时间：2022-04-18 10:11:47
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇生物实验设计，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】实验设计 对照原则 解题技巧
生物学作为一门以实验为基础的自然科学，实验是获取生物学知识的重要手段，是科学研究过程的重要环节。因此在高考对实验能力的考查提出了具体的要求，考纲如下：（1）能独立完成所列生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。（2）具备验证简单生物学事实的能力，并对实验现象和结果进行解释、分析和处理。（3）具备对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。（4）能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修改。
高考实验设计题，验证性实验和探究性实验是主流。验证性实验向探究性实验的方向突破和发展，已然成为今后一段时间内实验命题的方向和热点。那么，如何才能答好生物实验设计题，取得优秀的分数呢？本文结合自己近几年的教学实践，总结出解题技巧：设计实验的“一”“二”“三”“四”，即一个实验目的，两个实验原则，三个实验变量，四个实验步骤。
一个实验目的：设计实验方法一般从目的、要求入手，确定实验原理、选择适当操作过程，也可以从如何检测现象、结果入手。找到简单、明确的现象观察或结果检测方法，就找准了方向，再设计实验过程更简单明了。同时从实验目的可以看出是验证性实验还是探究性实验，也可以看出实验结论。如果是验证性实验，预测的现象应单一并对应需要验证的结论；如果是研究性问题，现象的预测应注意正反多方面的逻辑性，并分别对应不同的结论
两个实验原则：实验设计过程要遵循多个原则：科学性原则，单一变量原则，对照原则，平行重复原则，其中最常考到对照原则和单一变量原则。
（一）变量，或称因子，是指实验过程中所作的特定因素或条件。按性质不同，通常可分为两类：实验变量与反应变量，无关变量与额外变量。无关变量，也称控制变量，指实验中除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。额外变量，也称干扰变量，指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。显然，额外变量会对反应变量有干扰作用，例如，上述实验中除实验变量（低温、适温、高温）以外，试管洁净程度、唾液新鲜程度、可溶性淀粉浓度和纯度、试剂溶液的剂量、浓度和纯度，温度处理的时间长短等等，都属于无关变量，要求对低温、适温、高温3组实验是等同、均衡、稳定的；如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件，对三个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定，则会在实验结果中产生额外变量，出现干扰，造成误差。实验的关键之一在于控制无关变量或减少额外变量，以减少误差。
在实验设计中仅仅改变实验中的某一项变量，其它因子不变，在此条件下，观察、研究该变量对实验材料和实验结果的影响。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外，其他实验条件要做到前后一致。综合研究多变量时，也要求先研究一个变量，再研究一另个变量。
（二）对照是实验控制的重要手段之一，目的还是在于平衡或消除无关变量对实验结果的干扰。通过设置实验进行对照，可排除无关变量的影响，也可增加实验结果的可信度和说服力。
通常，一个实验可为实验组和对照组。实验组：是接受实验变量处理的对象组；对照组：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，故实验组与对照组的差异，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“生物组织中可溶性还原糖的鉴定”的实验中，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。在“唾液淀粉酶催化淀粉”的实验中，实验组滴加了唾液淀粉酶液，而对照组只加了等量的蒸馏水，起空白对照。空白对照能明白地对比和衬托出实验组的变化和结果，增强了说服力。
2.自身对照：指实验与对照在同一对象上进行，即不另设对照组。单组法和轮组法，一般都包含有自身对照。如“植物细胞质壁分离和复原”实验，“探究酵母菌的呼吸方式”实验就是典型的自身对照。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，但这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。例如。“动物激素饲喂小动物”的实习实验，采用等组实验法，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）；虽然，乙组为条件对照。该实验即设置了条件对照，又设置了空白对照，通过比较、对照、更能充分说明实验变量———甲状腺激素能促进小动物的生长发育。又如，在艾弗里证明DNA是遗传物质的实验中，实验组是“R型活细菌＋S型细菌的DNA混合培养”，条件对照组是“R型或细菌＋S型细菌的DNA和DNA酶混合培养”。
4.相互对照：是指不另设对照组，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。
三个实验变量：即实验变量，无关变量，反应变量。
实验变量，也称为自变量，指实验中由实验者所操纵的因素或条件。反应变量，亦称因变量，指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。通常，实验变量是原因，反应变量是结果，二者具有因果关系。实验的目的在于获得和解释这种前因后果。例如，在“温度对酶活性的影响”的实验中，所给定的低温（冰块）、适温（37℃）、高温（沸水浴）就是实验变量。而由于低温、适温、高温条件变化，唾液淀粉酶水解淀粉的反应结果也随之变化，这就是反应变量，该实验即在于获得和解释温度变化（实验变量）与酶的活性（反应变量）的因果关系。
无关变量，也称控制变量，指实验中除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。额外变量，也称干扰变量，指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。显然，额外变量会对反应变量有干扰作用，例如，上述实验中除实验变量（低温、适温、高温）以外，试管洁净程度、唾液新鲜程度、可溶性淀粉浓度和纯度、试剂溶液的剂量、浓度和纯度，温度处理的时间长短等等，都属于无关变量，要求对低温、适温、高温3组实验是等同、均衡、稳定的；如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件，对三个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定，则会在实验结果中产生额外变量，出现干扰，造成误差。实验的关键之一在于控制无关变量或减少额外变量，以减少误差。
四个实验步骤：1取材、分组、编号：取材一般指实验所用的生物材料，实验材料要有相似性和重复性，这样可减少误差，尽可能消除因材料的不同而引起的干扰。分组及编号指将材料或所用器皿均分并编号，以便描述及记录。如：将长势相同高度相似的若干同种植物均分为三组，编号为1，2，3。
2.设置实验变量：按照研究的问题确定单一变量，设置空白对照、前后对照或相互对照。一般研究“是否”的有关问题设置空白对照；如：设置有无二氧化碳的供应研究光合作用是否需要二氧化碳。研究“是多少”的有关问题可设置有梯度的相互对照。如：设置不同梯度的温度研究酶的最适温度是多少。
