)的條件）；也可從化學(xué)知識的角度了解氫氧化鈉溶液能吸收二氧化碳的知識；還可以學(xué)習(xí)物理學(xué)中氣體壓強的有關(guān)知識。通過這樣的設(shè)計，學(xué)生的思路拓寬了，知識間的聯(lián)系加深了，也就為創(chuàng)新思維的形成創(chuàng)造了條件。實驗結(jié)束后請各組交流實驗設(shè)計方案。筆者在七年級《生物學(xué)》的《探究氣孔的分布和數(shù)目》這一節(jié)的教學(xué)中，先讓學(xué)生設(shè)計了一些探究方案，再讓他們相互交流。之后，教師給予恰當(dāng)?shù)脑u價，再讓他們進(jìn)一步修改方案，但并不固定他們的方案。同學(xué)們在以小組為單位的基礎(chǔ)上，分別設(shè)計出了自己方案，比如：用凡士林堵塞氣孔的方法、用石蕊試紙放在葉片上，再用透明膠粘住的辦法等等。
�。ǘ┎僮鬟^程的開放性
通過開放的實驗操作，學(xué)生會出現(xiàn)各種奇思妙想，這就大大激發(fā)了他們動手做實驗的興趣，使學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力得到進(jìn)一步升華，從而更積極進(jìn)行實驗和探究。如在學(xué)習(xí)《生物體的結(jié)構(gòu)層次》這一節(jié)內(nèi)容時，除完成教材規(guī)定的實驗內(nèi)容外，還可讓學(xué)生準(zhǔn)備其它實驗材料，盡可能多的觀察各種動物組織。多數(shù)同學(xué)準(zhǔn)備了不同的實驗材料，比如活的小魚、自己的頭發(fā)絲、活蜘蛛、雞血、豬小腸等等。他們興趣盎然地在顯微鏡下"亂"做一通。有的學(xué)生很驚奇地發(fā)現(xiàn)："呀，蜘蛛身上有這么多的毛！"、"我的頭發(fā)這么粗"。有的學(xué)生還取來池塘水觀察。有一個同學(xué)用解剖針把自己的手指刺破，取出血液來觀察（教師發(fā)現(xiàn)后及時告訴了他不能這樣做的道理）。以前的教學(xué)把學(xué)生限制得很死，一定要按照教材或教師的指導(dǎo)去做。在開放性實驗教學(xué)中則應(yīng)盡可能讓學(xué)生大膽地做，如果沒有成功，就請學(xué)生自己總結(jié)，再利用課外時間補做，直到成功。通過這樣的開放性實驗，真正提高了學(xué)生的興趣，他們帶著成功的喜悅又投入到以后的學(xué)習(xí)中去，不斷探究新的科學(xué)知識。
（三）處理實驗結(jié)果或數(shù)據(jù)的開放性
鼓勵學(xué)生自己設(shè)計記錄表，通過對記錄結(jié)果的分析、歸納、得出結(jié)論，這會對學(xué)生的創(chuàng)新思維的培養(yǎng)大有幫助。比如，在學(xué)習(xí)《生物對環(huán)境的影響》一節(jié)時，對學(xué)生處理結(jié)果的方法沒有加以限制，最后讓每一個學(xué)習(xí)小組交流結(jié)論，教師再給予簡要的總結(jié)。這樣做，可能個別組的結(jié)論會不恰當(dāng)或不正確，但這并不重要。在這一過程中教師也了解了學(xué)生的思維過程。
四、開放性生物實驗的特征及意義
開放性生物實驗應(yīng)具有的特征：器材選擇的自主性；步驟、過程的多樣性；結(jié)論的非唯一性；實驗設(shè)計、操作的獨立性。
開放性實驗的意義在于：有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。開放性實驗注重探究式學(xué)習(xí)，這有利于學(xué)生體驗科學(xué)探究的一般方法，養(yǎng)成科學(xué)探究的態(tài)度，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法。
在開放性生物實驗中，學(xué)生有選擇實驗器材的余地，設(shè)計的實驗方案和操作過程也多種多樣性，這大大拓展了學(xué)生思維的空間，從而使學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力不斷提高；開放性實驗也需要教師積極參與，這促進(jìn)了相互交流，加深了師生友誼，達(dá)到教學(xué)相長。
