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1、2009届福建漳州三中高三一轮复习中实验设计题的应试对策和技巧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
2、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
3、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
4、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
5、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10d12d中，按时用标尺测量并观
6、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
7、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。 4. 平行重复原则 控制某种因素的变化幅度，在同样的条件下重复实验，观察其对实验结果影响的程度。 例：有人设计了下列实验，试图证明“生长素（IAA）在植物体内的运输，主要是从植物体形态学上端（顶端）向下端（基端）运输，而不能倒转过来运输（如生长素只能从胚芽鞘的上端向下端运输）”。 一、材料、用具：胚芽鞘、琼脂、刀片等。 二、方法、步骤与结果： （一）取
8、一块含适宜浓度IAA的琼脂块及一块空白的琼脂块； （二）取一段胚芽鞘中间部分，上面放含IAA的琼脂块，下面放空白琼脂块； （三）一段时间后，取步骤（二）下面的琼脂块的一部分放在去尖的胚芽鞘一侧。一段时间后，观察到胚芽鞘弯曲生长。 三、结论：以上实验说明了“生长素（IAA）在植物体内的运输，主要是从植物体形上端（顶端）向下端（基端）运输，而不能倒转过来运输”。 请指出该实验步骤不严密的地方并加以补充。 解析：证明“生长素”（IAA）在植物体内的运输，主要是从形态学上端向下端运输，而不能倒转过来运输。仅用实验步骤（1）、（2）、（3）不足以论证以上结论。 必须补充：步骤（4）另取一段胚芽鞘中间部分
9、倒放，上面放含IAA的琼脂块，下面放空白琼脂块（b）；步骤（5）过一段时间后，取琼脂块（b）的一部分放在去尖的胚芽鞘一侧，过一段时间后，观察胚芽鞘不弯曲。有步骤（4）、（5）两步的平行重复实验作对照，才能平衡和抵消无关因子对实验的干扰，才能严密论证以上结论。 5. 随机性原则 实验设计中的随机性原则，是指被研究的样本是从总体中任意抽取的。这样做的意义在于：一可以消除或减少系统误差，使显著性测验有意义；二平衡各种条件，避免实验结果中的偏差。三、设计和完成实验的技巧 1. 实验材料、药品和器材的选择要依据题目中给出的，而且尽量都要用上。 2. 对照组的设置应合理、灵活和简洁，让人一目了然。 3.
10、应精心设计实验结果的表达和处理，以便于交流，既可用文字描述，也可以用表格和绘图形式表达。 例1. 探究酸碱度对酵母菌酒精发酵酶促反应速度的影响。 （一）实验材料和用具：烧杯，注射器8支，带有橡皮塞的去空气的试管4支，干酵母粉，蔗糖，配制好的pH分别为5、6、7、8的缓冲液。 （二）实验步骤和结果 第一步：用开水配制10%蔗糖溶液100mL，冷却到室温（26）后，加入4克干酵母粉，10min后依次完成第二步、第三步，观察并记录。 实验记录：产生2mL气体（以针筒推柄上升的mL数为产气量），所需要的时间如下表： （1）完成实验步骤：_。 （2）实验结论：_。 （3）问题： 实验过程中为什么要等到蔗
11、糖溶液冷却后再加入干酵母粉？ 为什么要用注射器吸取溶液注入试管内？ 解析：依照前述实验环节，可知： 1. 明确实验目的：此实验的目的是探究pH对酵母菌酒精发酵酶促反应速度的影响。 2. 找准理论依据：酵母菌酒精发酵可使蔗糖逐步分解放出。酶促反应速度随pH变化而变化。 3. 设计实验方案：依据实验目的，作出“酵母菌酒精发酵酶促反应速度受pH影响，pH为7时酶促反应速度最快”的理论假设。本实验要求通过不同pH条件下酵母菌酶促反应产生等量的气体所需时间长短来推断pH对酶促反应速度的影响。在第一步进行实验准备的基础上，根据实验设计原则，进行下述实验： 第二步（准备对比实验）：取4支带有橡皮塞的抽去空气
12、的试管，分别编号A、B、C、D（或1、2、3、4）； 第三步（设置酶促反应的pH不同的环境）：分别用4支注射器吸取不同pH的缓冲液各2mL，分别注入4支试管内； 第四步（对比实验）：再分别用4支注射器吸取含有酵母粉的蔗糖溶液各2mL，同时分别注入上述4支试管内，并开始计时； 第五步（观察记录）：观察并记录每支试管上的注射器针筒推柄上升2mL所需时间。 4. 得出实验结论：酵母菌酒精发酵酶促反应速度受pH影响，pH为7时，酶促反应最快。 5. 思考问题：根据单一变量原则，研究pH对酶促反应速度的影响时，应调整其他条件（如温度）保证实验结论的顺利得出。所以为了防止酶遇高温变性失活，应等蔗糖冷却至常温时才加干酵母。为避免空气进入试管，尽量使试管保持无氧状态，而采用注射器向试管中添加缓冲液和酵母蔗糖溶液。同时，在本试验中操作迅速，计时准确也是获得最佳实验结论的保证。用心 爱心 专心
