關(guān)于高中生物實(shí)驗(yàn)方法步驟設(shè)計(jì)淺談

1、關(guān)于高中生物實(shí)驗(yàn)方法步驟設(shè)計(jì)淺談?wù)?；高中生物?shí)驗(yàn)是當(dāng)今高考的一個(gè)重要內(nèi)容，尤其對照實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)，它具有難度大，開放性高，得分低等特點(diǎn)。本人從多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和理論學(xué)習(xí)中總結(jié)出行之有效的設(shè)計(jì)方法即主要采用變量控制法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以解決考生困惑。關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn) 變量 變量控制實(shí)驗(yàn),是在人為控制條件下,研究事物變化的一種科學(xué)方法。展開點(diǎn)說,實(shí)驗(yàn)是依據(jù)假設(shè),在人為控制條件下,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。如孟德爾在驗(yàn)證“對別離現(xiàn)象的解釋這一假設(shè)時(shí)，便巧妙地設(shè)計(jì)了“測交實(shí)驗(yàn)。一、實(shí)驗(yàn)中的變量：實(shí)驗(yàn)中的各種可變因素的統(tǒng)稱一變量的種類1實(shí)驗(yàn)變量自變量與反響變量因變量。實(shí)驗(yàn)變量是實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)者操縱

2、的因素或條件，而反響變量是指由實(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。例如：關(guān)于“溫度對唾液淀粉酶水解淀粉的影響的實(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)果就是反響變量。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(反響變量)的因果關(guān)系。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。它們也是前因后果的關(guān)系。但對實(shí)驗(yàn)與反響變量的獲得起干擾作用。例如：上例實(shí)驗(yàn)中，除實(shí)驗(yàn)變量(溫度)外，試管的潔凈程度、唾液的新鮮程度

3、、淀粉濃度、溫度處理的時(shí)間長短等等就屬于無關(guān)變量。 如無關(guān)變量中的任何一個(gè)或幾個(gè)對三組實(shí)驗(yàn)不等同、不均衡，就會(huì)產(chǎn)生額外變量，影響實(shí)驗(yàn)的真實(shí)結(jié)果。二變量的控制 控制變量法，是指控制其他因素不變，集中研究其中一個(gè)因素的變化，保證實(shí)驗(yàn)不受干擾或?qū)⒏蓴_因素降低到最低程度。通過實(shí)驗(yàn)控制，盡量消除實(shí)驗(yàn)誤差，以取得較為精確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。二、實(shí)驗(yàn)方法步驟的設(shè)計(jì)：一分析實(shí)驗(yàn)根本框架：1實(shí)驗(yàn)起始狀態(tài) 明確實(shí)驗(yàn)原理：明確實(shí)驗(yàn)到底要解決什么問題，用生物學(xué)的什么原理。a教材內(nèi)：主要從材料用具中獲得 如2000年上海生物高考實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題要求鑒別兩種不同濃度的蔗糖溶液，其實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹灰蠖ㄐ詤^(qū)別兩瓶蔗糖 溶液的濃度，不要求作具體

4、的濃度測定。根據(jù)該題實(shí)驗(yàn)器材有半透膜制成的透析袋可知：所運(yùn)用的原理是根據(jù)不同濃度的蔗糖溶液其滲透性不同，即通過半透膜的水分總是從低濃度一側(cè)向較高濃度一側(cè)滲透。b教材外：題中一般會(huì)給出分析材料用具：全用 選用 提供主要的自己添加輔助的或全部自己添加自己掌握的相關(guān)實(shí)驗(yàn)背景知識(shí)2實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)狀態(tài)：明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊蟮仍O(shè)法到達(dá)二完成方法步驟設(shè)計(jì)過程：起始狀態(tài) 目標(biāo)狀態(tài) 1 類比法：利用已有的實(shí)驗(yàn)知識(shí)和技能設(shè)計(jì)出具有類比關(guān)系的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑悍椒ú襟E起始狀態(tài) 目標(biāo)狀態(tài)遷 移方法步驟末知起始狀態(tài) 目標(biāo)狀態(tài)2變量控制法：高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題絕大多數(shù)考察對照實(shí)驗(yàn)，尤其動(dòng)植物生理實(shí)驗(yàn)、遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)，需特別關(guān)注。確認(rèn)變量 ：對照