1.文字表述不准确，缺乏得分词语。
【案例1】（源于福州四中陈施）福建省2012年高考理科综合第26-Ⅰ(2)题，④实验结果（略），据此能否确认该假设成立？。理由是：。参考答案是：不能；据图可知随着温度提高酶活性逐步升高，酶活性峰值未出现。据抽样分析，第二个问题多数考生无法清晰表达，如出现“曲线应该单调递增、曲线斜度不够”，以及“缺少对照实验”、“实验设计不够严密，没有考虑对照原则”等答案，偏离答题方向。
【案例2】（源于柳武等）福建省2011年高考理科综合第26-Ⅰ题，
（3）科研小组设置了第④组实验，方法是先注射IL-18，3天后进行辐射损伤，14天后实验操作同前三组。与第③组相比，设置第④组的目的是。参考答案是：比较核辐射前后注射IL-18对抑制脾细胞凋亡的影响。不少考生给出的答案是“设置对照”，“排除干扰”，“提高实验精确性”，“证明细胞凋亡数目减少是因为注射了IL-18，而不是小鼠体内细胞原有的作用”等。据柳武等的抽样分析，本小题难度值约为0.39。
2.对“生物知识内容表”所列的生物实验，对实验目的、实验原理、实验操作等基础知识掌握不够扎实，以及相关实验设计的方法和技能的应用能力不足。
【案例】某洗衣粉上印有“本产品系加酶洗衣粉，含有脂肪酶、蛋白酶，具有良好的去污效果。”请鉴定其真伪（写出基本思路、结果和结论）。从学生书写的结果来看，班级学生约有70%的同学直接用双缩脲试剂进行检测！殊不知，双缩脲试剂只能检测蛋白质的存在，但是无法证明该蛋白质就是酶以及区分酶的种类。
3.混淆实验结果和实验结论。
【案例1】（某题中的一部分），在上述定量测定之前，进行了蛋白质含量变化的预测实验，请填充实验原理，判断实验步骤中划线部分是否正确，并更正错误之处，以及写出实验结果。实验结果：。参考答案为：1，2，3号试管出现紫色且紫色依次加深。错误的学生表述成：随时间增加，蛋白质含量增加。其书写的是实验结论。
【案例2】（某题中的一个小题），A组与B组相比，C组与D组相比，如果A、C组的孵化率高说明？参考答案为：22～25℃的水温较有利于蛙卵的孵化。错误的学生表述成：温度在22～25℃时孵化率高。本空班级错答率在38%左右，主要的盲区是不分实验结果和实验结论，题目问的是得出的结论，而学生依旧在描述实验结果。
二、引导学生成功穿越实验设计题
1.全面强化《考试说明》中要求的生物学实验。《考试说明》中要求的生物学实验在基础年段应该尽量让学生动手操作，发现问题、解决问题，加深印象。在高三第一轮复习中，重在知识要点的回顾，该记忆的需要强化理解记忆。这些实验的实验方法、实验原理、实验操作、实验结果与结论、以及隐含的思想方法，都很容易在高考试题中换一个情景呈现。
2.传授一般的解答策略。实验设计题目一般情况下是由：实验目的、（实验假设）、实验原理、实验材料用具、实验步骤、实验结果、实验结论几部分组成的。福建省新课程高考生物试题中，通常呈现其中一部分内容，让学生根据信息分析和书写完成一部分内容。所以在解答的时候，笔者认为一般的策略是：找实验目的看实验类型（探究型或验证型）抓实验自变量（这是正确答题的关键）用已知信息完成填空（关注得分点）。
摘 要：高考生物遗传实验设计复习相当关键，在掌握了基本复习要点和原则的基础之上还应当结合考试的实际例子，帮助学生理解和消化，以更好地增强复习的水准和效率。针对这一方面的内容展开论述，详细地分析了高考生物遗传实验设计复习的重点和难点，同时对复习过程中的关键思想和核心理念等进行分析，旨在更好地实现相关工作的开展。
关键词：高考生物；遗传实验设计；研究分析；复习设计
遗传类型的题目是当前生物高考中的重点，同时也是一大难点。需要注意的是相关题目对学生能力的考查起到了关键性的作用，所以受到了相当广泛的好评。但是，需要注意的是当前由于受到应试教育的影响，不少学生在高考生物遗传实验设计复习过程中难以把握问题和知识点的实质，进而没有掌握知识的内在规律，在复习过程之中也难以抓住重点和难点。所以，在今后还应当对高考生物遗传实验设计复习方案进行分析，以更好地增进复习效果。
一、高考生物遗传实验设计复习原则
生物学是实验性的学科，所以实验的教学对学生自身生物素质的增强和知识点的掌握相当关键。在当前教材之中针对高考生物遗传实验设计模块的设计，具有一定的探索和模拟性，所以通过各种类型的实验设计不仅可以使学生更加扎实地掌握所学知识，掌握所学的材料，同时还可以掌握实验设计的方式，帮助学生更好地理解所学知识。总的来讲，遗传变异等相关知识既是高中生物的重点也是难点，针对高考生物遗传实验设计复习方案的设计，应当多进行总结和归纳，在追求创新和稳固的基础之上，开辟出全新的复习方案。
二、高考生物遗传实验设计复习中真题借鉴
2012年山东高考理综生物第27题第（4）题：用红眼雌果蝇（XRXR）与白眼雄果蝇（XrY）为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇（记作“M”）。M果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雄果蝇在减数分裂时X染色体不分离。请设计简便的杂交实验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。此题依托新的情境，要求学生能依据“几种性染色体异常果蝇的性别”，还考查了“确定假设”的逆向思维能力。
综上所述，根据对当前高考生物遗传实验设计复习的重点和难点等进行细致的分析，旨在从实际的角度着手促进复习效益的增强。
参考文献：
项同生.实验设计题型解题辅导[J].生物学通报，2007（02）.
由于实验设计是较高的能力要求，除要具备一定的知识基础外，还需要具有一定的创造能力。所设计的实验是建立在科学的基础上的，还应具有一定的观察和发现问题的能力。因此这一类考查考生综合分析能力的题型在高考实验复习中显得尤为突出，也是令学生非常头痛的。下面结合本人两年来如何进行高三实验设计复习的实践，谈一点自己的体会。
一、什么是实验设计
所谓实验设计，就是要求学生设计实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计数据处理的方法及分析实验的现象。它包括设计实验方案、设计实验步骤、设计实验改进方法等。实验设计，主要考查学生是否理解实验原理，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情境下迁移知识的能力。一个完整的实验设计过程包括5个环节。发现问题、提出问题、实验设计（包括假说和预期的结论）、实验实施、结论（包括推导和运用结论）。其中实验设计是联系问题和结论的必要桥梁。
二、实验设计的基本原则
1）科学性原则
指实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和实验手段的选择要恰当，整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学基本知识和基本原理以及其他学科领域的基本原则。2）平行重复性原则
平行重复原则，即控制某种因素的变化幅度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果影响的程度。任何实验都必须能够重复，这是具有科学性的标志。上述随机性原则虽然要求随机抽取样本，这能够在相当大的程度上抵消非处理因素所造成的偏差，但不能消除它的全部影响。平行重复的原则就是为解决这个问题而提出的 3）单一变量原则
有两层意思：一是确保“单一变量”的实验观测，不论有几个实验变量，都应做到一个实验变量对应观测一个反应变量；二是确保“单一变量”的操作规范，实验操作中要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。4）对照原则 对照的目的在于削除无关变量对实验结果的影响。实验对照原则是设计和实施实验的准则之一。通过设置实验对照，又排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。按对照的内容和形式上的不同，通常有以下对照类型。
