生物学实验设计题解题方法与例析 文章来源:生物学教学
从2001~2004年高考来看,实验设计题已成为生物学高考实验题的重点。高考生物科考试大纲能力要求中明确指出:学生应具备验证简单生物学事实的能力,并能对实验现象和结果进行解释和分析:能对一些生物学问题进行初步的探究性研究,并能制订研究方案。这说明,实验设计题仍旧是高考命题的热点。如何才能够做好实验设计题,下面笔者谈谈自己的看法。 一、实验设计的原则 高考中的实验题一般都是以经典实验、教材知识点或者新技术为命题背景,具有较强的科学性。从做题的角度出发,学生应该特别注意以下两种实验设计的原则: 1.对照原则
(3)自身对照,指对照组和实 (4)自身对照,指对照组和实验组都在同一研究对象上进行,例如鸡的阉割实验——阉割处理前鸡的状况作为对照组,阉割处理后的鸡作为实验组。 2.单一变量原则 二、实验设计的内容与答题方法 1.实验设计的内容 2.答题方法 (2)实验假设 根据题设要求,确定变量X,在实验中要注意控制变量,一般只确定一个变量,即唯一一个对实验结果有影响的变量。在此基础上提出理论假设,它常常可描述为:“当条件X存在时,事件P能发生;当条件X改变时,事件P不能发生或发生的程度会改变。”如根据“细菌的培养基中,偶然生出青霉菌,在其周围没有细菌生长”这个现象可以提出假设:青霉素产生可阻止细菌生长和繁殖的物质。注意这里使用“阻止”而不是“影响”二字,说明假设中应该具体阐述有何种“影响”。 (3)预期结果 首先要注意实验是验证性还是探究性。如果是验证性,那么结果的预测应该是与实验的假设相一致的;如果是探究性的,那么就需要对实验的结果进行讨论,对于讨论要充分考虑到各种情况的可能性,大致可以有以下三种情况:①因变量与自变量正相关;②因变量与自变量负相关;③因变量与自变量无关。 (4)实验方法 要抓住以下几个关键点:①进行对照组的准备;②对照组的设置(注意单一变量原则);③对照组的使用;④对照组控制条件的观察。 例:研究性学习课题小组同学发现了某种细菌(R)的周围其他细菌的生长繁殖受到抑制。他们把R细菌接种到专门的培养基上进行培养。一段时间后,他们除去R细菌,用该培养基再培养其他细菌,结果其他细菌仍然不能在这个培养基上生长和繁殖。于是课题小组的同学就假设了“造成R细菌周围其他细菌不能生长和繁殖的最可能原因是:R细菌产生了不利于其他细菌生存的物质”。 问题:参照上述题目中所给出的有关材料,请设计一个实验对该课题小组同学的假设进行验证。按照上面的四个步骤我们很容易可以得到答案:第一步:取两个培养皿,标记甲乙,按相同营养成分配制两个培养基;第二步:在甲培养基上接种R细菌,培养一段时间后,除去细菌;乙培养基上不接种R细菌,作为对照;第三步:在这两个培养基上分别接种相同的其他细菌;第四步:在相同条件下,让甲乙两个培养基上的细菌生长繁殖;第五步:对实验现象进行观察、记录和分析。 这里需要注意以下几点:①在文字表述上要有技巧。如表述的语言要精炼、应尽量使用题目中出现过的比较规范的表述、在使用器皿时用标记号(甲烧杯、A试管、1号培养血……)来辅助,像上题中的“甲乙两个培养基”,这样在表达时一方面清晰明了,另一方面可以节省篇幅、节省时间。②要注意实验对照组的设立,排除干扰因素。③实验设计题的解答要注意条理性。即要用代号明确标出实验步骤,如例题中的实验步骤序号“第一步、第二步……”,如果没有明确的实验步骤,整个实验设计就会显得杂乱无章,没有条理。 (5)观察和搜集数据:一般包括三部分内容:①确定观察和记录的时间;②设计观察和记录内容;③确定记录方式。常用的记录方式是:文字描述、表格描述、画坐标图,其中后两种记录方式在近年的上海高考卷中出现。 对于此类记录方式的考查,我们可以指导学生通过“二维设计”来解决,即一维自变量,一维因变量。用坐标图描述一般横坐标为自变量,纵坐标为因变量;而表格描述为了设计方便往往是横向为因变量,纵向为自变量,例如2002年上海高考卷“不同浓度香烟浸出液对水蚤的影响”一题,其记录表格可以表示为:
(6)分析与结论:包括三个方面内容:①正确处理实验数据,数据资料要用数学计算及统计、图解(坐标曲线图、椎形图表格等)等方法加以判断、推理和分析。②深入分析实验结果:叙述实验结果及假设是否成立(预期结果得到实现,假设成立;预期结果没有出现,假设不成立),并对结果加以说明、解释或评价;对预期以外的结果做出恰当的分析和说明。③获得结论:通过对现象的分析,概括出规律性的结论或问题。 三、典型例题分析 (1)可以采取的测定指标是__、__等。 |
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