高考生物实验设计之原则
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高中生物实验题解题技巧总结作为高考的重头戏之一,高中生物当中的实验题对每一个高考学子都有着至关重要的作用,下面是给大家带来的高中生物实验题解题技巧总结,希望对你有帮助。
高中生物实验设计题解题技巧1、了解实验设计的内容来源。
实验设计一般有验证类和探究类两种类型。
验证类实验具有明确的结果,通过实验加以验证,结论往往只有一个;而探究类实验的现象和结果是未知的或不确定的,结论往往有多个。
但设计一个较完整的实验方案一般包括(1)了解题目要求;(2)明确实验目的;(3)分析实验原理;(4)熟悉实验器材;(5)确定实验思路;(6)设计实验步骤;(7)预测实验结果;(8)得出实验结论。
2、实验设计原则:(1)对比性原则:在实验设计中,通常设置对比组,实验设计中可采纳的对比方法很多,除了条件对比、剂量对比、位置对比外,还有相互对比、自身对比和空白对比等;(2)单因子变量原则:即控制其他因素不变,只改变其中某一变量,观察其对实验结果的影响。
该变量应为实验所讨论的对象。
除了整个实验过程中欲处理的实验因素外,其他实验条件要求做到前后全都。
3、其他需要注意的内容:(1)实验顺序和步骤一定要合理,方法要简便易行,效果要明显。
自己完成实验步骤后可以多读几遍体会一下;(2)如果实验中用到几组器材或需要分几组实验,切记要进行编号,以保证不丢分;(3)语言的叙述和表达要简洁明了,讲得越多犯错误的可能性越大;(4)题目中给的器材一般都要用上,列出的器材还会给出一定提示,如有凡士林则肯定有密封的要求。
高中生物实验评价题解题技巧首先找出实验目的,判断实验原理及实验材料选择是否合适;其次分析实验步骤是否合理可行。
分析影响因变量的因素,注意对比分析:(1)看有无对比实验,如果有看对比实验设计是否合理;(2)(2)看实验是否遵循单一变量原则;(3)(3)看实验步骤的顺序是否合理、完整;(4)(4)看实验仪器、药剂的使用是否合理,药剂的配备、使用及用量是否合理。
生物学实验设计的基本原则和注意事项科学是以实验为基础,实验是科学的生命源泉。
对于生命科学而言,实验同样具有举足轻重的地位。
实验不仅意味着某种精确的操作,而且更是一种思考和探索的方式,所以,生物实验题特别是探究试题,在近几年的高招试卷中,出题频率明显逐年加大。
签于此,若能对高中生物实验方面的设计原则及要注意的事项等进行梳理和总结,对推行素质教育,培养学生探索能力和创新能力,提高实验教学质量,无疑是大有裨益的。
一、实验设计的基本原则1.1科学性原则是指实验的原理要符合科学原理,实验结果的预期要有科学依据,实验的各个环节都不能偏离生物学基本知识和基本原理以及其他学科领域的基本原则。
科学性原则具有两个方面的含义。
首先,必须保证实验的设计不出现科学性错误;其次,实验设计要具有科学思想和科学方法的因素.具体来说,生物学实验设计的科学性原则体现在以下几个方面:1.1.1 实验原理的科学性实验原理是实验设计的依据,也是用来检验和修正实验过程中失误的依据,因此它必须是经前人总结或经科学检验得出的科学理论。
1.1.2 实验材料选择的科学性根据实验目的和实验原理选择恰当的实验材料,是保证实验达到预期结果的关键因素之一。
例如,孟德尔选用严格自花传粉的豌豆作为杂交实验的材料以及植物细胞的质壁分离和复原实验选用紫色洋葱鳞片叶表皮细胞作为实验材料都是经典的成功选材的范例。
1.1.3 实验方法的科学性巴甫洛夫有句名言,方法掌握着研究的命运。
只有科学而严谨的实验方法,才能得出正确而可靠的实验结果。
