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1、普陀新王牌 专题二 实验设计与分析专题【学法导航】实验设计及探究历来是高考的重点和热点。从近年的实验题在高考中的题型变化看，新颖、灵活、考能力、拉距离的往往非实验题莫属，而且它在高考中占有相当大的比重。从近几年高考实验题题型变化来看，借助实验方法创设新情境，越来越侧重于考查学生的实验思维能力，主要考查学生理解实验原理的情况、分析实验结果的能力和灵活运用实验知识的能力，考察不同情境下迁移知识的能力。复习建议如下：1. 从典型例题入手，分析实验中的要素和基本原则，结合平时做题中常见的错例，及常见的实验操作中的中的易错点，改正错误思路，力争突破。2. 要能从所学的实验中提炼、归纳可以应用到生活的知识
2、，如建立模型进行研究的方法等，并能迁移到新的情境中，运用其解决问题。从而逐渐提高自己的综合分析能力，归纳总结能力等方面的能力。【专题要点】1.1.实验设计题型分类实验设计题型分类实验题按能力要求可划分为四大题型：（1）实验分析题型根据提供的实验方案，分析其中的步骤、现象、结果，作出解答；（2）实验方案的纠错或完善题型对实验方案中的错误或不完善处，进行改正、补充，使实验方案趋于完善；（3）实验设计题型（验证性实验；探究性实验）根据题目提供的条件，自行设计实验方案；（4）实验有关的综合类题型以实验为背景，主要涉及代谢、遗传和生态相关知识。2.“2.“假设假设” “预期预期” “结果结果”与与“结论
3、结论”的区别的区别(1）假设：“假设”也称假说或猜测，是指用来说明某种现象但未经证实的论题，也是对所提出的问题作出的参考答案，即依据发现的事实材料或科学原理，通过创造性思维，提出初步假定。如“孟德尔分离现象解释验证”的测交实验中，提出的假说是：“FI（Dd）产生配子时，因等位基因分离，使得 FI产生含基因 D 和基因 d 的两种配子，且其数目相等。”再如“观察植物细胞质壁分离和复原”实验中，提出的假说应为：当细胞外溶液浓度细胞液浓度细胞失水当细胞外溶液浓度细胞液浓度细胞吸水（2）预期：“预期”是在实验设计方案确定以后，实验正式实施之前，根据假说和原理，对实验可能出现的结果的判断，是依据提出的假
4、说进行推理，得出假定性结果或推论，即“假如假设成立，则应有何种结果” ，如“孟德尔分离现象验证实验，假如假说成立则有测交的后代应出现 Dd 与 dd 为 1：1 的结果，即高茎与矮茎数量比应为 1：1” ，而“观察植物细胞质壁分离与复原实验”中，假若假设成立，则应有处于高浓度（30）蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞因不断失水质壁分离，而处于清水中的已分离细胞因细胞吸水质壁分离复原（3）结果：结果应为实验实际出现的情况，如“孟德尔分离现象解释实验”中出现的结果为“得到的 64 株后代中，30 株高茎，34 株矮茎，两种性状分离比为 1：1”而“质壁分离复原实验”中处于 30蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞果真发
5、生了质壁分离，而处于清水中的已分离细胞果真发生了复原现象。（4）结论：结论的得出须依据实验结果，即若出现的结果与预期结果一致则得出与先前的假说一致的结论或“假说成立” ，若实验出现的结果与预期结果不符，则得出的结论应为“假说不成立” 。由此可知， “假设”应对应“结论” ， “预期”应对应“结果” ，在实验讨论时应注意描述的科学性即“如果出现何种结果，则应有何种结论” ，例如用检测呼吸装置的红色液滴检测酵母菌呼吸类型时，应为若液滴向左移动则推出什么结论，若液滴向右移动则推出什么结论，而不能描述为“若为有氧呼吸，则液滴向哪移动” ，再如在验证淀粉，碘液能否通过半透膜时应描述为“若袋内外液体均变蓝