5、實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)關(guān)鍵是對三大變量：實(shí)驗(yàn)變量自變量、反響變量因變量、無關(guān)變量確實(shí)認(rèn)和處理。設(shè)計(jì)控制變量a操縱實(shí)驗(yàn)變量實(shí)驗(yàn)組 加法原理 ：與常態(tài)相比，人為增加某種影響因素。一般運(yùn)用實(shí)驗(yàn)控制的加法原理來控制實(shí)驗(yàn)變量,即設(shè)法給研究對象施加實(shí)驗(yàn)變量的干擾,造成研究對象的變化,從而使研究對象在被激發(fā)狀態(tài)中反映其某些特征。例如,在“探究SO2對植物葉片的影響的實(shí)驗(yàn)中,就是通過實(shí)驗(yàn)組對生活著的植物葉片(研究對象)施加實(shí)驗(yàn)變量(SO2)來觀察葉片的生長狀況的。減法原理：與常態(tài)相比，人為除去某種影響因素。一般運(yùn)用實(shí)驗(yàn)控制的減法原理來控制實(shí)驗(yàn)變量,即設(shè)法排除實(shí)驗(yàn)變量對研究對象的干擾,同時(shí)盡量保持被研究對象的穩(wěn)

6、定。如在“探究種子萌發(fā)的外界條件的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)變量分別是水、溫度和空氣,但它們同時(shí)又都是種子萌發(fā)的外界條件,這時(shí)實(shí)驗(yàn)組在設(shè)計(jì)時(shí)可分別設(shè)法減去水、溫度和空氣對種子萌發(fā)的影響。b控制無關(guān)變量 排除干擾因素 不能排除要平衡控制和設(shè)立對照實(shí)驗(yàn)平行重復(fù)實(shí)驗(yàn)c檢測反響變量實(shí)驗(yàn)中根據(jù)原理和要求，結(jié)合實(shí)驗(yàn)條件分清是定性還是定量實(shí)驗(yàn)來確定具體的觀察和測定指標(biāo)及方法。常用的有：顏色變化或沉淀反響，如可溶性復(fù)原糖、脂肪、DNA的鑒定，大腸桿菌菌落的鑒別等。形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理狀況的變化，如植物根、莖的長度或彎曲程度，動(dòng)物的耗氧量等。液面的變化，如氣體體積或液體體積變化引起的液面移動(dòng)等。表述實(shí)驗(yàn)步驟a主要內(nèi)容:實(shí)驗(yàn)變量的操

7、縱方法：對研究對象施加何種實(shí)驗(yàn)變量，如何施加等無關(guān)變量的控制方法：采用何種方式來消除無關(guān)變量對實(shí)驗(yàn)的影響包括如何設(shè)置實(shí)驗(yàn)組和對照組等反響變量檢測方法：用何種方法觀察和測量什么指標(biāo)等b表達(dá)形式:一般在草紙上先繪制設(shè)計(jì)圖、表，再轉(zhuǎn)換為文字表述。c語言要求：第一，步驟設(shè)計(jì)一般不宜連續(xù)描述，往往需要分段敘說，并加以編號(hào)。第二，試管或燒杯，水槽等要用字母或文字加以編號(hào)，如A、B或甲、乙等等，這樣可使敘說簡潔一些。第三，敘說中盡量要用標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)術(shù)語，不能用模糊的口語，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(dòng)“搖動(dòng)等等。d一般規(guī)律四步法：第一步:取材、分組、編號(hào)。實(shí)