如证明植物细胞呼吸释放CO2的实验时作如下设计:通入的空气首先经过NaOH溶液除去其中的CO2,再经过Ca(OH)2溶液检验CO2是否除尽,最后才通入装有萌发种子的密封瓶中。
只有经过这样的步骤,才能排除干扰因素(空气中的CO2),才能证明瓶中排出的CO2确实来源于种子。
1.1.4 处理实验结果的科学性,这是指对于实验得出的结论不能简单对待,而应该首先作出记录,然后整理,最后再经过仔细分析,找出它们所能够透露给我们的最大信息量。
高中生物实验设计的三个原则实验设计的三个原则1.对照性原则:科学合理的设置对照可以使实验方案简洁、明了,且使实验结论更有说服力。
“实验组”与“对照组”确认一个实验通常分为实验组和对照组(控制组)。
实验组是施加实验变量处理的被试组;对照组是不施加实验变量处理的对象组,两者对无关变量的影响是相等的,两组之间的差别,被认为是来自实验变量的结果,如2005年春季高考 3题中为研究光对幼苗生长的影响时实验变量应为撤掉光照,因而暗处生长的小麦幼苗应为实验组,而自然状态(即来接受实验变量处理)的小麦幼苗应为对照组,通过对照组能增强实验的信度。
按照对照方式的不同可分为4种:①空白对照:即不作任何实验处理的对照组。
例如,在还原糖鉴定实验中留一部分样液不加入斐林试剂,以作对照。
②相互对照:即不设控制组,只在几个实验组之间相互对比。
例如,在植物激素与向性的设计实验中,5个实验组的相互比较。
在实验中要找出一个最佳效果点,就要采取相互对照进行实验。
③条件对照:即给对象施加某种实验处理,虽不是检验假设需要的,但更能充分说明实验变量的对照。
例如,动物激素饲喂小动物的实验方案中:饲喂甲状腺激素的为实验组;饲喂甲状腺抑制剂的是条件对照组;不饲喂药剂的是空白对照组。
④自身对照:即实验与对照在同一对象上进行。
例如,将过氧化氢酶加入过氧化氢溶液中证明酶是生物催化剂可催化过氧化氢水解,即自身对照,处理前的对象状况为对照组,处理后的对象变化为实验组。
再如: 在探究温度(或pH)对酶催化活性影响实验中温度(或pH)(0度、50度,100度) 为条件对照。
清水(软水) 、河水(硬水) 对加酶洗衣粉影响中,清水(软水) 、河水(硬水) 为相互对照。
用缺素营养液培养的出现缺素症状的植株加入某元素后恢复正常为自身对照。
2.等量性原则——每次实验所加试剂的量要相等。
3.单因子变量的原则。
实验变量剖析:在实验过程中变量是指可被操纵控制的在性质和数量上可以变化的特定因素或条件,具体分析如下①实验变量与反应变量:a.实验变量是研究者主动操纵的条件和因子,是作用于实验对象的刺激变量(也称自变量),自变量须以实验目的和假设为依据,应具有可变性和可操作性。
实验设计的原则和基本方法张运安实验设计是高中生物的一个重要内容,既能考查学生运用所学生物知识解决实际问题的能力,又能考查学生的创新思维能力;既是每年高考的必考内容,又是中学生物教学和学生学习的薄弱环节。
现简要归纳一下中学生物中的实验设计的主要原则和基本方法。
1. 对照性原则在实验设计中,一般都要设置对照组。
通过干预或控制研究对象以消除或减少实验误差,鉴别实验中的处理因素与非处理因素的差异。
通常采用空白对照的原则,即不给对照组以任何处理因素。
但是要注意,不给对照组以任何处理因素是相对实验组而言的,实际上对对照组也要做一定的处理,只是不加实验组的处理因素而已。
2. 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。
这样做可以:消除或减少系统误差,使显著性测验有意义。
平衡各种条件,避免实验结果中的偏差。
3. 平行重复原则平行重复原则,即控制某种因素的变化幅度,在同样条件下重复实验,观察其对实验结果的影响程度。
