逍遥学能 2015-03-22 11:31
实验设计题已成为当前高考的热点题型，这种题取材一般出自书外，属于探究性、开放性设计结果分析题，能给学生以更大的思维扩展空间，能较好地考查学生的分析能力、信息处理能力、开拓创新能力、知识迁移能力及语言组织表达能力。但对于考生来说，这类试题具有难度大、开放性高、得分率低等特点。因此，为了适应此类高考题目，在高考复习中掌握答题方法和技巧就显得尤为重要。
一、设计和完成实验的基本方法
1. 明确实验题目要求
解题首先要明确题意，这样可以少走弯路。明确题意就是要弄清是设计实验方案、步骤还是分析实验结果。
2. 明确实验目的和原理
明确实验到底要解决什么问题，要用到生物学上的什么原理。
3. 确定实验思路
即根据实验原理，对实验作出假设，对可能产生的现象作出预测，并充分利用实验材料确定实验思路。
4. 设计实验步骤
根据题目给定的器材及提出的实验目的，设计或补全实验步骤。这类题目体现了高考试题理论联系实际的原则和学以致用的趋向。因此，教学中要强化实验，着力培养学生“根据实验试题的要求和有关原理设计出简单实验方法”的能力，以及“通过分析和综合、比较和论证，选择解决问题的最佳方案的评价能力”。
根据实验目的、原理和思路，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。要思考题中所给出的实验材料和试剂分别起什么作用，怎样运用。要注意以下两点：一是题中给出的实验试剂和材料一般应充分利用；二是除非题目条件允许，否则不能自己随意加实验试剂和材料。由于实验设计是一种开放性试题，可能存在多种实验步骤，但一般应遵循以下几个要求：简便性、可行性、安全性和精确性。
5. 预期实验结果
由于是设计和完成实验，实验结果是根据实验目的和原理推理出来的，而不像操作实验能看到实验结果，所以预期实验结果就显得尤为重要。只有预期实验结果正确，才能得出正确的实验结论，有的试题也可以根据题干中给出的实验结论来确定预期的实验结果。
二、设计和完成实验的原则
实验设计通常有以下几种出题形式：探究性实验设计、实验过程改错、开放性实验设计。不管是哪一种出题形式，设计实验应遵循的一般原则是：
1. 可操作性原则
实验材料、药品和器材可以较方便地获得；实验步骤具体，不是凭空设想；实验现象如颜色变化、沉淀的产生以及动植物体生理上的可见变化等能够明显观察和记录到，可量化的应尽量量化。
2. 单因子变量原则
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。单因子变量原则有两层含义：一是确保“单因子变量”的实验观察，即不论一个实验有几个实验因子，都应做到一个实验因子对应观察一个反应因子。二是确保“单因子变量”的操作规范，即实验中尽可能避免无关因子及额外因子的干扰。
3. 设立对照原则
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，增加实验结果的可信度和说服力。对照按形式和内容不同，可分为以下几种类型：
（1）空白对照
空白对照是指不做任何实验处理的对象组或不给对照组以任何处理因素。值得注意的是，不给对照组任何处理因素是相对实验组而言的，实际上对照组还是要做一定的处理，只是不加实验组的处理因素。
（2）条件对照
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。
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<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />15mm），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。在实验的10d～12d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组为对照组，B组为条件对照，C组为空白对照。通过条件对照、空白对照的设置，更能充分说明实验因子��甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育。
（3）相互对照
相互对照是指不另设对照组，而是几个实验组相互对照。
（4）自身对照
自身对照是指不另设对照组，实验组与对照组在同一对象上进行。
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。
本实验可以用不同的对照方法，但从实验的准确性、严密性的角度来考虑，最好是设计相互对照。即：分别配制完全培养液，缺N、P、K（其余成分同完全培养液）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3种元素对水稻生长的必要性。要使实验更严密，还可以再设计自身对照，即在表现缺乏病的水稻培养液中分别加入所缺乏的元素，看其缺乏症是否会消失或得到改善。
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