6、（结果或现象） ，则淀粉、碘液均能通过半透膜。”而不能描述为“若淀粉、碘液均能通过，则袋内外液体均变蓝” 。3.3. 实验设计遵循的原则实验设计遵循的原则科学性原则、单因子变量原则和等量原则、对照组原则、平行科学性原则、单因子变量原则和等量原则、对照组原则、平行重复性原则重复性原则（1）科学性原则 是指实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和手段的选择要恰当，整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学基本知识和基本原理以及其他学科的基本原则。（2）单因子变量原则和等量原则单因子变量原则是指控制其他因素不变，只改变其中某一因素，观察其对实验结果的影响，不论一个实验有几个实验变量,都应做到一个
7、实验变量对应观测一个反应变量，确保“单一变量”的操作规范,即实验实施中要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。等量原则则指实验组与对照组所加试剂应该是等量的。（3）对照组原则 通过对照可消除无关因子对结果的影响，增加实验的可信度。在实验过程中要设立实验组和对照组。实验组：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,是不接受实验变量处理的对象组。至于哪个作为实验组,哪个作为对照组,一般是随机决定的。这样,从理论上说,由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的、被平衡了的,故实验组与对照组两者之差异,则可认定为是来自实验变量的效果,这样的实验结果是可信的。按对照的内容和形式上的不
8、同,通常有以下对照类型:空白对照空白对照指不做任何实验处理的对象组。例如在“生物组织中可溶性糖的鉴定”的实验中,假如用两个试管，向甲试管溶液加入试剂,而乙试管溶液不加试剂,一起进行沸水浴,比较它们的变化。这样,甲为实验组,乙为对照组,且乙为典型的空白对照。空白对照能明白地对比和衬托出实验组的变化和结果,增加了说服力。自身对照自身对照指实验与对照在同一对象上进行,即不另设对照。如“植物细胞质壁分离和复原”实验,则是典型的自身对照。自身对照,方法简便,关键是要看清楚实验处理前后现象变化的差异,实验处理前的对象状况为对照组,实验处理后的对象变化则为实验组。条件对照条件对照指虽给对象施以某种实验处理,
9、但这种处理作为对照意义的,或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的，或不是所要研究的处理因素。例如,“动物激素饲喂小动物”实验,其实验设计方案是:甲组:饲喂甲状腺激素(实验组);乙组:饲喂甲状腺抑制剂(条件对照组);丙组:不饲喂药剂(空白对照组)。显然,乙组为条件对照。该实验既设置了条件对照,又设置了空白对照,通过比较、对照,更能充分说明实验变量-甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育。相互对照相互对照指不另设对照组,而是几个实验组相互对比对照。如“植物激素与向光性向重力性实验”和“温度对唾液淀粉酶活性的影响的实验”中,所采用的都是相互对照,较好地平衡和抵消了无关变量的影响,使实验结果具有说服
10、力。（4）平行可重复性原则 是指所设计的实验在相同条件下可以重复多次进行。任何实验都必须有足够的实验次数，才能得出正确可靠的结论，设计的所以不能只能进行一次，在无法重复的情况下，把只那进行一次的实验结果作为正式结论是不符合原则的。4.4. 验证性实验的基本内容验证性实验的基本内容（1）实验题目（2）实验原理 即完成实验所用的理论依据（3）目的要求 通过实验要解决的问题（4）材料用具 （5）方法步骤 为加强说服力，有时往往对实验要设立“实验组”和“对照组” 。设计对照实验时切记：只有遵循“单一变量”原则，这样才有对照价值。补充实验步骤时，对每一步有必要先打腹稿然后下笔，并要编号清楚（如（1）（2
