如何做生物实验设计题

如何做生物实验设计题

所谓实验设计，就是要求学生根据实验原理，选择实验材料、实验器具，安排实验步骤，设计数据处理的方法及分析实验的现象。

实验设计的题型很多，常见的主要有：填空型实验、改错型实验、验证型实验、探究型实验等。这也是高考考察的一个方向。

实验设计方案内容

1.实验课题：即研究的内容，包括实验名称和目的。明确实验要解决什么问题。

2.实验原理：即理论依据。

3.假设：即对可见现象提出一种可检测的解释但未经证实的论题。假设分为两步：第一步提出假设，即依据发现的事实材料和已知的科学原理，通过思维．提出初步假设。第二步作出预期（或推断），即依据提出的假设，推理得出假定性结论。

4.设计实验步骤，必须遵循实验设计的原则。

5.观察和数据的收集：即定时、定期观察实验过程发生的现象和结果，采集数据并如实记录。

6.分析与结论：对实验中收集到的现象、结果、数据进行整理归纳，有的可以处理成图表等形式。最后通过分析，得出结论。如结果符合顶期，则假设成立，作出肯定结论；如结果不符合预期，则作出否定结论。

1、明确题目要求把握实验目的和实验原理

解题首先要明确题意，只有明确题意才能方向明确，少走弯路。看清题意是要求设计实验方案、步骤还是分析实验结果。

明确实验到底要解决什么问题， 即需要验证或探究的生物学事实，要用到生物学上什么原理。它是实验科学性的保证。在掌握实验目的 、原理的基础上确定实验材料和实验手段 。

2、找准变量，确定实验变量

生命活动往往是错综复杂的，影响某一个生命活动的产生和变化的因素也很多。我们把影响某一实验过程或结果的因素或条件就叫做变量。可根据研究的情况分为以下几种：

A、实验变量与反应变量

实验变量（又称自变量）是指实验中要研究和控制的因素和条件。反应变量（又称因变量）是指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。实验目的在于获得和解释这种前因后果。如萨克斯的实验中，一半遮光和一半曝光是实验变量，没有生成淀粉和生成淀粉就是反应变量。

自变量的基本条件必须是可以操作的，因变量必须是可以观察或测量的。

B、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起干扰作用。

在实验中，除实验变量外，无关变量的控制对不同分组实验都应是等同、均衡、稳定的，以防止因无关变量不同而导致反应变量不同，可避免反应变量的差异是由无关变量引起的可能性，便于清晰地研究反应变量与实验变量之间的关系。

3、遵循实验设计的基本原则

（1）、控制单一变量原则

生命活动往往是错综复杂的，影响某一个生命活动的产生和变化的因素也很多。为了弄清变化的原因和规律，当研究多个因素之间的关系时，先控制住其它几个因素不变，集中研究其中一个因素变化所产生的影响。

它有两层意思：一是确保”单一变量”的实验观测，即不论一个实验有几个实验变量，都应做到一个实验变量对应一个反应变量；二是控制其他因素不变，只改变其中某一变量，观察其对

实验结果的影响。整个实验过程中除了欲处理的实验因素外，其他实验条件要求做到前后一致。有时须对所做的实验进行足够次数重复，在实验设计中要充分考虑这一点。

（2）、设立对照原则

为了排除无关因素的干扰，常要设立对照实验。实验对照原则是设计和实施实验的准则之一。通过设置实验对照组的对比,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：一般是接受实验变量处理的对象组。对照组：亦称控制组,对实验假设而言,一般是不接受实验变量处理的对象组，指除所控因素（实验变量）外其它条件（无关变量）与被对照实验完全相等的实验。

（3）常用的对照方法

空白对照：指不做任何实验处理的对象组。空白对照能明白地对比衬托出实验组的变化和结果，增强说服力。如溶液培养法的完全培养液和缺素培养液。

自身对照：指实验组与对照组在同一对象上进行，不另设对照组。如“观察植物细胞的质壁分离和复原”的实验中，质壁分离或复原的细胞和开始时的细胞为同一对象。又如萨克斯的实验，对同一个叶片进行一半遮光一半曝光的处理。

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，即这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。如“比较过氧化氢酶和铁离子催化效率”实验。

相互对照：指不另设对照组，而是几个实验组相互对照。温度对淀粉酶活性的影响”的实验中，低温（冰快）、适温（37℃）、高温（沸水浴）就是几个实验组。

例： 在”温度对淀粉酶活性的影响”的实验中，所给定的低温（冰快）、适温（37℃）、高温（沸水浴）就是实验变量。由于低温、适温、高温的条件变化，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。该实验一要解释温度变化（实验变量）与酶的活性（反应变量）的因果关系。二要确保变量唯一。即实验操作中要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。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，实验操作程序，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。

