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【中图分类号】G633.91【文献标识码】B 【文章编号】1001-4128(2010)12-0106-02
生物学是一门以实验为基础的学科,很多生物学事实必须通过实验来加以验证,所以,实验在生物的学习中是一种必备的手段。就高中生物来讲,主要是利用对照的思路设计实验。现就有关高中生物实验的一些个人拙见总结如下:
高中生物实验的设计一般有以下几个主要的方面,实验的题目、实验的原理、实验的材料与用具、实验的过程、实验的结果和结论,现进行详细说明。
1 实验题目
从多年的高考题中看,并没有直接涉及实验题目的问题,而往往是直接给出题目或给一大段描述,并明确让你干什么。这时我们首先要做的是归纳实验的题目并认真地研读它,因为读懂题目是解一道实验题的关键,他不仅明确了实验的目的,而且还可以从中提炼到很多有用的信息,包括实验的性质(主要包括验证性和探究性两大类)、自变量、因变量,甚至能够找出实验的原理。比如在“验证温度对唾液淀粉酶活性的影响”中,我们可以知道,这是一个验证性实验,其自变量为温度,因变量为唾液淀粉酶的活性。又如“探究乙烯利浓度对黄瓜开雌花数量的影响”中,我们可以知道,这是一个探究性实验,其自变量为乙烯利浓度,因变量为黄瓜开雌花数量。所以实验的题目一般可归纳为“探究或验证自变量与因变量的关系”、“探究或验证自变量对因变量的影响”等等。
2 实验原理
在高考实验题中,有时会让考生填写实验原理,正如之前所说实验原理也可以从题目中提取。因为题目中已经明确了自变量和因变量,并且是自变量引起了因变量,所以第一个原理就是自变量引起因变量的原理;第二个原理则是说明因变量变化的原理。如在“验证温度对唾液淀粉酶活性的影响”的实验中,实验原理可写为:(1)唾液淀粉酶在37℃时活性最强,低于或高于37℃时,酶活性下降,(2)唾液淀粉酶催化淀粉分解。当酶活性下降或失活时,淀粉分解不彻底,加碘液会变蓝;否则为深棕色,故可根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
3 实验材料与用具
如果已经给出了实验材料,则要认真分析,往往会为你准确写出实验过程起到提示的作用,同时也要注意在写实验过程时要用所给的材料以及用具。如果未给出并且要你补充,那先不要急着填写,等你完成实验过程后,再回头来写,那样你就不会漏填。
4 实验过程
实验过程是经常出现在考题中的,那么如何准确的写出实验过程呢?我总结为实验过程四步曲,分别为:
第一步:准备实验材料,并分组编号;
第二步:设置对照实验,分为对照组和实验组;
第三步:在相同且适宜的条件下,处理一段时间;
第四步:用一定的办法获取实验结果。
在写第一步时,要注意选取的实验材料,能够满足该实验的要求,并且保证各材料之间的相同性。往往会用到“取等量的”、“取健康的,生长状况相同的”、“取长势相同的”等字眼,避免实验过程中无关变量对实验的影响;第二步时要注意,一组对照实验中,一般实验组的处理是加入或减去自变量,对照组通常是相对处理少的,即没有自变量的。至于哪个做实验组,哪个做对照组,一般是随即决定的。常用的对照类型有以下几种:a、空白对照:对照组不做任何处理;b、自身对照:实验组与对照组在同一对象上进行,不另设对照实验,如“观察植物细胞的质壁分离与复原”的实验,实验处理前后的对象状况分别为对照组和实验组;c、条件对照:给实验组某种处理,给对照组另一条件的处理。如“动物激素饲喂小动物”的实验中,1号:饲喂甲状腺激素(实验组),2号:饲喂甲状腺激素抑制剂(条件对照组),3号:对蝌蚪不做任何处理(空白对照);d、相互对照:指不另设对照组,而是利用几个实验组相互对照,如达尔文利用金丝雀虉草研究光照对胚芽鞘生长的影响时,如下图所示,2与1对照可证明感光
部位是胚芽鞘尖端,3也可以与1对照,4也可以与1对照,也可以与3对照。
在设计过程中需要注意单一变量的原则,平行重复性原则,科学性原则,可行性与简便性原则。此外还会用到“适量的”、“一定浓度的”、“相同的”、“等量的”等字眼。第三步中,“在相同且适宜的条件下”是不变的,因为不管什么实验,它都得遵循对照实验的单一变量原则,并且其他条件相同且适宜,只是“处理”二字得根据具体情况具体对待,植物一般就是“培养”,动物就改成“饲养”等;第四步是最麻烦的一步,因为很多的实验结果并没有直接显现出来,往往要通过一定的办法,有实验法,观察法,测量法等,而后还要进行统计和记录。
如“验证温度对唾液淀粉酶活性的影响”的实验过程可写为:
第一步、将3℅淀粉溶液各2ml分别注入标有A、B、C的试管中,将等量且适量的唾液淀粉酶液分别注入标有a、b、c的试管中;