11、），表达清晰。（6）实验结果（预测实验现象）验证性实验由于有明确的实验目的，预测的结果是科学的、合理的、惟一的。有实验（题目）中需要记录实验结果，这就要搞清楚记录什么？如何记录？用文字描述：表格的设计： .首先要读懂题目要求在表格“工作区”记录的内容。 （题目中有明确的要求） .其次要明确表格的第一列写什么？第一行写什么？注意在第一列或第一行中肯定要写组别，即实验组和对照组（相互对照中组数可能更多） 。 .再绘制表格（切记：表格“工作区”是预留给所设计的实验中记录到的数据，而不是要学生造出数据来填入其中。因此只要设计完成一张空白表格即可。设计表格时，要先在草稿纸上画出表格轮廓，再写入答题纸中。
12、 ） .表格设计好后，切勿忘记给表格添上题注（即表格名称） 。坐标图的设计：要理清横轴的含义？纵轴的含义？纵横轴的单位？曲线的走势？关键点？分析实验结果：用书本理论分析实验结果。（7）实验结论 联系实验目的得出结论。结论是合理的、科学的、肯定的。不少结论是在实验要验证的内容中寻找。注意：注意：验证性实验中，实验目的、实验（或预测）结果和实验结论三者是一致的。结果是指通过实验所观察到的实验现象或通过实验直接得到的“成果” 。验证性实验中，由于要验证的结论是肯定的，因此无实验假设。在验证实验中，如果实验记录作为题目条件已出现，那么就可得到肯定的实验结论。5. 探究性实验的基本内容探究性实验的基本内
13、容（1）实验课题 如试题需要学生写出实验课题，那对课题的文字描述大多渗透在题干的字里行间，仔细阅读便可领会。实验课题的格式有：“研究研究” 、“实验实验” 、 “的影响的影响”（2）实验原理 完成实验所应用到的理论依据。有的是书本学到的理论知识，有的在题目中作为条件出现。（3）实验目的 大多是写做了该实验后要解决的问题。（4）材料用具 包括实验材料、仪器、试剂等，有时省略。大多数试题是作为条件提供给学生。（5）实验假设 指用来说明某种现象但未经证实的论题，也就是对所提出问题所作出的参考答案。如果要学生写出来，请参阅实验课题的名称，但要比实验课题的名称在文字上写得更具体一些。（6）实验步骤的设计
14、（即实验设计方案或曰实验设计思路）主要包括：实验设计思想器材药品实验步骤（要体现单一变量对照原则） 。故要设立“实验组”和“对照组” 。设对照组时，只需明确写出单一变量内容，其余条件（无关变量，如培养条件等）用“其他条件与（甲）对照组相同”即可。观察记录（图表、曲线等。表格的设计要求同验证性实验）（7）实验预测及分析 探究性实验是对本不知道，现在需要知道的实验现象或结果进行探究。即使我们能用掌握的理论知识作出科学的、唯一的预测，但由于我们是作理论上的实验设计，因此实验预测应该是开放性的，即要写出所有可能出现的实验现象或结果。探究性实验不象验证性实验能得出一个肯定的结论，往往有几种预测结果，相应
15、的就有几种可能的结论。实验设计题的内容虽然较多，但在实际考试中由于种种原因，如试题考查内容、试卷长度等，内容往往是不完整的，主要选取其中部分内容对学生进行考查。6. 验证性实验和探究性实验有关内容的比较验证性实验和探究性实验有关内容的比较目的步骤假设预测结果结论验证性实验验证无结果惟一解题前已知有惟一肯定的结论探究性实验探究相同有结果多种解题前后都未知几种预测就有几种结论7. 实验设计题的应试技巧实验设计题的应试技巧 （1 1）明确实验目的）明确实验目的 弄清该题要验证或探究的是什么样的生物学事实。一般在题干中有“验证” 、 “证明” 、 “探究” ，其后内容就是实验的目的。 例题例题 为了验证甲状腺激素的生理作用，试以大白鼠的耗氧量和活动量为观察指标，根据给出的实验材料和用具，设计实验步骤，预测实验结果，并作出分析。(1)材料和用具：日龄相同体重相近的雄性成年大白鼠两组，甲状腺激素溶液，蒸馏水，灌胃器，耗氧量测定装置，小动物活动测定仪等。对照组：实验组： 无关变量实验变量反应变量科学结论分析对照操纵实验变量控制无关变量检测反应变量如上例中的甲状腺激素和蒸馏水除实验变量外，实验组和对照组的其他处理都相同观察实验结果(实验提示：给药途径为每日灌胃，给药剂量和仪器操作不作考试要求，室温恒定。)(2)方法与步骤：_。(3)结果预测与分析：_