通過開放性生物實驗教學(xué)，我校學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣大大增加，生物學(xué)成為他們最歡迎的學(xué)科。
高中生物實驗總結(jié)（三）
實驗設(shè)計是生物實驗中的一種常見題型，它能較全面的考查學(xué)生的實驗知識和基本技能，分析問題和解決問題的能力以及創(chuàng)造能力，因而在高考中相對穩(wěn)定。由于學(xué)生缺乏實驗設(shè)計系統(tǒng)的理論知識，因此，遇到這類題型，就會感到無從下手，導(dǎo)致考試中嚴(yán)重失分�，F(xiàn)將有關(guān)實驗設(shè)計的基本理論、實驗設(shè)計的思路方法和常見的題型等進(jìn)行歸納總結(jié)，增加學(xué)生理論知識，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
一、實驗設(shè)計的基本內(nèi)容
�。ㄒ唬⿲嶒灻Q或課題（是關(guān)于什么內(nèi)容的實驗）；
（二）實驗?zāi)康模ㄒ骄炕蛘唑炞C的問題或事實）；
�。ㄈ⿲嶒炘恚ㄟM(jìn)行實驗所依據(jù)的科學(xué)道理，隱含著實驗假設(shè)和預(yù)期）；
�。ㄋ模⿲嶒灢牧虾蜅l件（進(jìn)行實驗的主要對象，完成該實驗必備的儀器、設(shè)備、藥品等）；
�。ㄎ澹⿲嶒灧椒ㄅc步驟（實驗采用的方法及必需的操作程序）；
�。⿲嶒灉y量或觀擦與記錄（對實驗過程及結(jié)果應(yīng)有科學(xué)的測量手段、觀擦指標(biāo)與準(zhǔn)確的記錄）；
�。ㄆ撸⿲嶒灲Y(jié)果預(yù)測及分析（能夠預(yù)測可能出現(xiàn)的實驗結(jié)果并分析其原因）；
�。ò耍⿲嶒灲Y(jié)論：對實驗結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的描述并給出科學(xué)的結(jié)論。
二、實驗設(shè)計的基本原則
�。ㄒ唬┛茖W(xué)性原則。所謂科學(xué)性，是指實驗?zāi)康囊鞔_，實驗原理要正確，實驗材料和實驗手段的選擇要恰當(dāng)，整個設(shè)計思路和實驗方法的確定都要依據(jù)生物學(xué)基本知識和基本原理，不能主觀臆造。如：酸堿度對酶活性的影響，酶的高效性實驗的順序等。
�。ǘ﹩我蛔兞吭瓌t
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(zhì)不同，通常可分為兩類：
�。�1）實驗變量與反應(yīng)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(yīng)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(jié)果。通常，實驗變量是原因，反應(yīng)變量是結(jié)果，二者具有因果關(guān)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�。┚褪菍嶒炞兞�。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，該實驗即在于獲得和解釋溫度變化（實驗變量）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，也稱控制變量，指實驗中除實驗變量以外的影響實驗現(xiàn)象或結(jié)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(guān)變量所引起的變化和結(jié)果。顯然，額外變量會對反應(yīng)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，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3組實驗是等同、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3個實驗組的給定不等同、不均衡、不穩(wěn)定，則會在實驗結(jié)果中產(chǎn)生額外變量，出現(xiàn)干擾，造成誤差。實驗的關(guān)鍵之一在于控制無關(guān)變量或減少額外變量，以減少誤差。