任何实验都必须能够重复,这是具有科学性的标志。
4. 单因子变量原则单因子变量原则,即控制其他因素不变,只改变其中某一变量,观察其对实验结果的影响。
除了整个实验过程中欲处理的实验因素外,其他实验条件要求做到前后一致。
1. 了解题目要求看清题意是要求设计实验方案、步骤还是分析实验结果。
2. 明确实验目的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. 确定实验思路就是根据原理对实验做出假设,并对可能产生的现象做出预测,并充分利用实验材料设计实验思路。
4. 设计实验步骤根据上述实验目的、原理和思路,设计出合理的实验装置和实验步骤。
要思考题目中所给出的实验材料和试剂分别起什么作用,怎样运用,并且还要注意以下两点:一是题目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,否则不能自己随意增加实验试剂和材料。
5. 记录实验现象和数据在实验中,将观察到的现象如实、准确地记录下来。
生物实验原则生物实验是生物科学研究的基础,它通过系统的观察、实验和验证来揭示生物现象的本质和规律。
为了保证实验结果的准确性和可靠性,生物实验需要遵循一系列的原则和规范。
本文将介绍一些常见的生物实验原则,并阐述其重要性。
生物实验应遵循科学性原则。
科学性是生物实验的基本要求,它要求实验设计和实施必须符合科学的逻辑和方法。
科学性原则强调实验的目的明确、可重复性好、数据分析准确等。
例如,在实验设计中,应明确研究的问题和假设,选择合适的实验对象和实验方法,确保实验过程的可控性和可靠性。
此外,实验数据的分析和解释也要基于科学的原则和方法,避免主观臆断和误导。
生物实验应遵循伦理原则。
伦理原则是指在生物实验中应遵循的道德和伦理规范。
伦理原则强调尊重实验对象的权益、保护实验对象的健康和安全等。
例如,在动物实验中,应遵循“3R原则”,即替代(Replace)、减少(Reduce)、优化(Refine)。
通过使用替代方法、减少实验动物的数量和改进实验方法,可以降低实验对动物的伤害和痛苦。
此外,对于人类实验对象,还需要确保知情同意和保护隐私等。
生物实验应遵循可持续性原则。
可持续性是指生物实验应考虑环境和资源的可持续利用。
生物实验往往需要消耗大量的资源和能源,同时也会产生废物和污染物。
为了保护环境和可持续发展,生物实验应采取节能减排、资源循环利用等措施。
例如,在实验室中可以使用高效的能源设备和绿色的试剂,合理管理实验废物和污染物,减少对环境的负面影响。
生物实验应遵循安全性原则。
安全性是生物实验的基本要求,它要求实验过程中要保护实验人员的安全和健康。
生物实验往往涉及到有害物质、尖锐器械和高压电源等,如果不正确操作或处理,可能会对实验人员造成伤害。
因此,在生物实验中应严格遵守实验操作规程和安全操作规范,保证实验人员的个人防护和实验环境的安全。
生物实验原则是保证实验结果准确性和可靠性的基础。
科学性、伦理性、可持续性和安全性是生物实验的核心原则,它们相互关联、相互影响,共同保障了生物实验的科学性、可行性和可信度。
高考生物实验设计题命题思路浅析近年来,高考生物实验设计题有了很大的改变。
从自主实验设计的精准分析到复现性设计,实验设计题的命题思路和方式一直在不断变化。
因此,本文将就高考生物实验设计题命题思路浅析,为学生提供理解命题设计思路的参考。
一、实验设计题的设计原则高考生物实验设计题命题思路应遵循相关的设计原则,以便更好地按照教育目标完成实验设计任务。
1、增强学生实验实践能力和创新能力。
按照实验设计的宗旨,实验是有目的的,实验的设计应体现探究的思维,并帮助学生学以致用,真正培养学生的实践能力和创新能力。