8、驗(yàn)材料包括實(shí)驗(yàn)中用到的各種動(dòng)植物和器具。選擇材料時(shí)注意用一些表示等量描述性語言，如“生長一致的“日齡相同的，體重一致的等等。分組編號(hào)應(yīng)遵循隨機(jī)性原那么。如：科研人員以鼠為實(shí)驗(yàn)材料，探究三聚氰胺對大鼠發(fā)生腎部結(jié)石的影響1選擇身體健康，發(fā)育正常、體重相同的老鼠假設(shè)干，隨機(jī)均分甲、乙、 丙、丁四組，分別飼養(yǎng)。第二步:相同處理和不同處理。根據(jù)實(shí)驗(yàn)變量設(shè)置對照，注意除實(shí)驗(yàn)變量不同外，其他因素都應(yīng)相同且適宜。2四組鼠每天飼喂等量普通飼料，甲、乙、丙三組分別添加等量的三聚氰胺溶液A，溶液B，溶液C。第三步:進(jìn)一步的相同處理。其他因素相同且適宜的繼續(xù)。3在適宜且相同條件下飼養(yǎng)一段時(shí)間第四步:檢測、觀察、統(tǒng)計(jì)、

9、比擬。找出具體的觀察和記錄對象，觀察、記錄、比擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象。如果實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是隱蔽的，必須找出具體的檢測方法，以顯現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，便于觀察。4檢查大鼠的健康狀況，統(tǒng)計(jì)各組大鼠的腎部結(jié)石發(fā)生率預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果 實(shí)驗(yàn)結(jié)果是指可觀察或測量的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，是實(shí)驗(yàn)中實(shí)際出現(xiàn)的情況，是得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的主要依據(jù)。A、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)如“驗(yàn)證、“證明都可預(yù)測到與實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊恢碌慕Y(jié)果。結(jié)果只有一個(gè)，結(jié)論也只有一個(gè)。B、探究性實(shí)驗(yàn)如“探究，預(yù)測的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不唯一，大多有與三種結(jié)論【正相關(guān)、負(fù)相關(guān)、中間無影響】相匹配的結(jié)果。 “預(yù)測最可能的結(jié)果應(yīng)根據(jù)已有知識(shí)推測最合理的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果可采用文字、表格、圖形、坐標(biāo)曲線等方式描述。如果四組大鼠

10、腎部結(jié)石發(fā)生率相同，或都不發(fā)生腎部結(jié)石；說明了三聚氰胺不會(huì)誘發(fā)大鼠結(jié)石。負(fù)相關(guān)如果結(jié)石發(fā)生率為丙乙甲??；說明了三聚氰胺會(huì)誘發(fā)大鼠腎部結(jié)石，劑量越大發(fā)生率越大。正相關(guān)如果甲乙丙大鼠腎部結(jié)石發(fā)生率相近，且都高于丁；說明了三聚氰胺會(huì)誘發(fā)大鼠腎結(jié)石，但跟劑量大小無關(guān)。中間無影響實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題：1、在掌握實(shí)驗(yàn)?zāi)康?即需要驗(yàn)證的生物學(xué)事實(shí))、原理的根底上確定實(shí)驗(yàn)方法。2、嚴(yán)格遵循實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的根本原那么，準(zhǔn)確設(shè)置對照或變量。3、注意實(shí)驗(yàn)程序的科學(xué)性、合理性。4、對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行準(zhǔn)確的觀察、測量、記錄。5、合理地設(shè)計(jì)操作過程6、多種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案中，按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原那么評(píng)估擇優(yōu)選取最正確方案7.實(shí)驗(yàn)材料在數(shù)量上要盡可能多的選取，記錄數(shù)據(jù)時(shí)取其平均值以減少實(shí)驗(yàn)誤差。8.在記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表格或以坐標(biāo)圖的形式現(xiàn)示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。9.注意吸取物理、化學(xué)中相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理，如：物理屢次測量取平均值，化學(xué)實(shí)驗(yàn)前檢查裝置氣密性等。作者簡介：劉建來，男，1969年生，吉林白城人，鎮(zhèn)賚一中一級(jí)教師，主要從事中學(xué)生物教學(xué)工作。參考文獻(xiàn)：1 趙占良 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書生物學(xué)教師培訓(xùn)手冊C 北京 人民教育出版社 2007of rural drinking water sources, protectio