�。ǘ﹩我蛔兞俊Ｔ趯嶒炘O(shè)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(jié)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。綜合研究多變量時，也要求先研究一個變量，再研究一另個變量。
�。ㄈ⿲φ招栽瓌t。對照是實驗控制的重要手段之一，目的還是在于平衡或消除無關(guān)變量對實驗結(jié)果的干擾。通過設(shè)置實驗進(jìn)行對照，可排除無關(guān)變量的影響，也可增加實驗結(jié)果的可信度和說服力。
通常，一個實驗可為實驗組和對照組。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(shè)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(guān)變量的影響是相等的，被平衡了的，故實驗組與對照組的差異，則可認(rèn)定為是來自實驗變量的效果，這樣的實驗結(jié)果是可信的。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(jìn)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(jié)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(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。如“植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原”實驗，就是典型的自身對照。自身對照，方法簡便，關(guān)鍵是要看清楚實驗處理前后現(xiàn)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(shè)所給定的實驗變量意義的。例如�！皠游锛に仫曃剐游铩钡膶嵙�(xí)實驗，采用等組實驗法，其實驗設(shè)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(shè)置了條件對照，又設(shè)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(jìn)小動物的生長發(fā)育。
4、相互對照：指不另設(shè)對照組，而是幾個實驗組相互進(jìn)行對照，在等組實驗法中，大都是運用相互對照，如“植物的向性運動”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(guān)變量的影響，使實驗結(jié)果更具有說服力。
�。ㄋ模┛芍貜�(fù)性原則。指控制某種因素的變化幅度，在同樣條件下重復(fù)實驗，觀察其對實驗結(jié)果影響的程度。目的在于盡可能消除無關(guān)變量所造成的實驗誤差，體現(xiàn)實驗的準(zhǔn)確性與科學(xué)性。
�。ㄎ澹┖唵慰尚行栽瓌t。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(nèi)完成。從實驗?zāi)康摹嶒炘淼讲牧嫌闷返倪x擇、實驗操作等，都要符合實驗者的一般認(rèn)知水平，滿足現(xiàn)有的條件，具有實驗和完成實驗的可能性。
三、實驗設(shè)計的基本思路
�。ㄒ唬�(zhǔn)確把握實驗?zāi)康模嚎辞孱}意是要求設(shè)計實驗方案、步驟還是分析實驗結(jié)果，是探究性實驗還是驗證性實驗。
�。ǘ┟鞔_實驗原理：要解決題目所給的問題，要用到生物學(xué)上什么原理。
�。ㄈ┐_定實驗思路：根據(jù)原理對實驗作出假設(shè)，并充分利用實驗材料設(shè)計實驗思路。
�。ㄋ模┚脑O(shè)計實驗步驟：根據(jù)實驗?zāi)康�、原理和思路，設(shè)計合理的實驗裝置和實驗操作步驟。并設(shè)置好實驗組和對照組，遵循實驗設(shè)計的原則。并將觀察到的現(xiàn)象如實進(jìn)行記錄。