2、深入研究思想主题。
实验设计涉及到大量生物学专业知识,在设计实验题时要充分考虑思想主题,对学生进行科学和理性的训练。
3、实验设计要求切实可行。
实验设计题要求在规定时间内完成,并且实验要求能够切实可行,具有明确的实验步骤和内容,并有较强的实验常识为前提。
二、实验设计题的类型在命题实验设计题时,应根据实验要求,确定实验类型。
一般来说,实验设计题可以分为自主实验设计、复现性实验设计、综合性实验设计三种。
1、自主实验设计是一种实验设计,在设计实验题时,按照实验设计的要求,确定实验研究方向,采用精准分析步骤完成实验,有效利用实验工具和材料,以满足研究目标。
2、复现性实验设计也称为复制式实验,是实验设计中最基础的一种,其实验目的是复现先前的研究成果,在实验设计时,应根据实验设计要求确定实验步骤,精准复现实验,以满足实验设计的要求。
3、综合性实验设计是一种能够帮助学生综合能力的实验设计,通过实验设计,能够探究复杂及多层次的科学问题,并帮助学生获得更多科学知识,提高实验实践能力和创新思维能力。
三、实验设计的实施步骤只有完成上述实验设计思路的认识,才能有效地按照实验设计步骤完成实验设计题的命题。
实验设计包括实验的研究、实验的准备、实验的过程、实验的总结以及实验的反思等步骤。
(1)研究实验内容:实验设计时要根据实验目的,了解实验内容,确定实验内容、课题及内容、实验步骤及材料、实验内容及要求等;(2)实验准备:在实验前,应充分考虑实验安全,准备好必要的实验工具和材料,以便完成实验;(3)实验过程:要按照实验设计方案,按照实验步骤顺序完成实验,及时记录实验结果;(4)实验总结:要总结实验操作过程,提出实验小结,以确保实验设计的完整性;(5)实验反思:在实验设计过程中,要及时反思实验结果,发现实验中存在的问题,以提高实验设计的完整性和准确性。
高考复习高中生物实验设计的一般原则及规律技巧一、实验设计的一般原则(原则名称及其作用或意义常作为填空题考点)1.科学性原则指在设计实验时必须有充分的科学依据,即要以前人的实验、方法和自己的实验为原则,不能凭空想象。
即实验目的要明确,实验原理要正确,实验研究的材料和实验手段的选择要恰当,整个实验设计的思路和实验方法的确定都不能偏离实验原理及有关的生物学知识,或其他学科领域的基本知识。
2.单一变量原则⑴变量类型A:实验变量与反应变量实验变量亦称自变量,指实验中由实验者所操纵、给定的因素或条件。
反应变量亦称因变量或应变量,指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。
二者之间是前因后果的关系。
实验的目的就在于获得和解释前因与后果。
如比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率的实验自变量:催化剂种类(Fe3+和过氧化氢酶)因变量:气泡产生速度,卫生香燃烧程度观察植物细胞的质壁分离和质壁分离复原的实验自变量:外界溶液的浓度(高渗及低渗溶液)因变量:质壁分离(液泡失水缩小、颜色变浓、原生质层与细胞壁分离);质壁分离复原(液泡恢复原状、颜色变浅、原生质层恢复原状)植物向性运动的实验设计和观察自变量:①是否单侧光照(黑暗、单侧光照、均匀光照)②改变幼苗的空间位置以接受重力影响因变量:①幼苗的弯曲状况;②根的弯曲方向B:无关变量与额外变量无关变量是指实验中除实验变量外的影响实验结果与现象的因素或条件。
由无关变量引起的变化结果就叫额外变量。
它们之间也是前因后果的关系。
但它们的存在对实验与反应变量的获得起干扰作用。
例如:“唾液淀粉酶实验”中,除实验变量(温度)外,试管的洁净程度、唾液的新鲜程度、淀粉浓度、温度处理的时间长短等等就属于无关变量。
