生物学实验设计的相关理论和方法-生物教学总结～

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1、生物学实验设计的相关理论和方法-生物教学总结〜宋建陵广东省广州市六中（510300）It;?xml:namespaceprefix=ons=，，urn:schemas-microsoft-com:office:office，，/>“创新是一个民族的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力”，指导学生进行生物学实验设计，是生物学教学中培养学生创新能力的一条有效途径。本文结合具体事例谈谈如何指导学生设计生物学实验。1生物学实验设计的含义在进行生物学实验前，实验者根据一定的目的和要求，运用生物学的知识和原理，对实验过程中的材料、方法、步骤等全部方案的制定。2生物学实验设

2、计的类型根据课题要求，实验设计分为全部过程的设计和部分过程的设计两种类型。根据题目所给条件，又可分为开放型实验设计和限制型实验设计。如：“设计一个实验，验证ATP是生物直接的能源物质”属于开放型、全部过程的实验设计。近年来，广东省及上海市的高考生物学试题中的实验题则属于限制型、部分过程的实验设计。3设计生物学实验应遵循的原则3.1科学性原则实验目的明确，实验原理正确，实验材料和方法选择恰当，实验步骤安排合理，实验设计的思路符合生物学基本知识和基本原理。3.2简便性原则实验材料容易获得，实验装置比较简化，实验药品比较便宜，实验操作比较简单，实验步骤比较简短

3、，实验现象比较明显。3.3严谨性原则要使设计的实验方案具有严谨性，必须要做到：有效控制实验变量、设立对照实验，合理安排实验步骤、正确书写设计方案等。3.3.1控制实验变量遵循“单因子变量原则”，即控制其他因素不变，而只改变其中某一因素，观察其对实验结果的影响。例如：现提供编号为A、B、C的三支试管、淀粉、碘液以及将温度控制在37°C、0°C、100°C的3只水浴锅。请根据以上材料和条件，写出实验步骤3及其以后的实验步骤，以证明温度对酶的催化活性的影响。实验步骤：步骤1：制备5ml淀粉溶液并冷却至常温。步骤2：收取唾液若干。步骤3：写出实验结果本实验所设定

4、的3个温度37°C、0°C、100°C就是实验因子，随着温度条件的变化，唾液淀粉酶水解淀粉的反应也发生变化，这就是反应因子。在实验步骤的设计上应根据所给出的3个不同温度、3支试管，设计为3组实验（其中0°C、100°C组为对照实验），并对3组实验要在预先37°C、0°C、100°C条件下做实验处理。同时要设计相应的表格，用于观察记录不同温度条件下的变化和结果。（“实验步骤”及“实验结果”略）生物学实验设计的相关理论和方法-生物教学总结3.3.2设置对照实验遵循“消除无关因子原则”。对照是实验控制的手段之一，通过设置对照实验，可消除无关因子对结果的影响，增

5、加实验结果的可信度和说服力。按形式和内容不同，对照可以分为以下几种类型：--一空白对照和条件对照空白对照是指不做任何处理的对象组。条件对照是指给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的。例如：设计甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育的实验：将15条同时孵化的同种蝌蚪（体长均为15）,随机分为3组（每组5条），在相同水质、饲料、温度条件下饲养。A组加入甲状腺激素，B组加入甲状腺抑制剂，C组不加任何药物。在饲养和实验的10-12天中，按时用标尺测量并观察蝌蚪的生长变化情况。在这个实验设计中，A组为实验组，B、C为对照组，其中，B组为条件对照，C组为空白对照

6、。通过条件对照、空白对照的设置，更能充分说明实验因子一一甲状腺激素能促进蝌蚪的发育。-相互对照和自身对照相互对照是指不另设对照组,而是几个实验组相互比较。自身对照也是不另设对照组，实验与对照在同一对象上进行。例如：设计一个实验方案,证明：N、P、K是水稻生长发育必需的矿质元素。从实验的准确性、严谨性的角度来考虑，本实验应该设立相互对照：分别配置完全培养液、缺N、P、K（其余成分与完全培养液相同）的培养液；在4组培养液中分别栽培4株同样的水稻，在相同的条件下培养一段时间后，观察水稻生长发育的情况。通过与完全培养液中水稻生长发育状况的比较，说明这3种元素对水

7、稻生长的必要性。要使实验更严谨，还可以设计自身对照：在表现缺乏症的水稻培养液中分别加入所缺乏的元素，观察其缺乏症是否会消失或得到改善。3.3.3书写实验方案除了将实验方案包括的内容完整地、准确地书写出来以外，还要注意语言表达的形象化和直观性，尽量用简图（表）、曲线、流程图（线）来表示实验的步骤和结果。4实验设计的内容一个完整的实验设计方案一般包括以下内容4.1实验题目要求设计的实验课题。4.2原理假设源于已知的生物学基本原理或对未知现象的一种假定性解释。4.3器材选择选择所需的实验材料、药品、试剂、用具等。4.4实验步骤包括实验的顺序、实验现象的观察记录

8、、实验数据的收集整理等。4.5结果预测预测实验的结果，如果实验结果与假设相符，则