生物实验设计专题

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1、生物实验设计专题实验设计是生物实验中的一种类型，它能较全面的考查学生的实验知识和基本技能，分析问题和解决问题的能力以及创造能力，因而在高考中相对稳定。I、实验设计的背景资料:科学的本质特点是探索真理和发现真理。因此，其最有生命力的价值是“发现”，是不断指向未来与未知的过程，所以，实验是科学的基础。美国科学家科南曾经将一般科学方法归结为六个步骤：1.根据经验或现象的观察提出或确定问题，树立研究目标。2.观察并记录有关的数据、资料。3.根据观察数据提出解释性假说，以解释观察到的现象。4.根据假说进行推演，构造理论体系，同时提出判决实验方案。5.用实际

2、的实验对假说进行检验。6.根据实验所得结果，接受、修改或放弃假说。这样的一种以归纳为核心内容的方法，作为科学方法的一般程序，是得到公认的。这种方法适用于一切科学研究过程。要进行实验，首先必须对研究对象所表现出来的现象提出某种可能的解释。也就是提出某种设想或假说，然后设计实验来验证这个设想或假说。由此可见，在科学的研究方法中，实验起着重要的作用。它不仅意味着某种精确地操作，而且是一种思考的方式。II实验理论实验是科学研究过程中的一个重要环节，是在人为控制条件下，研究对象的变化，以其结果论证科学结论的一种科学方法。由于研究问题的性质不同，科学研究的方

3、法也有差异，但通常可分为以下几步：观察提出问题假说实验结论(一)观察观察是科学研究方法的第一步，这里的观察，是在处于自然常态条件下进行。对事物进行观察时必须周详，并记录下来，尤为重要的是要操持客观的态度，人们常希望看他们想要看或应该看到的现象，因此而影响观察结果，产生偏差，这就要真实的记录，不能虚假。(二)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行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，因此，进行研究时，不仅要提出问题，而且要提出确切的问题。此外对问题的叙述，也要清楚和正确，如“染色体的运动是否由

4、于纺锤丝的牵引？”(三)假说科学方法的第三步是假说。假说也称假设或猜想，指用来说明某种现象而末经证实的论题，也就是对所提出的问题所作出的参考答案。假说一般分为两个步骤：第一步，提出假说，即依据发现的事实材料或已知的科学原理，通过创造性思维，提出初步的假定；第二步，作出预期推断，即依据提出的假说，进行推理，得出假定性的结论。例如“动物激素饲养小动物的实验”，其假说是“甲状腺激素对动物的生长发育有影响”；其预期结果是：“用适量的甲状腺激素饲喂蝌蚪，在短期内将快速地发育成一只小的青蛙”，实验证实预期的推断正确。(四)实验实验就是验证假说和解决问题的最终

5、途径，指在人为控制的条件下研究事物的变化的一种方法，是科学方法的最大特色，也是科学方法中最困难的一步。在科学实验过程中，应掌握和贯彻以下几点：1、实验设计的基本原则1.1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基本知识和基本原理以及其它学科领域的基本原则。生物学实验中，一种生命现象的发生往往有其复杂的前因后果，从不同角度全面地分析问题就是科学性的基本原则。如绿色植物新陈代谢中的物质代谢有各种细胞的参与，有各种物质在不同方面的变化。分析问题、设计实

6、验的全面性和科学性体现了逻辑思维的严密性。1.2可行性原则：在实验设计时，从原理、实验实施到实验结果的产生，都实际可行。1.3简便性原则：实验设计时，要考虑到实验材料要容易获得，实验装置简单，实验药品较便宜，实验操作较简便，实验步骤较少，实验时间较短。1.4可重复性原则：重复、对照、随机是保证实验结果准确的三大原则。任何实验都必须有足够的实验次数才能判断结果的可靠性，设计实验只能进行一次而无法重复就得出“正式结论”是草率的。1.5单一变量原则不论一个实验有几个实验变量，都应确定一个实验变量对应观测一个反应变量，这就是单一变量原则，它是处理实验中的

7、复杂关系的准则之一。例如：我们在做“植物的向性运动”有重力与单侧光两个实验变量，必须要有各自实验和变化结果，常见的错误就是在有光的条件下进行重力实验变量，影响了实验结果的准确性。例如:在验证温度对酶活性的影响的实验中，就必须控制pH值、底物量和酶量的相等，只改变单一变量——温度，观察不同温度下酶活性的差异。遵循单一变原则，既便于对实验结果进行科学的分析，又增强实验结果的可信度和说服力。①实验变量与反应变量。实验变量(也称自变量)是实验中由实验者操纵的因素或条件，而反应变量(也称因变量)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

8、的目的就在于获得和解释前因与后果。例如：关于“温度对酶活性的影响”的实验中，“低温(冰块)、适温(37℃)、高温(沸水)就是实验变量，而