如无关变量中的任何一个或几个对三组实验不等同、不均衡,就会产生额外变量,影响实验的真实结果。
在验证温度对酶活性的影响的实验中,就必须控制pH值、底物量和酶量的相等,只改变单一变量 -------温度,观察不同温度下酶活性的差异。
高考生物提分生物实验的能力与生物常见易错知识点依据高考中生物学科命题的特点,中同学物老师不但应当重视生物试验课的教学,更应当强化生物试验中试验设计类题型的复习。
我整理了生物学习相关内容,盼望能关心到您。
高考生物提分生物试验的力量1.生物试验设计要突出单因子原则和对比原则单因子原则,是指掌握其他因素不变,只转变某一变量(单因子),观看其对试验结果的影响。
对比原则,是指试验中要设置对比组试验,以消退或削减试验误差,鉴别试验中的处理因子(单因子)同非处理因子的差异。
通常采纳的是空白对比,即不给对比组以任何处理(相对试验组),实际上对对比组还是要做肯定的处理,只是不加对试验组的处理因子(单因子)。
例:为了证明土壤中的微生物能分解农药,必需将含农药的土壤分为两等份,装入两个大小相同的容器甲、乙中,甲组高温消毒,乙组不做处理。
两个容器中的土壤里有无微生物就成了这个试验的单因子,甲组就是乙组的对比试验。
2.生物试验设计要遵循等量原则和平行原则等量原则和平行原则,即把试验组和对比组中的同种试验材料平均两等份,并在相同的条件下同时进行试验,观看其单因子对试验的影响,在整个试验过程中除了单因子外,其他试验条件应当做到前后全都。
3.生物试验设计要体现出重复原则重复原则。
即在同样试验条件下重复试验,或一次多做几组试验,观看单因子对试验结果的影响。
这样做更有劝说力,更具有科学性。
例:孟德尔在植物杂交试验中,选择了7对相对外形,重复做一样的杂交试验,分别猎取相应数据,进行分析统计,获得了同样的结果。
再用其他植物或动物也做一样的试验,进行统计分析,其结果也是一样,才总结出遗传的基本规律。
4.生物试验设计要符合随机性原则和可行性原则随本机性原则,是指被讨论的样本是从总体中任意抽取的。
这样做的意义在于:一是可以消退或削减系统误差;二是平衡各种条件,避开试验结果中由于不确定因索造成的偏差。
可行性原则,是指试验设计的方法应当符合实际,具有可操作性和科学性。
浅析高考生物实验设计之原则
生物高考说明中对实验考查的目标和要求是“使用恰当的方法验证简单的生物学事实,并能对实验结果进行解释和分析”。
具体的能力考查要求包括两个部分:一方面是考生能够设计简单的生物学实验,另一方面则是能够对实验结果进行解释和分析。
现对高考实验必须遵循的三原则浅析如下。
◎对照性原则
如何设置对照实验呢?所谓对照实验是指除所控因素外其它条
件与被对照实验完全相等的实验。
对照实验设置的正确与否,关键就在于如何尽量去保证“其它条件的完全相等”。
具体来说有四个方面:①所用生物材料要相同,即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同;
②所用实验器具要相同,即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小型号要完全一样;③所用实验试剂要相同,即试剂的成分、浓度、体积要相同,尤其要注意体积上等量的问题;④所用处理方法要相同,如:保温或冷却、光照或黑暗、搅拌或振荡都要一致。
有时尽管某种处理对对照实验来说看起来似乎是毫无意义的,但最好还是要做同样的处理。
设置对照组有四种方法:
(1)空白对照。
即不给对照组做任何处理。
例如,在“唾液淀粉酶催化淀粉”的实验中,实验组滴加了唾液淀粉酶液,而对照组只