A.空白对照
指不做任何实验处理的对象组。B.自身对照
实验与对照在同一对象上进行，不设对照组。C.条件对照
虽给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。D.相互对照
指不另设对照组，而是几个实验组相互对比对照。
三、实验设计的方法
一个比较完整的实验设计方案，一般包括这样几方面的内容：1）实验题目的确定；2）提出假说；3）设计实验方法和步骤；4）提出实验的预期结果；5）要观察和搜集的数据及方法。书写实验设计方案通常包括：“实验课题”、“实验假说”、“实验预期”、“实验目的要求”、“实验方法类型”、“实验对照类型”、“实验材料用具”、“实验方法步骤”和“实验结论与讨论”等项目。而在中学生物课本的实验指导中，实验假说和实验预期大都隐含在“实验原理”中。实验方法类型、实验对照类型则一般隐含在“方法步骤”中。
因此在实验设计中可以从以下几个方面去考虑：1）明确实验目的，即需要验证的生物学事实；2）严格遵守实验原理，实验所依据的科学原理，涉及到的生物学及相关学科的方法和原理；3）恰当选择实验对象，选择最能体现此生物学事实的具体对象，如细胞、组织、器官或生物个体；4）细心注意对实验条件、材料用具和装置的理化条件和生物学方法处理后，认真研究实验装置设计的严密性和合理性；5）合理设计实验步骤，要注意实验步骤的关联性和延续性，实验操作的程序性；6）精心设置对照组实验，控制和消除无关变量对实验结果的影响；7）提出假设条件，预测结果，假设是对可见现象作出可以检测的解释，假设的成立与否依赖证据（预测结果符合事实或实现则假设成立；反之则假设不成立）；8）仔细观察实验现象，详细记录实验结果，只考虑单一实验变量对结果的影响；9）认真分析原因，全面讨论结果，无论实验成功与否都要分析原因，对实验要进行多角度、全方位的分析讨论。
四、实验设计的实例分析
例1 (广东、河南高考题)为证实"二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料"，某同学制订了下列实验方案：
(1)实验目的(略)
(2)实验材料和用具(略)
(3)实验方法和步骤
用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气。
将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有红色安全灯。
饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使其充分进行光合作用。
取一叶片，放人盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。
将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿中，用碘液，检测有无葡萄糖的特异颜色反应出现。
该实验方案有几项明显错误，请指出错误并改正。
误解 对该实验方案的分析片面或缺乏必要的实验分析能力而误答。
诊断 错因：忽视了平时的生物实验操作和训练。正确思路：实验中无对照实验；实验中不能用红色安全灯，因为色素能够吸收红光，进行光合作用，影响实验结果；淀粉遇碘变蓝是淀粉等特有的颜色反应，而不是葡萄糖的颜色反应。鉴定还原糖(葡萄糖)的存在应用的试剂是班氏试剂。
正确答案是：(1)实验步骤 中暗室内用"红色安全灯"是错误的，应改为绿色安全灯(此项不改，仅在对照中提到也给分)；(2)实验步骤⑤中的"葡萄糖"是错误的，改为淀粉；(3)未设对照。对照的作法是：a．装置同题干中的步骤，但玻璃罩内用同一种生长状况相同的另一株植物代替题干中的植物；用一杯清水代替NaOH溶液。b．将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有绿色安全灯。c．重复题干中的步骤。d．重复改正后的题干中的步骤。
需要注意的是：对于实验分析要求从以下几个方面进行：科学性和严谨性。主要指实验设计必须有充分的科学依据，在某些实验中要有对照实验。实验条件的一致性和可重复性。在实验中除要设计的变量外，其他条件都要一致，并且一个实验不能只看一次的结果，必须有足够的实验次数，才能判断出实验结果的可靠性。实验器材的选择。实验中材料用具的选择是非常重要的，要根据实验所提出的问题和要求，联系命题者所提供的器材，准确判断和筛选实验所需的用具及材料。准确表达实验结果和进行数据处理。
例2（2003全国高考理综试卷非选择题27题）将青蛙脑破坏保留脊髓，在脊柱下部打开脊椎骨，剥离出脊髓一侧的一对脊神经根（包含一个背根和一个腹根，图略）。分别电刺激背根与腹根均可引起蛙同侧后肢发生运动反应。以已知背根含有传入神经，腹根含有付出神经，背根与腹根合并成脊神经。
请根据上述提供的实验材料（实验用具自选）设计实验步骤，并预测实验结果，以分别验证背根具有传入功能，腹根具有传出功能。
答案：实验步骤1：在背根中央处剪断（或用麻醉药阻断），分别电刺激背根向中段、外周段，观察蛙后肢是否发生运动反应。预期结果：电刺激背根向中段应发生蛙后肢运动反应，电刺激背根外周段不发生反应，说明背根具有传入功能。
实验步骤2：在腹根中央处剪断（或用麻醉药阻断），分别电刺激腹根向中段、外周段，观察蛙后肢是否发生运动反应。预期结果：电刺激腹根向中段不发生反应，电刺激腹根外周段就发生后肢运动反应，说明腹根具有传出功能。
例3、现有一种植物的种子，已经知道它的萌发受水分、温度和氧气的影响，但不了解其萌发与光是否有关，探究光的有无对该种子萌发的影响，请你依据所给材料和用品设计出实验的方法步骤，预测可能的实验结果，并分别得出相应的结论。
材料和用品：数量充足的铺有滤纸的培养皿、无菌水、表面消毒过的种子等
方法步骤：
可能的实验结果及相应的结论：
（参考答案 方法步骤：向培养皿中倒入适量的水，将等量的种子分别放入两组培养皿中。将一组置于有光照的环境中，另一组置于黑暗环境中，在培养过程中，使两组所处温度、水分、空气状况适宜且相同。 可能的实验结果及相应的结论：有光组萌发，无光组也萌发(或答发芽率差异不显著)，该种植物的种子萌发不受光的影响。有光组萌发，无光组不萌发(或答有光组发芽率高于无光组，差异显著)，光是该种植物种子萌发的必要条件之一。有光组不萌发，无光组萌发(或答无光组发芽率高于有光组，差异显著)，光抑制该种植物种子的萌发。
关键词 高中生物；探究性实验；设计方法
生物是一门以实验为基础的自然科学，在高中生物教学中，实验具有不可替代的作用。进一步突出生物学科的特征，强化探究性实验教学，充分发挥实验教育功能是高中生物教学中的共识。帮助学生学会探究，同样是高中生物实验教学中的重要部分。探究性实验一般包括：提出问题、假设、设计实验、完成实验、观察并记录结果、分析结果并推导结论六个基本内容。
一、提出问题
人们对事物作缜密观察以后，常常由于好奇心或想作进一步的了解而提出问题，虽然任何人都能提出问题，但只有意义的问题才值得探讨，是实验要达到的具体目标。
二、假设
科学方法的第三步是假设。假设，也称假说或猜测，指用来说明某种现象但未经证实的论题，也就是对所提出的问题所做出的参考答案。例如， “食用激素水果会引起动物性早熟吗”，其假设是：“食用激素水果不会引起动物性早熟”；其预期结果是：“用适量激素水果饲喂幼龄动物，不会促使幼龄动物的生长发育加速”。实验预期是较具体的推断。一个问题常有多个可能的答案，但通常只有一个是正确的。因此，假设是对还是错，还需要加以验证，即依据假设或预期，设计实验方案，进行实验验证。
三、设计实验
实验是验证假设和解决问题的最终途径，指在人为控制的条件下研究事物的变化的一种方法。要想实验成功，在科学实验中，就要掌握或贯彻以下几点：
1.单一变量原则
（1）实验变量与反应变量。实验变量是实验中由实验者操纵的因素或条件，而反应变量是指由实验变量而引起的变化结果，二者之间是前因后果的关系。实验的目的就在于获得和解释前因与后果；