�。ㄎ澹�(zhǔn)確預(yù)期實驗結(jié)果并分析得出結(jié)論：實驗步驟一般不連續(xù)描述，要分段敘述；試管、燒杯等要給予編號。在敘述實驗步驟及預(yù)期結(jié)果時結(jié)論時，語言文字要簡明扼要，準(zhǔn)確科學(xué)。
四、實驗設(shè)計的基本題型
類型一：設(shè)計實驗方案型。
給出實驗用具、材料、藥品、實驗?zāi)康�，或只給實驗?zāi)康模瑢嶒炂鞑淖赃x，設(shè)計實驗方案。
�。劾�1］請根據(jù)下述條件設(shè)計一個實驗，鑒別兩種不同濃度的蔗糖溶液，寫出實驗步驟并分析結(jié)果。一瓶10%蔗糖溶液、一瓶30%的蔗糖溶液，250ml燒杯一只，半透膜制成的透析袋l只，刻度玻璃管l只，細(xì)線一根，支架l個。
�。ㄒ唬⿲嶒灢襟E：
（二）結(jié)果分解：
�。劢馕觯荼緦嶒炇强疾闈B透作用的原理和動手設(shè)計實驗的能力，解題的關(guān)鍵是如何利用透析袋和兩種液體形成一個滲透系統(tǒng)。當(dāng)將兩種液體之一放入透析袋，另一液體放大燒杯中，然后將盛放液體的透析袋用線扎實（插入刻度玻璃管）并浸浴在燒杯的液體中時，由于兩液體具有濃度差，水分子便通過透析袋發(fā)生滲透作用，觀察刻度玻璃液面數(shù)值變化即可將二者區(qū)別開來。根據(jù)實驗設(shè)計理論，把所給器材的作用分析清楚，有助實驗設(shè)計思路的形成。
�。鄞鸢福荩�1）實驗步驟：①將一瓶中的液體倒入燒杯中；②將另一瓶中的液體倒?jié)M透析袋，刻度玻璃管插入袋內(nèi)液體中，用線將袋口和玻璃管扎緊；③將插有刻度玻璃管的透析袋放入盛有液體的燒杯中，垂直固定于支架上，記錄玻璃管液面刻度；④一段時間后，觀察玻璃管液面刻度，確定液面上升還是下降。
（三）結(jié)果分析：如液面上升，則透析袋中的溶液為30%蔗糖溶液，燒杯中的溶液為10%的蔗糖溶液。反之，可推測透析袋中是10%蔗糖溶液，燒杯中的液體是30%的蔗糖溶液。
類型二：評價和糾正型
分析已有實驗設(shè)計方案中不科學(xué)性，并提出改進(jìn)。
［例2］北阿爾伯達(dá)的一個工廠把產(chǎn)酸的化學(xué)品排入到空氣中，工廠東面有一個湖，湖底是石灰石的。但湖水的pH值已從原來的6兒降低到5.7.雖然酸性沉積一直在增加，湖水的pH值仍保持5.7不變。湖中原有的魚是河鱸和鯉魚。釣魚愛好者抱怨說，自從工廠開辦以來，魚資源已經(jīng)減少。工廠的工人設(shè)計了一個實驗，證明工廠排放出去的化學(xué)藥品與魚資源的減少沒有關(guān)系。
工人取一只大容器，盛放湖水，維持pH值在5.7.從湖里找來大魚放在該容器內(nèi)，喂以蛋白質(zhì)飼料。在這樣的條件下，魚正常成長。
假定你是一個獨立的仲裁員，受雇于垂釣愛好委員會委拖，來對該項實驗進(jìn)行評估，列出你要得到的附加信息，并列舉說明你要用什么方法去得到這些信息。
�。劢馕觯荼緦嶒炘O(shè)計方案中沒有考慮魚的生活中受著多種因素影響，這與單一變量原則是相違背的。分析問題不全面，只考慮單一因素的影響，設(shè)計實驗無說服力，也不符合實驗設(shè)計的要求。本題考查思維的全面性，在認(rèn)定兩個問題時，除了看有無直接聯(lián)系外，也要注意考慮間接聯(lián)系。
［答案］該實驗設(shè)計測量不出下列因素。而這些因素都是對河鱸和鯉魚的影響的：
�。╨）酸對河鱸和鯉魚的食物數(shù)量多少的影響；
（2）酸對河鱸和鯉魚的魚卵或幼魚的影響；
�。�3）由于春季干涸造成pH值季節(jié)性漲落的影響；
（4）由于酸的分解作用而進(jìn)入水域的重金屬量是多少；
為了說明上述第一點，必須完成一項研究，即確定各種浮游生物，水生昆蟲和小魚的多少。如果這個食物網(wǎng)的某些環(huán)節(jié)正在喪失，則有必要去研究酸是否對此有影響。為了說明上述第二點，可以在酸化水中飼養(yǎng)魚卵和幼魚。魚的數(shù)量減少可能是上述第一點和第二點結(jié)合的產(chǎn)物，所以人工飼養(yǎng)幼魚可能會給出不可靠的結(jié)果。
對于季節(jié)性漲落，應(yīng)該對全湖長期取水樣。做仔細(xì)徹底的記錄至少一年。這一因素可能和第二點相符合，因為魚卵或繁殖更受低pH值的影響。重金屬是累積的有毒物質(zhì)，人工飼養(yǎng)和魚與湖里吃污染食物的魚相比，并不處在相同水平的毒素中。應(yīng)該在湖水中、魚飼料中以及河鱸和鯉魚身體中檢測如鉛這樣的重金屬含量。
