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摘 要：实验设计是要求学生在审题,弄清实验性质、目的,分析原理,明确实验变量,分析、选择材料用具的基础上设计步骤,预测实验结论等.也是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,是否具有迁移知识的能力.

关 键 词 ：生物实验 设计题 设计与解答 方法

中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2014）09-0086-02

高中生物《考试大纲》和《考试说明》中明确要求考生要具备验证简单生物学事实的能力,对一些生物学问题进行初步探究的能力.实验设计题注重对学生实验能力的考查,这类试题思维量大,信息和情境新颖,设问角度多样,综合性强,能力要求高,能较好地反映学生对基础知识和基本技能的掌握情况,能发挥学生的创新意识,体现学生的思维水平.因此,笔者就如何指导学生设计与解答实验设计题的方法归纳如下：

一、认真审题,弄清实验的性质和目的

解题先要认真审题,抓住关键的有效信息点,弄清该实验的性质是验证性还是探究性实验,其次要明确该实验的目的是什么?

二、分析原理,回顾实验设计的原则

实验原理是设计性实验的基础,只有明确实验的原理,才能掌握实验的关键,进而进行实验的设计.实验原理一方面可来源于题干,另一方面也可来源于书中的知识,即可通过阅读题干或联想书中知识来获取原理.

三、明确实验变量,确定平衡无关变量的方法

变量是指实验中由实验者所操纵的因素或条件,据其在实验中的作用,可分为实验变量与反应变量、无关变量与干扰变量两类.

1.实验变量与反应变量

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,也称因变量,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“探究温度对酶活性的实验”中,所给定的低温、适温、高温就是实验变量,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.

2.无关变量与干扰变量

无关变量,是指实验中除实验变量（即自变量）以外的影响实验结果的因素或条件.也称控制变量. 通常最有效、最简便的方法是设计对照实验来对其进行控制.如空白对照、条件对照、自身对照、相互对照等,干扰变量,指实验中由于无关变量而引起的变化和结果.显然,干扰变量会对实验变量（即自变量）有干扰作用.例如,上述实验中实验变量（低温、适温、高温）以外,试管的洁净程度、唾液的新鲜程度、可溶性淀粉的纯度、试剂溶液的剂量、实验操作程度、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、高温三组实验是等同、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条件不等同,不均衡,不稳定,则会在实验结果中产生干扰变量,对实验结果产生干扰,造成误差.

四、分析、选择实验材料用具,设计实验步骤

1.若题中已提供实验材料和用具

可认真分析题中所提供的器材在实验中的作用?如何使用?是否必须用到?通常题中给出的实验材料和试剂一般应充分利用,不能随意增加.如题中说明了从所提供的器材中选取所需的进行实验,就要准确地选取用具和材料.其实这也相当于隐含条件,只要你分析判断准确,就不会有所遗漏.若让学生自行确定实验材料和用具,这就需要根据实验步骤与要求等,联系相关的生物学原理,迁移运用教材相关实验中的实验用具,选择好器材才能准确地设计好实验.

2.设计实验步骤

不同的生物实验,其步骤不一,但大多数常规实验可按照下列步骤进行设计.

2.1第一步：选取材料,分组编号

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即就是选取题干提供的实验材料用具,对实验对象进行平均分组并编号,注意相应的无关变量要保持一致.

2.2第二步：施加实验变量,平衡无关变量

对实验组与对照组进行不同处理,即对实验组要施加实验变量.

2.3第三步：认真观察,如实记录现象和数据

细心观察实验现象,如实记录数据.科学描述结果.

五、预测实验结果与结论

实验结果是由实验变量而引起的变化,实验结论是根据实验结果作出的一种推论.预测实验结果与结论又可分为两种情况来分析：

1.若为验证性实验 验证性实验是设计一个实验来验证、检测实验结果能否达到实验原理所描述的结论的一类实验.这类实验在实验前其实验结果是已知的,实验过程在于努力获取预期的结论,重在结果的获得,因而验证性实验的实验结果是唯一的,即实验原理所描述的结果,预期实验结果时的表述方式为“A组等”,“B组等”.

2.若为探究性实验 探究性实验是指在假设前提下,获取支持假说或推翻假说的一类实验.这类实验在实验前并不知道实验结果,实验过程在于努力探索实验结论.因而探究性实验的实验结果与结论是未知的,实验前需对实验结果进行预测,并分析出现该结果的原因,预测实验结果不唯一,大多有三种可能：变量促进结果,变量抑制结果,变量与结果无关.预期实验结果时的表述方式为“若等,则说明等

六、例题赏析

某科研单位研制出一种新型药物X,据说对某种肿瘤有较好的疗效,请你设计一个实验加以验证并简要写出实验步骤和结论.

答案：（1）在无菌条件下,将适宜的动物细胞培养液均分为两等份,注入两个洁净的试管中并分别编号为1号、2号.1号试管加入少量的X药物,2号试管加入等量的蒸馏水.

（2）将等量且少量的动物肿瘤细胞分别移入1号、2号试管中,在适宜的条件下培养.

（3）培养一段时间后,分别从1号、2号试管中取一滴培养液制成装片,观察肿瘤细胞的生长情况.结果加X药物的1号试管中肿瘤细胞数目少,增长慢.

若此实验为探究性实验,实验步骤一样,只是结果和结论要进行讨论：若1号试管中的肿瘤细胞数目比2号试管少,则说明X药物对肿瘤细胞有较好的疗效.

若1号试管中的肿瘤细胞数