（2）无关变量与额外变量。无关变量是指实验中除实验变量外的影响实验结果与现象的因素或条件。由无关变量引起的变化结果就叫额外变量。它们之间也是前因后果的关系。但它们的存在对实验与反应变量的获得起干扰作用。
2.对照性原则
对照是实验控制的手段之一，目的还是在于消除无关变量对实验结果的影响。实验对照原则是设计和实施实验的准则之一。通过设置实验对照对比。既可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。
通常，一个实验总分为实验组和对照组。实验组，是接受实验变量处理的对象组：对照组，也称控制组，对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组。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；
（2）自身对照 指实验与对照在同一对象上进行，即不另设对照组。单组法和轮组法，一般都包含有自身对照；
（3）条件对照 指虽给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的；
（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，在等组实验法中，大都是运用对照。
3.科学性原则
所谓科学性，是指实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和实验手段的选择要恰当，整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学基本知识和基本原理以及其他学科领域的基本原则，都要具有可行性。
4.重复性原则
在实验设计中也必须注意实验的可重复性。任何实验部必须要有足够的实验次数，才能判断结果的可靠性，尤其是有数据计算的实验，设计的实验不能只能进行一次，在无法重复的情况下，作为正式结论，这样的结论易被。
四、完成实验
五、观察并记录结果
实验设计的观察内容、方法和次数进行如实记录。
六、分析结果（数据）并推导结论
观察、实验的目的在于获得验证性的结果。所以，在实验中要记录实验的事实、现象、数据，即捕捉、记录由实验变量带来的反应变量。据此论证、说明实验中的自变量与因变量的因果关系，进而得出实验结论。
参考文献：
研究性学习小组的同学在某电镀厂排水口采集重金属污染液1000mL，并利用以下实验材料和器材设计实验，研究不同浓度的重金属污染液对水稻种子萌发和生长的影响。
实验材料和器材：水稻种子、试管、培养皿、纱布、尺子（100mm）、蒸馏水、恒温光照培养箱（温度设定为28°C，光照强度为2000Lux）（实验材料和器材的数量不限）。
请根据以上给出的实验材料和器材，设计实验方法和步骤，预测最有可能的实验结果并得出相应的结论。
【参考答案】
方法和步骤：
① 用蒸馏水将重金属污染液逐级稀释10、102、103、104倍,获得4种不同浓度的污染液。
② 挑选籽粒饱满、大小近似一致的水稻种子250粒，随机平均分成5组。
③ 取5只培养皿，垫上纱布。其中4只培养皿加入等体积的不同浓度的重金属污染液（浸润纱布即可）作为实验组；另1只培养皿加入等体积的蒸馏水作为对照组。
④ 在每只培养皿的纱布上，均匀放置50粒水稻种子。
⑤ 将5只培养皿置于恒温光照培养箱内。每天给实验组补充等量的相应浓度的重金属污染液，而给对照组补充等量的蒸馏水，以保持纱布的湿润。
⑥ 1周后统计各组的发芽率，用尺子测量幼苗根长，计算其平均值。
最可能的实验结果：
不同浓度的重金属污染液中的种子萌发率都比蒸馏水中的低，幼苗根长也较短。随着重金属浓度的升高，种子萌发率降低，幼苗根长也缩短。
结论：
不同浓度的重金属污染液对水稻种子的萌发及水稻幼苗的生长均有抑制作用；随着浓度的增高，抑制作用增强。
【常见的答题错误】
（1） 实验材料和器材的功用不明确
对于本题，有同学不清楚尺子的作用，误答成“在稀释时，用尺子量试管溶液的高度”。也有同学对纱布的作用不明确，误以为是“用来过滤”的。
如果在解题时没有弄清实验材料和器材的具体功用，必将导致实验步骤的设计错误。一般说来，若是要根据题干所提供的材料和器材来设计实验，则应明确每种材料和器材的功用并加以合理利用。如果可以任意选择材料和器材，则题目具有更大的开放性，需要更为仔细的分析。
（2） 实验步骤的顺序错误
有些实验的步骤顺序是绝对不能颠倒的，如有关细菌培养的实验，只能先“灭菌”后“接种”；有关温度对酶活性影响的探究实验，一定要先“控制温度”后“让相关溶液混合”，等等。因此，同学们解题时可先在草稿纸上写出大致的步骤，然后再仔细考虑各步骤之间的顺序是否合理。
对于本题，有些同学选择“先加种子到培养皿中，然后再加纱布及培养液”，这样的实验步骤顺序虽然对解答的结果影响不大，但也是一种不合理的设计。
（3） 未遵循单因子变量原则
实验过程中可以变化的因素称为变量。其中，人为改变的变量称为自变量，如本题中的重金属污染液的浓度；随着自变量变化的变量称为因变量，如本题中的种子萌发率和生长状况；除自变量和因变量以外，其他可能存在的会对实验结果造成影响的变量称为无关变量，如本题中种子自身的状况、温度、湿度、氧气及光照等。在进行实验时，实验组和对照组的自变量只能是一个，无关变量要尽可能的相同且适宜。因此，在设计实验时要分析明确实验组与对照组是否只有一个自变量，无关变量的设置是否相同等。
（4） 未设置对照或对照无意义
设置对照是一个最基本的生物实验原则。对照可分为：①空白对照：指不给对照组施加任何的实验处理因素；②条件对照：指给对照组施加部分非研究的实验因素；③自身对照：对照和实验都在同一研究对象上进行；④相互对照：不单独设对照组，而是几个实验组相互对照。有时一个实验需要设置多种对照来增强实验结果的说服力。
对于本题，很多同学只设置了不同重金属污染液浓度组之间的相互对照，却忽视了与只加蒸馏水组的空白对照，没能有力地证实实验结论。
（5） 未遵循等量原则
除了自变量外，实验组与对照组所加的其他实验材料及物质的量要相同或相等。因此，在进行有关实验过程的叙述时，在恰当的地方应使用“等量”“适宜”“相同条件”等词。
对于本题，许多同学未能很好地对各组的种子数量、实验组的重金属污染液体积以及空白对照组的蒸馏水体积等参数进行等量设置。
（6） 未注意平行可重复原则
为了尽可能地避免偶然性，使实验结果与结论相对准确可靠，实验必须能够重复进行足够多的次数。若别人按照相同的步骤、条件进行实验，应能得到相同的实验结果与结论。因此，在实验时要设置足够多的实验组和对照组。
（7） 未注意可操作性或实际情况
所设计的实验步骤及对实验结果的检测必须是实际的、可操作的，不能太理想化。
对于本题，有的同学直接在培养皿中加1000mL蒸馏水进行稀释；或将种子放入加了400mL污染液的培养皿中，使种子完全浸没在液体中；或者是只加一次污染液与蒸馏水，以后不再进行添加；或者在实验结束时测量重金属的减少量等，这些实验操作步骤都是不实际的或是难以操作的，应该注意避免。
（8） 实验结果、结果分析与结论互相混淆
实验结果是在实验结束时出现的，通常伴有一定的现象，如本题中种子的发芽率和幼苗根长等。实验结果分析应该写“为什么会出现这样的结果”，通常需要用到一定的实验原理来进行讨论，如本题应写出为什么在重金属污染液中种子的萌发率会相对降低、幼苗根长会相对较短。实验结论是由实验结果推导出来的，应该与实验目的相呼应。同学们在解题时，一定要明确题目的要求，不能将实验结果、结果分析和实验结论混为一谈。
（9） 观察和比较的指标不明确
要明确观察和比较的指标。
对于本题，有的同学设计在实验结束时测“各组种子的重量或重金属的减少量”，事实上，本题应用种子萌发率的平均值与幼苗的平均根长作为观察和比较的指标。
（10） 因果关系倒置
通常根据实验结果才能推出结论。其叙述方法是：若出现某某结果，则有某某结论。
