高中生物实验题中的理论及解题探讨

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1、高中生物实验题中的理论及解题探讨摘要：高考中实验题分值所占的比例大，但有关的实验理论在教材中是隐含的。实验设计能力的训练，实验理论的介绍是非常必须的。本文介绍了有关的实验理论，并在此基础上进行了实验题解题思路的探讨。关键词：实验设计、自变量、无关变量、对照组2003年全国统一考试说明中明确提到考查学生五个方面的能力，其中有设计和完成实验的能力，具体提出：独立完成实验的能力；能根据要求灵活运用已学过的自然科学理论、实验方法和仪器，设计简单的实验方案并处理相关的实验问题。从2000年到2004年的全国高考理综试题来看，实验题作为考察学生的能力，这是每年必出的，所占分值较多，但实验的有关

2、理论在教材中是隐含的，并没有系统地讲授，学生很容易失分，所以训练学生这方面的能力时，非常有必要让学生掌握一定的实验理论。高中生物所涉及的实验类型有观察实验、验证实验、探究实验等。实验题有分析实验现象、得出实验结论，评介实验方案，设计实验等。首先介绍实验的有关实验理论，再进行实验题的解题探讨。一、一、            实验理论1、自变量、反应变量和无关变量自变量（实验变量），指实验中由实验者所操纵、给定的因素或条件。反应变量，指实验中由于自变量而引起的变化和结果。通常，自变量是原因，反应变量是结果，二者具有因果关系，实验的目的在于从因果关系中获得科学的结论。无关变量并不是与实验

3、结果无关，而是指除了自变量外影响实验效果的变量，只是这些变量并不是本实验所要探究、关心的自变量。要考察自变量所产生的效果，就要对无关变量进行控制。例如在“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”实验中，自变量是淀粉酶所催化的对象不同，反应变量是有无还原性糖产生，从而证明酶具有专一性。除了自变量外，试管的洁净程度、蔗糖的纯度、试剂的剂量、温度、反应时间等都是无关变量，控制不当会影响实验结果的准确性和真实性。2、无关变量的控制方法（1）消除法：排除或隔离无关变量对实验效果的影响。例如在验证“生长素能促进果实发育”实验中，有一组要求无生长素，需开花前，用纸袋将雌花套住，隔离外来花粉的干扰。（2

4、）恒定法：在整个实验中，尽量使所有的实验条件、实验处理、实验对象等都恒定不变。例如在“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”实验中，始终将试管处于恒温水浴中，以消除温度无关变量对实验的影响。（3）平衡法：设立对照组，除自变量以外，无关变量对实验组、对照组的影响都是均等的。从而可不计无关变量的影响，得到实验变量的效果。3、对照组的设立方法常用设对照组的方法来消除无关变量。按对照的内容和形式上的不同，通常有（1）空白对照：对照组不做任何实验处理。例如在“根对矿质离子的交换吸附”实验中，实验组为氯化钙溶液，对照组为蒸馏水，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

5、身对照：指实验组与对照组在同一对象上进行，即不另设对照。如“植物细胞质壁分离和复原”实验中，实验对象始终都是同一块表皮细胞。（3）条件对照：给对照组以某种处理，但这种处理不是实验假设所给的自变量。例如“甲状腺激素能促进生长发育”实验中，甲组饲喂甲状腺激素作为实验组，乙组饲喂甲状腺抑制剂作为条件对照组，丙组不做处理作为空白对照组，这样既有条件对照又有空白对照，更能充分证明甲状腺激素有促进生长发育的功能。（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“验证根的生长方向与重力方向一致”实验中，无重力的条件不易提供，只有在有重力的状态下，让根摆放成不同的方向，几组对比说明根

6、的生长方向与重力方向一致。4、实验设计的四个原则（1）对照性原则：（2）随机性原则：是指被研究的样本是从总体中任意抽取的。这样做的意义在于：一是可以消除或减少系统误差，使显著性测验有意义；二是平衡各种条件，避免实验结果中的偏差。（3）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。（4）单因子变量原则：即控制其他因素不变，只改变其中某一变量，观察

7、其对实验结果的影响。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外，其他实验条件要求做到前后一致。二、解题探讨1、实验题的发展方向：从对实验现象和结果的分析、解释向实验设计的方向发展；从验证性实验的考查向探索性实验方向发展；从常规实验的考查向研究性课题方向发展。2、实验设计题的解题思路（1）一般从以下几个方面入手：①了解题目要求；②明确实验目的；③分析实验原理；④确定实验思路；⑤设计实验步骤；⑥预期结果和得出结论。（2）例题分析：例1：（2003年天津理综卷第27题）将青蛙脑破