第二步、将A与a,B与b,C与c分别放入盛有0℃、37℃、60℃水的大烧杯中,保温一段时间后,将a、b、c分别加入A、B、C中混合,摇匀;
第三步、在各自温度下,其它条件相同且适宜,保温一段时间;
第四步、分别向A、B、C三管中加入等量且适量的碘液,摇匀,观察各试管中颜色的变化。
如“验证甲状腺激素的生理作用”的实验过程可写为:
第一步、将日龄相同、体重相近的雄性成年大白鼠随机地,均分为两组,分别标号为甲组与乙组;
第二步、给甲组每日饲喂一定量含甲状腺激素的饲料,给乙组每日饲喂等量的不含甲状腺激素的饲料;
第三步、在相同且适宜的条件下,饲养一段时间;
第四步、分别测量与记录甲、乙两组鼠的耗氧量和活动量。
5 实验结果与结论
实验结果是一个实验得出的实验现象,而结论是通过分析结果得出的肯定性语句,是与实验的题目相呼应的。就高考实验题而言,不可能让你做实验,所以得根据所学的知识推出实验结果和结论。如前面所说,实验主要有两种,对于验证性实验,由于其验证的是生物学的事实,结论是肯定的,所以结果也就是唯一的。
如“验证温度对唾液淀粉酶活性的影响”的实验结果为: B试管中为深棕色,A和C试管中为颜色变蓝;实验的结论则是温度对唾液淀粉酶的活性有影响,37℃时酶的活性最强,温度偏低或偏高,都会使酶的活性下降。
对于探究性实验,因为其探究的内容往往是未知的,故其有很多种可能性,即有很多种结论和结果,对于这种情况,直接写出实验的结果是不容易的,所以,这时我们先来分析实验的结论,即各种可能性,而后再根据每一个实验结论反推出对应的实验结果。如“探究微生物的细胞呼吸方式”中,结论和結果有多种可能:1、结论为只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸与产生乳酸的无氧呼吸,则结果为密闭装置中没有气体的变化;2、结论为只进行产生酒精与二氧化碳的无氧呼吸,则结果为密闭装置中气体增多;3、结论为同时进行有氧呼吸与产生酒精和二氧化碳的无氧呼吸,则结果为密闭装置中气体刚开始没有变化,而后开始增多。
但是偶尔也会出现探究的内容是确定的事实,这时的结果和结论当然是确定的、唯一的。如“探究哺乳动物蔗糖酶和淀粉酶的催化作用是否具有专一性”、“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”,因为酶具有专一性,这是我们知道的事实,所以结果和结论就是肯定的。
生物学是一门以实验为基础的学科,很多生物学事实必须通过实验来加以验证,所以,实验在生物的学习中是一种必备的手段。就高中生物来讲,主要是利用对照的思路设计实验。现就有关高中生物实验的一些个人拙见总结如下:
高中生物实验的设计一般有以下几个主要的方面,实验的题目、实验的原理、实验的材料与用具、实验的过程、实验的结果和结论,现进行详细说明。
1 实验题目
从多年的高考题中看,并没有直接涉及实验题目的问题,而往往是直接给出题目或给一大段描述,并明确让你干什么。这时我们首先要做的是归纳实验的题目并认真地研读它,因为读懂题目是解一道实验题的关键,他不仅明确了实验的目的,而且还可以从中提炼到很多有用的信息,包括实验的性质(主要包括验证性和探究性两大类)、自变量、因变量,甚至能够找出实验的原理。比如在“验证温度对唾液淀粉酶活性的影响”中,我们可以知道,这是一个验证性实验,其自变量为温度,因变量为唾液淀粉酶的活性。又如“探究乙烯利浓度对黄瓜开雌花数量的影响”中,我们可以知道,这是一个探究性实验,其自变量为乙烯利浓度,因变量为黄瓜开雌花数量。所以实验的题目一般可归纳为“探究或验证自变量与因变量的关系”、“探究或验证自变量对因变量的影响”等等。
2 实验原理
在高考实验题中,有时会让考生填写实验原理,正如之前所说实验原理也可以从题目中提取。因为题目中已经明确了自变量和因变量,并且是自变量引起了因变量,所以第一个原理就是自变量引起因变量的原理;第二个原理则是说明因变量变化的原理。如在“验证温度对唾液淀粉酶活性的影响”的实验中,实验原理可写为:(1)唾液淀粉酶在37℃时活性最强,低于或高于37℃时,酶活性下降,(2)唾液淀粉酶催化淀粉分解。当酶活性下降或失活时,淀粉分解不彻底,加碘液会变蓝;否则为深棕色,故可根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
3 实验材料与用具
如果已经给出了实验材料,则要认真分析,往往会为你准确写出实验过程起到提示的作用,同时也要注意在写实验过程时要用所给的材料以及用具。如果未给出并且要你补充,那先不要急着填写,等你完成实验过程后,再回头来写,那样你就不会漏填。
4 实验过程