如本题的预期结果之一是：在不同浓度的重金属污染液中，种子的萌发率都比在蒸馏水中的低，从而得出结论：不同浓度的重金属污染液对水稻种子的萌发有着不同程度的抑制作用。有些同学却把预期结果写成“如果不同浓度的重金属污染液对水稻种子的萌发都有抑制作用，则不同浓度的重金属污染液中的种子萌发率都比蒸馏水中的低”，这显然是不符合逻辑的。因此，在答题时，同学们还要注意语言叙述的逻辑关系。
（11） 审题不仔细导致遗漏
对于本题，很多同学只是计算了种子的萌发率却没有测量幼苗根长，而题目的要求是探究重金属污染对水稻种子萌发和生长两方面的影响。因此，同学们在审题时一定要仔细，明确题目的要求到底有哪几个方面。
（12） 验证性实验与探究性实验混淆
验证性实验的结论是已知的、确定的，不需要进行讨论。探究性实验的结果是未知的，结论也是不确定的，需要进行讨论。
本题中，实验的结果可能有：①不同浓度的重金属污染液中的种子萌发率都比蒸馏水中的低，且随重金属污染浓度的升高，种子的萌发率降低；②不同浓度的重金属污染液中的种子萌发率都比蒸馏水中的高；随重金属污染浓度的升高，种子的萌发率升高；③不同浓度的重金属污染液中的种子萌发率有的比蒸馏水中的高，有的比蒸馏水中的低；④不同浓度的重金属污染液中的种子萌发率与蒸馏水中的无明显差异。当然，最有可能出现的实验结果是①。因此同学们在写预期结果与结论时，应首先明确到底是验证性实验还是探究性实验。
（13） 实验原理、假设和目的互相混淆
实验原理是指实验实施或结果实现的理论依据。实验假设是指在进行探究性实验时，对研究对象的属性、特征或与某些因素之间的关系做出具体的猜测，一般用陈述性语句表述，不用“是否”“会不会”等词，而是用“是”“会”或“否”“不会”等词。本题中的假设可以是“重金属污染液会使种子的萌发率和幼苗根长降低”等。实验目的是指对研究对象的属性、特征或与某些因素之间的关系进行验证还是探究。同学们在答题时，一定要注意这三者之间的区别。
一、突出演示实验的目的性
演示实验的主要目的之一是帮助学生更加直观地理解知识。因此，我们设计演示实验时一定要结合教材内容，突显教学任务。不仅如此，我们还要明确演示实验对解决教学重难点的重要作用，更有针对性地进行实验的设计。例如，在讲解《绿色植物与生物圈的碳－氧平衡》这一章节的内容时，教学目的的不同会导致演示实验的差别。如果演示实验的目的是为了探究影响氧气形成的因素，我们就要控制实验时所用的金鱼藻叶子的大小、太阳的光照等，我们要观察的则是气泡产生的大小；而如果演示实验的目的是为了验证光合作用所产生的气体的种类时，则需要着重进行气体的验证，通过蜡烛的燃烧情况判断产生气体的种类。因此，在设计演示实验时应突出实验的目的性。
二、注重演示实验的严谨性
初中生物是一门极具严谨性的学科。因此，我们在设计演示实验的同时，也要注重实验的严谨性。通常情况下，严谨性是保证实验顺利进行的最基本元素。例如，我们在教学生使用显微镜时，就要对显微镜各部分的组成进行精准教学，严格按照显微镜的使用方法进行操作，并将显微镜的使用注意点告诉学生，进而引导学生对显微镜有一个准确的认知。
三、注重实验操作的简洁性
设计演示实验的目的是将枯燥、抽象的教材知识变成直观、容易理解的实验展示在学生的面前。由此可见，我们所设计的演示实验的操作要具有一定的简洁性，降低学生对实验的理解难度。不仅如此，简洁的演示实验还能够节省一定的课堂教学时间，降低教师的备课难度。例如，在讲解《生态系统与生物圈》这一章节的内容时，相较于复杂的生态系统环境的创造，我们可以采用简洁的生物瓶进行替换。如在教材内容的讲解之前，我们可以准备一个玻璃瓶，里面放上一定的水草、田螺以及金鱼等，然后要求学生仔细观察这个简易的生态瓶中的生态平衡，让学生直观感知生态系统，提高整个教学效果。
四、提高演示实验的趣味性
随着课程改革的不断深入，我们教师在进行演示实验的过程中也要加强自身与学生的良性互动，增强整个实验的趣味性。提高演示实验的趣味性不仅仅是迎合课程改革的必然要求，也是提高学生注意力，增强学生学习兴趣的必然手段。因此，作为初中生物教师，我们在设计演示实验时，要突出学生的主体地位，增强实验的趣味性以及与学生的互动性。例如，在讲解《人体的物质与能量来源于食物》这一章节的内容时，我们可以设计一个与自制饮料相关的演示实验。我们所需准备的材料有红糖、柠檬汁、白糖、新鲜水果、蜂蜜等，然后在学生面前进行饮料的制作。在制作完成之后，再邀请学生模仿饮料的调制。这种富有趣味性的演示实验不仅能够提高学生对食物的重视，还能够活跃整个课堂氛围，有利于和谐课堂的构建。
五、提高演示实验的探究性
关键词：高中生物；试验设计题；基本解法
一、确定生物实验类型
（一）验证性实验类型。验证性实验是要对研究对象有一些的了解，从而可以根据自身的认知情况提出假说，为了验证这一假说或者自身的认知从而进行的一种实验方式，验证性实验更加注重的是实验的一个演示和证明的活动，通过分离科学知识和过程，除去背景的影响，更加注重了探究的结果，并不是探究过程。验证性实验式传递了更加注重实验操作和观察的技能，强调的是从试验中验证真理获得生物知识。
（二）探究性实验。探究性实验式不知道实验的结论，通过实验的分析，求证假设是否正确额度一种实验方式。探究性实验式就是通过实验来回答来解答一个感兴趣的问题，不仅激发了学生的好奇心，培养了科学的探究的能力。
二、生物实验设计原则
（一）平行重复原则。每一个实验都要求能够重复实验，不然的话相关的试验就失去了它存在的意义，平行重复原则就需要通知自变量的变化，在无关变量一定的情况下，要求多次重复试验，从而观察自变量和实验结果的关系。
（二）科学性原则。科学性原则就是选择相应适合的试验材料，通过正确的试验原理和方法，得出符合逻辑的试验结果或者结论。这就需要我们在实验的时候要结合相关的科学资料，通过运用自身的试验原理，使用教材中的实验方法。
（三）单因子变量原则。单因子变量原则就是要简易化实验过程中的各种影响关系，可使得结果的说服力更强，一般会分为两个组，一个是实验组，一个是参考组，两组中只有一个变量，其他的影响因素相同，这样得出相应的试验结果之后，对比两组实验数据和现象，从而判断不同结果，是由于哪一个变量的影响，因此在试验设计的时候要确定和控制好其中的这一个变量。
（四）对照性原则。一般来说，实验中有很多的影响因素，无关的因素也很多，假如要研究变量对于实验结果的影响，就需要保证其他的影响因素不变，这样就需要做对照实验，通过对照试验去除其他干扰变量对于实验结果的影响。实验组和对照组的区分，正常情况下，一般对照组就是正常状态的一组，而实验组就是改变实验变量的一组，举例来说就是比如验证“钙元素是植物生长过程中的必须的矿物质元素”实验就分为两组，第一组的培养液中添加钙元素，而第二组的培养液中不添加钙元素，那么第一组就是实验组，第二组就是对照组。对照的类型一般分类有自身对照、相互对照、空白对照、条件对照。
三、实验设计步骤
（一）清楚题目的要求。学生在考试的时候一定要看清楚题目的要求，因为有的时候通过对考试题的分析，就可以找到答案的线索，同时也可以了解到题目考试的具体的内容，以及相关的答题要求。
（二）分清楚实验的目的和类型。在考试时候，学生一定要仔细阅读实验设计题目的试验目的，确定实验的类型，弄清楚实验需要解决的问题，可以通过一些比较关键的词汇来判断，比如“证明“”探究”“研究”等一般都是和实验目的相互关联的。
（三）描述实验原理，完成实验设计。实验完成之后，就需要根据实验的现象和数据等等信息，描述出实验中所需要理论依据，并且能够结合自身学到的生物实验理论知识给予实验现象作出合理的解释，完成的过程中还需要描述出相应实验仪器的使用方法，所以实验设计题一般就考核学生比较多的理论知识，并且还能够根据相应的理论，作出分析，完成实验设计题目的要求。
（四）完成实验步骤。一般来说需要特别注意以下几个方面：首先是选取材料，选择材料的时候要求按照实验的要求，注意保持相同条件，其次就是要进行分组编号为了方便观察、比较和统计实验，实验可以进行分组，并且对于每一组进行标记。