加了等量的蒸馏水,起空白对照。
课本中涉及到的用甲状腺制剂饲喂蝌蚪与正常情况下蝌蚪不做任何处理对照就属于空白对照;在还原糖鉴定实验中留一部分样液不加入斐林试剂,以做对照。
(2)条件对照。
即虽给对照组施以部分实验因素,但不是所研究的实验处理因素;这种对照方法是指不论实验组还是对照组的对象都做不同条件的处理,目的是通过得出两种相对立的结论,以验证实验结论的正确性。
例如,课本中涉及到温度对淀粉酶活性影响的实验中0℃、100℃等温度下的对照则为条件对照。
通过条件对照,实验说服力可以大大提高。
(3)自身对照。
指对照组和实验组都在同一研究对象上进行,不再另外设置对照组。
例如课本中涉及到将过氧化氢酶加入h2o2液中说明酶是生物催化剂,则属于自身对照;
(4)相互对照。
不单独设置对照组,而是几个实验相互为对照。
即实验与对照在同一对象上进行。
这种方法常用于等组实验中。
“植物向光性”实验中,利用若干组燕麦胚芽的不同条件处理的实验组之间的对照,说明了生长素与植物生长弯曲的关系。
证明玉米根的生长方向与地心引力的关系实验中不同方向放置的玉米种子之间
则属于相互对照。
再如,在探究温度(或ph)对酶催化活性影响实验中温度(或阑(0度、50度,100度)为条件对照;清水(软水)、河水(硬水)xc加酶洗衣粉影响中,清水漱水)、河水(硬水)为相互对照。
在实验中要找出一个最佳效果点,就要采取相互对照进行实验。
“实验组”与“对照组”确认:—个实验通常分为实验组和对照组(控制组)。
实验组是施加实验变量处理的被试组;对照组是不施加实验变量处理的对象组。
两者对无关变量的影响是相等的,两组之间的差别被认为是来自实验变量的结果。
如2005年春季高考题中,为研究光对幼苗生长的影响时实验变量应为撤掉光照。
因而暗处生长的小麦幼苗应为实验组,而自然状态(即来接受实验变量处理)的小麦幼苗应为对照组,通过对照组能增强实验的信度。
说明:根据实验目的要求,凡是涉及确定变化因素之间的因果关系的实验中,一般都需要设计对照组实验。
中学阶段所要求的实验设计一般多采用对照的原则,因为科学、合理地设置对照可以使实验方案简洁、明了,且使实验结论更有说服力。
◎单因子变量原则和等量性原则
此两个原则都是在设计对照实验时必须坚持的原则。
所谓单因子变量原则,强调的是实验组和对照组相比只能有一个变量,只有这样,当实验组和对照组出现不同结果时,才能确定造成这种不同结果的原因肯定是这个变量造成的。
如要探索ph对淀粉酶活性的影响,则需把ph作为变量;要验证光合作用需要光则应将光作为变量;要验证光合作用需二氧化碳则把二氧化碳作为变量,等等。
等量性原则与单因子变量原则是完全统一的。
等量性原则强调的是除了实验变量之外的一切对实验结果有影响的无关变量必须严格控制等量即相同,以平衡和消除无关变量对结果的影响。
需要
强调的是,这些无关变量在进行严格控制时,不但要等量,而且是在适宜条件下的等量、常态条件下的等量。
如在探索ph对酶活性影响的实验中,单一变量是ph,除ph之外的其他一切对酶活性有影响的无关变量不但要严格控制等量,而且要适宜的量。
如对温度的控制不但要相同,而且要适宜,即要给予酶活性所需的适宜的温度,而不能控制在低温或高温条件下的等量。
例如,生物课本内温度对酶活性影响的实验中,实验变量是低温(冰水)、适温(60℃)、高温(沸水);酶的活性变化即反应变量;试管的沽净度、淀粉酶的稀释度、可溶性淀粉的浓度、碘液的量和浓度、温度处理时间、操作程序等是无关变量。
实验中不论有几个实验变量,都应做到每个自变量对应一个因变量,此外还要做到操作规范。
在实验设计、实施的全过程中,应严格操纵实验变量,严格控制无关变量,尽可能消除误差,获取较为精确的反应变量。