实验过程是经常出现在考题中的,那么如何准确的写出实验过程呢?我总结为实验过程四步曲,分别为:
第一步:准备实验材料,并分组编号;
第二步:设置对照实验,分为对照组和实验组;
第三步:在相同且适宜的条件下,处理一段时间;
第四步:用一定的办法获取实验结果。
在写第一步时,要注意选取的实验材料,能够满足该实验的要求,并且保证各材料之间的相同性。往往会用到“取等量的”、“取健康的,生长状况相同的”、“取长势相同的”等字眼,避免实验过程中无关变量对实验的影响;第二步时要注意,一组对照实验中,一般实验组的处理是加入或减去自变量,对照组通常是相对处理少的,即没有自变量的。至于哪个做实验组,哪个做对照组,一般是随即决定的。常用的对照类型有以下几种:a、空白对照:对照组不做任何处理;b、自身对照:实验组与对照组在同一对象上进行,不另设对照实验,如“观察植物细胞的质壁分离与复原”的实验,实验处理前后的对象状况分别为对照组和实验组;c、条件对照:给实验组某种处理,给对照组另一条件的处理。如“动物激素饲喂小动物”的实验中,1号:饲喂甲状腺激素(实验组),2号:饲喂甲状腺激素抑制剂(条件对照组),3号:对蝌蚪不做任何处理(空白对照);d、相互对照:指不另设对照组,而是利用几个实验组相互对照,如达尔文利用金丝雀虉草研究光照对胚芽鞘生长的影响时,如下图所示,2与1对照可证明感光
部位是胚芽鞘尖端,3也可以与1对照,4也可以与1对照,也可以与3对照。
在设计过程中需要注意单一变量的原则,平行重复性原则,科学性原则,可行性与简便性原则。此外还会用到“适量的”、“一定浓度的”、“相同的”、“等量的”等字眼。第三步中,“在相同且适宜的条件下”是不变的,因为不管什么实验,它都得遵循对照实验的单一变量原则,并且其他条件相同且适宜,只是“处理”二字得根据具体情况具体对待,植物一般就是“培养”,动物就改成“饲养”等;第四步是最麻烦的一步,因为很多的实验结果并没有直接显现出来,往往要通过一定的办法,有实验法,观察法,测量法等,而后还要进行统计和记录。
如“验证温度对唾液淀粉酶活性的影响”的实验过程可写为:
第一步、将3℅淀粉溶液各2ml分别注入标有A、B、C的试管中,将等量且适量的唾液淀粉酶液分别注入标有a、b、c的试管中;
第二步、将A与a,B与b,C与c分别放入盛有0℃、37℃、60℃水的大烧杯中,保温一段时间后,将a、b、c分别加入A、B、C中混合,摇匀;
第三步、在各自温度下,其它条件相同且适宜,保温一段时间;
第四步、分别向A、B、C三管中加入等量且适量的碘液,摇匀,观察各试管中颜色的变化。
如“验证甲状腺激素的生理作用”的实验过程可写为:
第一步、将日龄相同、体重相近的雄性成年大白鼠随机地,均分为两组,分别标号为甲组与乙组;
第二步、给甲组每日饲喂一定量含甲状腺激素的饲料,给乙组每日饲喂等量的不含甲状腺激素的饲料;
第三步、在相同且适宜的条件下,饲养一段时间;
第四步、分别测量与记录甲、乙两组鼠的耗氧量和活动量。
5 实验结果与结论
实验结果是一个实验得出的实验现象,而结论是通过分析结果得出的肯定性语句,是与实验的题目相呼应的。就高考实验题而言,不可能让你做实验,所以得根据所学的知识推出实验结果和结论。如前面所说,实验主要有两种,对于验证性实验,由于其验证的是生物学的事实,结论是肯定的,所以结果也就是唯一的。
如“验证温度对唾液淀粉酶活性的影响”的实验结果为: B试管中为深棕色,A和C试管中为颜色变蓝;实验的结论则是温度对唾液淀粉酶的活性有影响,37℃时酶的活性最强,温度偏低或偏高,都会使酶的活性下降。
对于探究性实验,因为其探究的内容往往是未知的,故其有很多种可能性,即有很多种结论和结果,对于这种情况,直接写出实验的结果是不容易的,所以,这时我们先来分析实验的结论,即各种可能性,而后再根据每一个实验结论反推出对应的实验结果。如“探究微生物的细胞呼吸方式”中,结论和結果有多种可能:1、结论为只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸与产生乳酸的无氧呼吸,则结果为密闭装置中没有气体的变化;2、结论为只进行产生酒精与二氧化碳的无氧呼吸,则结果为密闭装置中气体增多;3、结论为同时进行有氧呼吸与产生酒精和二氧化碳的无氧呼吸,则结果为密闭装置中气体刚开始没有变化,而后开始增多。
但是偶尔也会出现探究的内容是确定的事实,这时的结果和结论当然是确定的、唯一的。如“探究哺乳动物蔗糖酶和淀粉酶的催化作用是否具有专一性”、“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”,因为酶具有专一性,这是我们知道的事实,所以结果和结论就是肯定的。