（五）预测实验结果，分析实验结论。对于这个步骤，第一步要做的就是要分清楚实验的类型，假如为验证性实验的话，只需要看下实验结果和实验的目的是否是一样的结论，但是验证性实验值得注意的是要求实验结果、目的以及结论的一致，实验的结果是通过实验得出的试验成果；探究性实验预测的结果或者结论，可能是一个预测结果，根据实验的实际情况预测出相关的结论。
四、总结
生物统计作为畜牧学科的核心课程一直是高校的讲授重点与难点。本文将结合笔者在讲授生物统计学课程中发现的一些现实问题,如:理论课与实操分割,学生的数理基础薄弱,课堂交流的缺乏等探讨生物统计学课程的教学改革方向。
关键词:
生物统计；教学改革
统计学可以分为数理统计和应用统计两大范畴。生物统计学就是应用统计学中的一个重要分支,同时也是生物信息分析和超级计算机平台上进行大数据分析的重要理论基础。随着国际大数据时代的到来,中国不论从政府,企业还是高等学府越来越重视统计学的相关课程。通过生物统计学课程的讲授,笔者发现了一些生物统计学课程讲授中一些值得探讨的问题。
1高校教学安排中通常将理论课的讲授和实践操作分割开来
举个例子来说,在高校的生物统计学课程通常是先进行基础理论的讲授,内容包括统计资料的整理,资料的描述统计,常用的概率分布,假设检验,方差分析,卡方检验,直线回归与相关分析,以及试验设计方法。所有的理论课程讲完以后,一般情况下就过去10个教学周了。之后是安排一整周的教学实习。教学实习的安排通常是一种统计学软件(如SAS)的操作,以SAS软件为例,主要教授如下内容:SAS软件的基本操作,SAS程序结构、程序的输入、修改调试和运行,常用生物统计方法的SAS程序(描述性统计、资料的正态性检验、t检验、方差分析、直线回归分析等)[1]。这里有几个小问题值得高等教育的工作者去思考。首先,学生的记忆能否再10周以后对于抽象的理论知识依旧清晰。在微机课程开始的时候,所学的知识已经是几周以前讲授的内容了,在教学中,我经常发现当我提出一个指令让学生输入的时候,一部分学生还可以马上跟上教师的节奏,另一部分学生在线面瞪着眼睛茫然不知所措。其次就是实践操作的部分内容和理论课程脱节。这样讲授的后果就是不论理论课程还是实践操作,学生学习结果都是半桶水,而生物统计学课程也成为同学们心目中的难点课程。
2涉及大量的抽象概念和公式,导致学生缺乏学习该课程的兴趣
生物统计学涉及大量抽象概念,例如:总体与样本,参数与统计量,准确性与精确性,随机误差与系统误差,小概率事件实际不可能原理等[2]。生物统计学涉及大量的数学知识。虽然我院的学生在开设生物统计学课程之前已经学习了部分高等数学的知识。但对于理工口的学生而言,农科口的学生对数学的掌握和运用程度仍然有所欠缺。而这些抽象的概念和公式导致了部分学生的恐惧心理。
3统计学课程的数理属性导致了课堂交流开放性的欠缺
和管理或文法课程不同的是,生物统计学课程中讲述例题的结果是在概率论的基础下做出的结论。比如说:当计算出的试验参数小于或超过试验阈值的时候,我们可以接受或否定预先建立的零假设,而否定或接受备择假设,从而对试验结果做出统计学上的判断[3]。而管理学课程往往可以是多元开放的结果。比如:请用S(strengths)W(weaknesses)O(opportunities)T(threats)分析法来讨论一家企业的优势,劣势,机会和威胁。同学在和教师的讨论过程中就可以根据自身的知识,经验和理解给出开放多元的答案。根据以上三点在生物统计学讲授课程中所发现的问题。我对生物统计学课程有如下思考:1)将理论课时和实践课时结合讲授。首选的方案是在机房里讲授统计学课程,2个标准学时的大课可以一堂课程讲授理论课程,一堂课讲授相关的微机操作。次选方案是在多媒体教室讲课时,老师用自己的笔记本电脑连接连接多媒体平台,切换理论和操作课程的讲授,每节课程结束后,下次课带学生进机房实操。2)对于数学基础相对薄弱学科的学生,在每节课的讲授之前先做一个简单的概念回顾,将本节课程所需要运用的数学知识进行一个几分钟的短时间review以消除学生对数学知识的恐惧心理。3)加强和学生的课堂沟通。尽管无法做到象文科类课程那样随心所欲的畅所欲言,课堂交流在生物统计学课程上仍然是必要的。一般而言,我会选择上一堂课结束前讲授过的习题和同学们进行沟通交流。温故而知新,对自己已经听过的课程同学们进行解答和回顾往往更有信心,也能更好的活跃课堂的气氛。
4总结
生物统计是一门农业口重要的核心课程,在生物统计的教学中,笔者发现了一些困扰现在高校教师和学生的问题,也提出一些教学改革的探讨,以期提高教学效率,改善教学效果。
参考文献
关键词 生物实验设计 答题方向
1 实验题目的拟定
一个实验题目中应该体现出该实验的性质是验证性实验还是探究性实验。所以验证性实验的题目应写成“验证……”;探究性实验应写成“探究……”。
探究性实验的题目中的格式一般为“探究自变量对因变量的影响”
【例1】在用生长素促进某植物枝条生根的实践过程中,发现枝条生根情况不一,分析其原因,认为可能与生长素的浓度有关。请据此拟定一个相关研究的课题,要求写出课题名称及相关研究中的观察指标和影响这一指标的因素。
解析:显然可以确定生长素的浓度为自变量,枝条生根情况为因变量。
答案:探究生长素浓度对该植物枝条生根的影响观察指标:生根数量(或长度)影响这一指标的因素:生长素浓度。
2 实验结论
实验结论是由实验结果推出自变量和因变量之间的关系
【例2】为了验证“植物主茎顶芽产生的生长素能够抑制侧芽生长”,某同学进行了以下实验:
①选取健壮、生长状态一致的幼小植株,分为甲、乙、丙、丁4组,甲组植株不做任何处理,其他三组植株均切除顶芽。然后乙组植株切口不做处理;丙组植株切口处放置不含生长素的琼脂块;丁组植株切口处放置含有适宜浓度生长素的琼脂块。
②将上述4组植株置于相同的适宜条件下培养。
回答下列问题:
(1)各组植株侧芽的预期生长情况分别为:甲组_____;乙组_____;丙组_____;丁组_____。
(2)比较甲组与乙组的预期结果,能够说明__________。
(3)比较乙组和丙组的预期结果,能够说明__________。
(4)比较丙组和丁组的预期结果,能够说明__________。
(5)顶芽产生的生长素抑制侧芽生长的原因是__________。
解析:如甲组和乙组之间的自变量是顶芽是否存在,因变量是侧芽是否受抑制,所以结论应该为顶芽可以抑制侧芽的生长。同理可以分析出乙组和丙组及丙组和丁组的结论。
答案:(1)生长受抑制 生长 生长 生长受抑制 (2)顶芽生长抑制侧芽的生长 (3)琼脂块对侧芽生长没有影响 (4)对侧芽生长起抑制作用的是生长素 (5)顶芽产生的生长素向下运输、在侧芽处积累较多,侧芽对生长素浓度比较敏感,使侧芽生长受到抑制
3 实验设计思路
实验设计思路是指实验设计的大致过程,通常包括如何控制自变量,怎样控制无关变量,怎样检测因变量等。在写实验设计思路时要“上看实验器具,下看实验步骤”。
值得提醒的是,有些实验思路中仅写3种变量的控制是不完善的,还要具体考虑题目的信息。总之,实验设计思路可以看成是实验步骤的浓缩。
4 实验假设
实验假设是指在探究性实验中对所要研究的问题提出的一种解释
例题:探究生长素是否具有延缓叶片衰老的作用。
实验假设就是:生长素具有延缓叶片衰老的作用(或生长素不具有延缓叶片衰老作用)。
5 实验原理
是整个实验的设计的依据,支持自己设计的实验结果出现的科学依据。也就是正因为该科学依据的存在才能导致设计的实验出现结果。
【例3】为了验证胰岛素具有降低血糖的作用,以小鼠活动状况为观察指标设计实验。
某同学的实验方案如下:
①将正常小鼠随机分成a、b两组,观察并记录其活动状况。
②a组小鼠注射适量胰岛素溶液,b组注射等量生理盐水。
一段时间后,a组小鼠会出现四肢无力,活动减少,甚至昏迷等低血糖症状,b组活动状况无变化。
③a组小鼠出现低血糖症状后,分别给a、b两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时间后,a组小鼠低血糖症状缓解,b组活动状况无变化。
该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用。
请回答:
(1)该实验原理是什么?