4、严格设置对照组和实验组

实验中的无关变量很多，必须严格控制，要平衡和消除无关变量对实验结果的影响，设计对照实验是消除无关变量影响的有效方法。由于同一种实验结果可能是多种不同的实验因素所引起，因此如果没有严格的对照实验，即使出现了某种预想的实验结果，也很难保证该实验结果是由某因素所引起的，这样就使得所设计的实验缺乏应有的说服力。由于实验组和对照组只有一个条件（实验变量）的差异，因此实验结果的不同一定是由唯一的这个条件差异引起的。可见只有设置对照实验，才能有效地排除其它因素干扰结果的可能性，才能使设计显得比较严密。

严格设置对照组的方法：

对照实验设置关键之一就在于如何尽量去保证“其它条件的完全相等并且保持适宜状态”。具体来说有如下四个方面：

①所用生物材料要相同。即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同。

②所用实验器具要相同。即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小型号要完全一样。

③所用实验试剂要相同。即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其要注意体积上等量的问题。

④所用处理方法要相同。如：保温或冷却：光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验来说，看起来似乎是毫无意义的，但最好还是要作同样的处理。

对照实验设置关键之二是对实验变量的控制。一般可采用“有”与“无”、“多”与“少”、“浓度、pH、数量或位置的变化、前后顺序”的方法。

5、准确地预测实验结果并得出结论

实验设计的最后在结果预测上要全面，准确。能预测可能出现的结果及其原因，能得出科学的实验结论。

（1）结果和结论的区别：实验结果就是观察到直观的现象或数据，是一种实际上的事实情况。而结论是根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、推理等处理，归纳出一般概括性判断，是一种理论。

（2）实验结果的观察方法：根据实验原理和实验条件确定观察和测量的指标及方法，观察方法和指标要直观，易观察，要明显的说明结果的不同。观察指标的类型：1观察特异颜色变化、沉淀反应。2观察形态结构、生理特征变化。3测量生长发育速度。4测量生化反应速度。如比较FeCl3和H2O2酶的催化效率时，以气泡的多少、卫生香的燃烧程度为观察指标。再如萨克斯的实验就以碘液处理来看是否生成淀粉。

（3）探究性实验(结果不能确定的实验)的预测应尽可能考虑各种情况，一般需作正、反、中间三方面的预测；验证性实验(结果可确定的实验)，如课本上已学知识的验证实验的预测，应预测最可能的结果。

6、实验步骤设计的模式

（1）取材分组处理：根据实验要求和材料，以随机、均量、适量将材料分为若干组，一般分为实验组和对照组，有时实验组还要再分几组，并给每组编号，如甲乙、一二或AB等。

（2）施加一定条件：根据实验的目的和要求，只改变一种条件即实验变量，其他条件一定相同。

（3）培养一段时间：对于生物上的生理性实验必须经一段时间才能显出结果。要在同一条件下培养。

（4）观察现象结果：仔细观察实验组与对照组的差异要求记录的要全面，准确。注意观察指标的设计。

7、简明地组织语言文字

①分组时要“编号”，试管（或烧杯，水槽等）要加以编号，如A、B或甲、乙等等，这样可使叙说更简洁。

②叙说中尽量要用规范的实验术语，不能用含糊的口语，实验处理时用“适量” “等量”等词。又如：“盖玻片”不能说是“薄的玻璃片”；“等量的”不宜说成“一样多的”；“振荡”不宜说成“晃动”“摇动”等等。常用的表达词汇：适宜、适应、适量、等、相同、等量、各、分别、显著差异等。

③用“适宜条件” “培养一段时间”进行观察(或测量) 。加碘后，“不变蓝”不等于“无色”或“没有颜色变化”；另外“不变”也不能说成“无现象”。在验证甲状腺激素对促进幼小动物发育的作用时，不能把“发育”说成“生长”。