所有這些因素都說明，酸的影響是長期的，在容器里短期飼養(yǎng)的魚不可能給出可靠的結(jié)果。這種研究必須以年為周期來實施，而且要與該工區(qū)其他湖水情況作比較。
類型三：補充完善型
對已有的實驗設(shè)計進(jìn)行補充和完善。
［例3］向你提供的條件僅有健康活潑的家兔一只，75%酒精、無菌干棉球、解剖刀、潔凈的載玻片10塊（編號為A、B、C、D、E、F、G、H、I、L）、紅墨水、秒表，請在上述提供的條件范圍內(nèi)，設(shè)計一個測定血液凝固時間的實驗。
實驗步驟：①用酒精棉球消毒兔
的能力以及創(chuàng)造能力，因而在高考中相對穩(wěn)定
耳；②用消毒解刮刀剖開兔耳邊緣的小靜脈；
請將實驗步驟補充完整：
�。劢馕觯葸@類題目的題干中已經(jīng)提供了一定的信息，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(xù)答作了鋪墊，只要明確題目中的實驗變量和反應(yīng)變量，然后設(shè)計對照組，再根據(jù)有關(guān)原理分析，一般就能比較正確地寫出答案。本實驗設(shè)計方案很巧妙地看出血液是否凝固。
［答案］③把從刀口流出的血液分別在ABCDEFGJIL10塊載玻片上滴一滴（第一滴血棄去不用）；④取血后對兔耳刀口外進(jìn)行消毒止血；⑤在L載玻片上滴一滴紅墨水（起對照作用）；(325224.com)⑥開始記錄時間，過l分鐘后將A載玻片豎立，第二分鐘后將B載玻片豎立（在它們豎立的同時，都將L載玻片豎立），其余類推，看血液是否完全凝固（血液不向下流，且血液表面保持半球形而不改變?yōu)槟蹋虎哐和耆�，而墨水仍然流動，即為血液凝固時間。
五、生物實驗設(shè)計題解題策略
（一）生物高考實驗設(shè)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(rèn)真研究課題，找出其中的實驗變量和反應(yīng)變量，其次是構(gòu)思實驗變量的控制方法和實驗結(jié)果的顯示方法，最后再選擇適宜的實驗材料，在注意實驗步驟邏輯性的前提下表達(dá)實驗的方法步驟。在實驗方法和步驟設(shè)計中最重要的是把握好變量控制。
（二）重視課本實驗的復(fù)習(xí)，掌握書本知識是提高實驗設(shè)計能力的基礎(chǔ)。要熟悉教材，心中有書。題在書外，理在書內(nèi)。因此要深入理解與靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識。在考試說明中明確提出了，要求“理解所學(xué)實驗的實驗內(nèi)容，包括實驗原理、方法和操作步驟、實驗變量的控制、掌握相關(guān)的操作技術(shù)”。
�。ㄈ┩诰蛘n本中所蘊含的實驗因素，深刻領(lǐng)會教材有關(guān)實驗的本質(zhì)與特點是提高實驗設(shè)計能力的前提。要認(rèn)真分析教材所涉及的實驗，包括學(xué)生實驗，演示實驗，經(jīng)典實驗等。生物學(xué)的每一個知識結(jié)論都是在觀察、實驗的基礎(chǔ)上得出的，在平時的復(fù)習(xí)中要注意多挖掘知識結(jié)論中所蘊含的科學(xué)思想和方法，深入分析實驗的條件、過程、現(xiàn)象、結(jié)果和結(jié)論的科學(xué)性。例：生長素的發(fā)現(xiàn)過程中，涉及生長素產(chǎn)生的部位、感光的部位、作用的部位、運輸?shù)姆较虻�，這些都可以思考如何設(shè)計實驗來證明。
�。ㄋ模⿲W(xué)會對已知實驗進(jìn)行變換和轉(zhuǎn)化是提高實驗設(shè)計能力的有效手段。求變、求異思維的發(fā)展有助于提高實驗設(shè)計能力。善思會變才能應(yīng)答自如，通過換位思考提高素質(zhì)，才能將所學(xué)知識，技能遷移到新情景中來，才能依據(jù)實驗?zāi)康�、原理和材料安排實驗步驟等，并作出分析、評價和結(jié)論。
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