(2)分析小鼠注射胰岛素溶液后出现低血糖症状的原因。
(3)胰岛素在血糖平衡调节中的作用是什么?
6 结果分析
6.1 验证性实验的结果分析是指解释该实验结果出现的原因
【例4】为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗,请用所提供的实验材料与用具,在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上,继续完成实验步骤的设计和预测实验结果,并对你的预测结果进行分析。
实验材料与用具:烟草幼苗、试管两支、nahco3稀溶液(为光合作用提供原料)、真空泵、暗培养箱、日光灯(实验过程中光照和温度等条件适宜,空气中o2和co2在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计)。
实验步骤和预测实验结果:
(1)剪取两小块相同的烟草叶片,分别放入盛有等量蒸馏水和nahco3稀溶液的两支试管中。此时,叶片均浮在水面。
(2)用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后,敞开试管口,可观察到叶片均下沉到试管底部。
(3)______________。
分析预测结果:__________。
分析预测的结果:__________。
(1)光照下,nahco3稀溶液中的叶片进行光合作用,释放出来的氧气多于消耗的氧气,叶肉细胞间隙的氧气增加,叶片上浮。而蒸馏水中缺乏二氧化碳和氧气,叶片不能进行光合作用和呼吸作用,叶肉细胞间隙缺乏气体,因此叶片仍位于试管底部。
(2)黑暗中,nahco3稀溶液中的叶片呼吸作用,消耗了叶肉细胞间隙中的氧气,放出二氧化碳溶于nahco3稀溶液中,叶肉细胞间隙缺乏气体,叶片下沉。蒸馏水中缺乏氧气,叶片不能进行呼吸作用,叶肉细胞间隙仍缺乏气体,因此叶片仍位于试管底部。
6.2 探究性实验的结果分析是指若……则……进行多种情况的的讨论
那么作为一个探究性实验的多种结果的讨论究竟讨论几种情况才最合适,教师可以根据实验的假设情况进行讨论。有几种假设就可以预测出几种相应的结果和结论。
【例5】探究性实验的结果分析
下图是一种可以测定呼吸速率的密闭系统装置
(1)关闭活塞,在适宜温度下,30 min后读取有 色液滴向______(左佑)移动的距离
(2)为了使测得的数据更准确,必须进行矫正。矫正装置的容器和小瓶中应分别放入
(3)生活中发现,受到机械损伤的樱桃易烂。有人推测易烂与机械损伤引起樱桃呼吸速率升高有关。请结合测定呼吸速率实验装置,设计实验探究机械损伤对樱桃呼吸速率的影响。
①实验假设
②实验步骤_______。
第一步:按装置图中所示进行操作,30分钟后,记录有色液滴移动距离a。
第二步:__________。
第三步:_________。
④结果分析:__________。
解析:该实验的可能会出现的假设
①一定程度的机械损伤对樱桃的呼吸速率无影响
②一定程度的机械损伤对樱桃的呼吸速率有促进性影响
③一定程度的机械损伤对樱桃的呼吸速率有抑制性影响。
因为可以出现三种实验假设所以就会预测出三种相应的实验结果和结论,所以该实验的结果分析应该分析三种情况。
答案:
(i)左 (2)等量的消毒死的樱桃:等量的20%naoh 5 ml
(3)②机械损伤会引起樱桃的呼吸速率升高/机械损伤和樱桃的呼吸速率无关/机械损会使樱桃的呼吸速率降低。(书写任意一种情况)
③第二步:将装置中的樱桃进行机械损伤,放入该装置,30min后记录有色液滴的移动距离为b。
第三步:比较a,b的大小。
④结果及结论:如果a=b;则无影响。
如果a>b;则抑制。
如果a
8 写操作步骤
实验操作的表述从形式上看,应分步、分组。分组时要标号,同时注意单因子变量原则。分步原则上是三步:第一步实验准备(选材料分组编号),第二步实验进行(交代自变量是怎样控制的),第三步实验现象观察及记录(交代因变量是怎样测定的)。三步中要时刻交代清无关变量时怎样控制均衡的。
例:以下是验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关的实验步骤。
第一步:将上述大豆幼苗平均分成a、b两组,a组为对照组,b组为实验组,分别置于等量的完全培养液中培养。
关键词：高中生物 实验教学 能力
生物学是一门实验性科学。对高中学生来说，生物实验教学主要包括常见的仪器、器具、药品的使用能力，还有对实验程序的理解能力，对实验结果的分析能力，对实验中出现的异常情况的处理能力等。
一、激发学生的兴趣和好奇心
兴趣和好奇心是一个人有没有创新能力最基础的条件，一个人如果做什么事情都没有兴趣和好奇心，不太可能有创新和很大的成就。人对事业或事物有兴趣，一旦达到迷恋的程度，则更利于创新，高中生物教学中学生创新能力的培养亦如此。在实验教学中要通过老师的“导”，千方百计的激发学生对生物课和生物实验的兴趣和好奇心，这是培养学生兴趣的源泉。
1.在实验教学的引入上结合一些经典生物学实验、生物学发展史和著名生物学家奋斗的历程，以激发学生的兴趣。像光合作用的发现，生长素的发现等经典的实验，孟德尔植物杂交的实验以及他的生平，克里克和沃森发现DNA双螺旋结构的过程都是很好的实例。通过教师绘声绘色的讲述同学们大部分会热情高涨。
2.结合当今生物科学的新进展、新成果激发学生的兴趣和好奇心。如在做DNA的粗提取和鉴定实验前可以介绍当代基因工程在实践中的应用、发展以及取得的一些前沿成果；还原糖鉴定实验中可以加入糖尿的测定和糖尿病治疗上的一些前沿理论，激发学生兴趣和好奇心。课后他们大多会主动查阅相关资料深入了解。
3.巧妙设问，激发学生的兴趣。现代思维科学证明：思维活动是从提出问题开始的，创新学习应从学会质疑开始。在实验过程中提出一些问题，不要急着给结论，甚至是一些没有结论的问题，激发学生的兴趣和好奇心，让他们不断地去钻研、去探究。在进行“观察植物细胞有丝分裂实验”的教学时，设计以下问题：①为什么在根尖长到5cm时取材？取材的部位是什么？观察的部位是什么？②解离试剂是什么？解离有何作用？解离为什么要用质量分数为15%的盐酸和95%的酒精？其他浓度或其他药品行不行？等等这一类的问题，同学会带着问题去实验、去探究、去创新。
二、拓展教学，明确实验设计原理
著名教育学家布鲁姆认为决定教学效果有三个主要因素：认知的前提能力（基础知识）、情感的前提特性（参加学习的动机情感）、教学的质。它们对学习速度的影响分别是50%、25%、25%，虽然有了知识不等于就有了能力，但没有知识则不可能提高能力，由此可见基础知识的重要地位，因此实验设计之前必须深谙实验设计的原理。