基本方针

生物是正确了解身体，学习人和环境（植物，动物，自然界）之间关系的科目。 不要盲目记忆，跟生活中的经验联系起来理解。

运用方案

1．仔细了解课本内容，理解和记忆基本概念。

1）根据每单元的学习目标，联系各个概念进行学习。

2）不要只记忆核心事项，要一步一步进行深入的学习。

3）要正确把握课本上的图像、表格、相片所表示的意思。

2．把所学的内容跟实际生活联系起来理解。

3．把日常用语和科学用语互做比较，确实理解整理后再记忆。

4．把内容用图或表格表述后，再进行整理和理解。

5．实验整理以后跟概念联系起来理解。

（把握实验目的，把结果跟自己的想法做比较，找出差距，并分析差距产生的原因）

* 正确了解显微镜的结构和使用方法，直接观察了解各生物的特征。

* 养成写实验观察日记的习惯。

6．以学习资料的解释部分和习题集的整理部分为中心进行记忆。

7．根据内容用不同方法记忆。

1）把所学的内容联系起来整理进行记忆。

* 把想起来的主题不管顺序先随便记下来。

* 把中心主题写在中间位置。

* 按照知识间的相互关系用线或图连接起来完成地图。

2）利用对自己有特别意义或特殊意思的词进行记忆。

3）同时使用眼睛、手和嘴、耳朵记忆。

8．不懂的题必须解决。

（先给自己提问，把握自己具体不懂哪部分后再请教其他人。）

9．通过解题确认所学内容。

1）整理做错的题，下次考试前重点复习。

2）不太明白的题查课本和学习资料弄清楚。

3）以基本题---中等难度题----难题的顺序做题，理解内容。

其他

1．时间比较宽松的时候，如假期可先从自己感兴趣的部分开始重点学习。（相联系的部分也能培养兴趣）

2．平时利用百科全书查找不懂的事项。

怎么学生物

我把我的体会告诉你，我绝不说官话。

首先不管你是自己看书学还是听老师讲（有能力可以不听老师讲课，但老师讲别的要听，重

要，不是叫你别听，有些特殊情况的，就可以适当自己学教材），反正你必须把每课的东西弄懂，每个书上的细节都要的。

然后要买本参考书，要选选，太烂的没什么用，比如教材完全解读，成功计划等我用的不错，但每本教材都有一些不足，有时间就把学校发的和生物有关的书（不是指教材）看看，能补足参考书不够到位的，我们那里是发的目标和能力培养这两本书。

接下来就是做题，生物题还好，因为不用太担心做原题，做原题也非常快，没关系，但不可意去选原题，如果碰到要写很多文字的原题就不要了。做题可以帮你发现哪里的细节没注意，高中生物细节很重要，有时是要命的。不做题是很难发现的，不信的话，以后就有体会。

然后比如交上去给老师改，不对的注意听老师上课讲，对的可以不听，自己去提高不足的，但不是说只要你的答案对了就可以，有些题答案对了，但只要有点地方有疑惑都要听，可以问老师或同学。或者自己做完了，对答案，我一般是这样的，对答案很有效，也可以提高自己的解决能力，看到答案还不能恍然大悟的话，就记下它，下次听老师讲。

然后就是巩固，如果你平时做到把每课的东西的细节都看了，关键是用心了，思考了，生物不是那些傻叉说的只要记，那一般平时是可以不用可意去背的，背的人都是学不出色的人，也不学的人，才说生物没意思，只要记。

如果平时没有做到，那就要话时间去巩固。

考试时要巩固下，对考试常常有立杆见影的效果。

这都是我的体会。我可以和你说说我的情况，我初中的成绩再别人看来超牛比，高中开始我没适应，后来我就决定竞赛，不高考了，但同学是认为我平时成绩不怎样，我到后来根本没学其他课，所以我的总分可怜啊，他们一定以为我学习不行，但高2开始学生物了，我第1，考的是年级第7，全班第1，生物成绩一直不错。

做题时多联想课本上的知识，因为生物实际应用的很多，但都不超出学习范围。只要多联系，做题会又快又准。再就多总结。应该多做题。

书本是基础

题目是提高

勤奋是路径

书一定要看而且要精读，接着要做一定量且有代表性的习题，遇到不会的题要回头看书上相关的内容，且莫就题论题，再难的题目原则上是不会超纲的，与实际联系的题往往是高起点低落点，即课本上是可以找到答案的。

下面向同学们介绍一下生物学的学习方法。

一、掌握基本知识要点，“先记忆，后理解”

同学习其它理科一样，生物学的知识也要在理解的基础上进行记忆，但是，高中阶段的生物学还有着与其它理科不一样的特点。对于大家学习了许多年的数学、物理、化学来说，这些学科的一些基本思维要素同学们已经一清二楚，比如：数学中的未知数 X 和加减乘除运算，化学中的原子、电子以及物理中的力、光等等。而对于生物学来说，同学们要思考的对象既思维元素却是陌生的细胞、组织各种有机物和无机物以及他们之间奇特的逻辑关系。因此同学们只有在记住了这些名词、术语之后才有可能生物学的逻辑规律，既所谓“先记忆，后理解”。

二、弄清知识内在联系，“瞻前顾后。”

在记住了基本的名词、术语和概念之后，同学们就要把主要精力放在学习生物学规律上来了。这时大家要着重理解生物体各种结构、群体之间的联系（因为生物个体或群体都是内部相互联系，相互统一的整体），也就是注意知识体系中纵向和横向两个方面的线索。如：关于DNA，我们会分别在“绪论”、“组成生物体的化合物”和“生物的遗传和变异”这三个地方学到，但教材中在三个地方的论述各有侧重，同学们要前后联系起来思考，既所谓“瞻前顾后”。在比如：在学习细胞的结构时，我们会学习许多细胞器，那么这些细胞器的结构和功能有何异同呢？这需要大家做一下比较才能知道，既所谓“左顾右盼”。

三、深刻理解重点知识，读书做到“六个W ”

对于一些重点和难点知识，大家要深刻理解。如何才能深刻理解呢？大家读书时要时时思考

“六个W ”，这六个W分别是： Who（谁或什么结构）、What（发生了什么变化或有什么）、How（怎样发生的）、When（什么时间或什么顺序）、Where（在什么场所或结构中发生的）、Why（为什么会发生这样的变化）。大家在思考中经常将这六个W连起来思考肯定会有不小的收获。

除了上述三点以外，同学们还要坚持在学习中不断探索适合于自己的学习方法。我相信用辛勤的汗水和科学的方法一定可以换回优异的生物学习成绩！