1.挖掘教材中的实验设计理论知识在现行的教材中对生物学实验设计的基本原则和方法等内容没有专门的系统阐述，而是把它们隐含在教材的实验内容和生物学史的内容之中，这就要教师应善于发现并挖掘出教材中的隐含信息，帮助学生了解和掌握学实验设计的理论知识。
2.补充经典实验，优化实验设计理论知识分析教材中的实验，发现实验内容少且缺乏系统性的方法指导，这对于学生全面了解实验设计的理论知识是不够的。
三、强化实验设计训练
学生在明确了实验设计的基本原理后，只有通过必要的实验设计训练，才能真正掌握实验设计的方法，提高实验设计能力。
1.课本实验的重新设计树立实验设计的信心进行实验设计的初期，学生对实验设计方案的思路模糊，存在畏惧心理。此时教师可采取由浅入深、循序渐进的策略，帮助学生树立实验设计的自信心。课本实验是学生既熟悉又亲切的知识，教师在课本实验的复习中可灵活地改变实验的某个条件，让学生模仿课本实验的程序进行简单的实验设计，使学生从中获得成功感，增强对实验设计的兴趣；同时在“模仿”过程中训练学生实验设计的思维方式，使学生初步形成实验设计的正确思路，为实验设计实施的可行性奠定良好的心理基础。
2.典型习题的剖析――理顺实验设计的思路加强学生实验能力的培养，不但要重视分析和解释实验现象和结果，以及推导实验结论能力的培养，更应重视培养设计实验方案的能力。无论哪种类型的生物实验设计，其本质都是根据实验题目所提出的问题，运用已具备的生物知识或生物技能，有时甚至是根据实验题目所给出的信息或提示，构思出解决问题的方案，这有助于培养学生思维的发散性，综全知识和解决实际问题的能力。提高学生实验设计的能力，教师不但要让学生明确实验设计师的理论知识，更重要的是应让学生掌握学生实验设计的正确思路。
3.专题训练――深化实验设计的理解“实践出真知”，学习的目的在于应用，只有将知识应用于实践，才能加深对知识的理解和巩固，从而形成相应的技能。学生在明确了实验设计的基本原则和思路之后，一定数量的设计练习是必要的，它可培养学生综合处理信息的能力、逻辑思维能力以及语言文字的表达能力等，提高实验设计题的应答准确性。为了使学生更好地掌握实验设计的方法，提高运用知识解决问题的能力，可以按照实验设计题的类型采用专题训练的做法。
【关键词】生物学高考 实验教学 复习策略
【中图分类号】G424 【文献标识码】A 【文章编号】1006-5962（2013）03（b）-0179-01
由于生物学是一门以实验为基础的学科，其中的概念、原理和规律大多数是通过实验推导和论证的。因此，生物实验成为历年高考的重头戏，也就不足为奇。2009-2012年实验试题立足于教材，实验情境在教材中能找到原型，但又不是教材内容的简单重复，突出对教材内容的加工与提升，注重考查学生对所学知识的迁移能力及结果处理与分析、判断和推理能力。目前高中学生的实验能力距离高考要求仍有一定的差距。因此在高三教学中如何有效的实验复习已经成为高中生物学教师的重要任务之一。
1 重视课本实验。挖掘实验内容
近几年高考实际上为素质教育指明了方向，理综生物实验考查突出对教材内容的加工与提升，注重考查考生对所学知识的迁移能力。所以倡导生物教师要高度重视《考试说明》“生物知识内容表”所列的生物实验，挖掘教材实验素材，加强课本基本实验的变式教学，使学生真正理解课本中实验的原理和方法。
1.1挖掘教材中隐藏的实验内容，培养学生科学思维能力
生物学教材中的不少内容是通过实验来介绍生物学知识的，如细胞膜的流动镶嵌模型的探究、酶的发现、光合作用的研究、DNA半保留复制的证据等等。这些实验内容，可以通过对教材的处理，进行深度挖掘，发展学生的实验分析能力和实验思想，培养学生的科学思维能力。
例如，在DNA半保留复制的证据教学过程中，不是立即呈现科学家的实验结论，而是由学生讨论DAN复制有几种可能，学生讨论出两种DNA复制的方式，半保留复制和全保留复制。再由学生讨论如何设计实验来探究DAN的复制方式。在本节课的教学实践中我没有给学生直接呈现科学家们的思维过程和实验方法，而是给学生留出充分的思考想象时间，让他们的思维随前人一起参于到探索过程中，从而使他们更深切地体会到科学家们富有创意的思维过程和巧妙的工作方法，并从中感悟探索的艰辛和乐趣。在探索过程中同时要帮助学生从中总结生物学研究的一些规律性的方法。
1.2验证性实验变式为探究性实验，培养学生浓厚的兴趣
美国当代认知心理学家布鲁纳主要成就之一就是反对视人为知觉、概念的获得、推理等方面的消极感受体。所以生物学实验教学应对课本实验适当加以拓展，将验证性实验变式为探究性实验，发挥实验探究性，以便于学生掌握和发现科学的新概念，培养科学探究能力。
例如，“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”可改成“探究植物细胞的吸水和失水”。教师为学生准备分析材料（白菜、蔗糖溶液、蒸馏水等），引导学生大胆提出探究的问题，小组讨论后确定有价值的探究问题，从而小组共同制定实验方案。
在这个实验中所用的溶液是0.3g/mL的蔗糖溶液。针对这个实验，我们还可以提出蔗糖溶液的浓度为什么是0.3g/mL呢？能否用其它浓度的蔗糖溶液代替呢？这个问题，萌发了我们进一步探究质壁分离和复原最佳浓度选取的想法。教师还可以提出“能否用其它浓度的蔗糖溶液代替0.3g/mL的蔗糖溶液？”等一系列问题。
从案例中我们发现，探究性实验教学使学生成为知识的探索者，而不是消极的接受者，充分体现了学生是学习的主体，同时有利于开发学生的智力和培养实验、观察、思维能力。
1.3精选个案实验，培养学生应用实验理论设计实验的能力
通过选择课本中典型的实验，使学生掌握一些基本的生物学实验理论知识，例如关于变量的控制、实验设计的基本方法与步骤、科学探究的一般步骤等等，帮助学生形成科学的实验思想，从而提高高考中的实验解题能力。如在“酶的催化效率”实验教学中，指导学生对实验原理、操作步骤的分析，使学生形成科学、严谨的实验设计思想。通过比较实验组和对照组在实验过程中的重要作用，学会运用实验设计对照原则――设立对照组；通过实验内容的分析，使学生掌握实验设计单因子变量原则――设立单一变量。从而使学生了解实验设计的基本方法和步骤，以逐步提高学生的实验设计能力。
2 掌握实验设计思路和原则，以不变应万变
加强中学生实验能力培养，既要重视分析推导能力，也要重视实验设计能力。实验设计具有综合性、灵活性和创造性。它一般要求考生根据给定的问题和条件设计实验方案，选择使用材料用具，预测分析实验结果。学生只有在掌握了实验设计思路和原则的基础上应用，才能以不变应万变，立于不败之地。
