高中生物设计实验结构解析

【摘要】为了能更好的开展实验教学，应对高考，结合本人的教学经验，对生物学实验设计的一般结构进行了解构和分析。

【关键词】生物实验的结构 解析

【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）01-0182-01

生物课程标准指出生物科学不仅是众多事实和理论，也是一个不断探究的过程。加强实验的探究，不仅能提高学生的实验操作技能，更能促进学生领会实验设计思路，学会用实验验证规律的方法。在高考中生物实验能力，也是重点考查的内容。生物高考目标对学生实验能力的要求是：了解相关实验的目的、原理、方法和操作步骤；初步具备验证生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理；具备初步探究一些生物学问题、恰当评价和完善实验方案的能力。为了能更好的开展实验教学，应对高考，结合本人的教学经验，对生物学实验设计的一般结构进行了解构和分析。

生物实验的完整结构一般应包括：（1）实验目的；（2）实验原理；（3）实验仪器、材料；（4）实验过程；（5）实验结果；（6）实验结论，等六个部分。现就每一部分，一一解析。

（1）实验目的：根据实验目的的不同，实验可以分为：验证性实验即验证已有的结论；探究性实验即对不确定的问题进行探究。

在试题中对实验目的经常考查的方式是：

根据实验目的提出自己的假设________________？

例：请同学们设计一个实验，来探究一下香烟中的成分，是否会对哺乳动物细胞的生长、发育产生影响？请提出你的假设：________________fff。

分析：假设只是主观的判断，无所谓对错。你可以假设：香烟中的成分，会对哺乳动物细胞的生长、发育产生影响。也可以假设：香烟中的成分，不会对哺乳动物细胞的生长、发育产生影响。总而言之，假设就是根据自己的认识，对所探究的问题，提出自己的看法，至于看法本身正确与否，并不重要。

（2）实验原理：对实验过程中的现象及实验的最终现象做出的科学解释，就是实验所依据的原理。通过实验原理的阐述，是实验者开展实验的科学依据，也是非实验人员理解实验现象的依据。

在试题中对实验原理经常考查的方式是：

教材中实验所依据的原理。

例：生物组织中可溶性还原糖鉴定的实验现象是什么？对现象的解释是什么？

分析：本实验的原理就是解释还原糖与斐林试剂发生氧化还原反应，会产生氧化亚铜砖红色沉淀。

（3）实验仪器、材料：就是列举实验中所使用的仪器、装置、材料等。

在试题中对实验仪器、材料经常考查的方式是：

实验仪器和材料的选择。

例：为了加深对叶绿体结构的认识，请同学们设计一个实验来观察植物细胞的叶绿体。可供选择的实验材料：菠菜叶的表皮细胞、菠菜叶的叶肉细胞、菠菜的根尖细胞。本实验必需使用的仪器和材料是？

分析：这是一个细胞结构的观察实验，观察细胞结构必须使用显微镜，所以仪器必须有显微镜、载玻片、盖玻片。而实验材料的选择，则要考虑所选材料是否含有叶绿体，从而完成观察任务。

（4）实验过程：在实验过程中，主要是进行实验步骤的设计。通过实验步骤的设计来达到实验的目的。步骤大体是三方面内容：一是实验前的准备――仪器的装配；材料的培养、选择；分组等。二是实验操作――主要是完成自变量的处理，同时注意控制无关变量。三是获取实验结果――通过观察获取实验现象，或者是记录实验现象等。实验的结果，往往也就是实验中的因变量。

在试题中对实验仪器、材料经常考查的方式是：

生物实验必须遵循的原则：一是对照原则――对照组与实验组的对照，实验组的前后自身对照等。二是单一变量原则――对照组与各实验组之间，自变量必须是唯一的不同。三是等量原则――对照组与实验组各无关变量，必须适宜且相同。

例：为了验证胰岛素有降血糖的作用，一些同学使用实验室的小白鼠设计了一组实验。实验步骤如下：1.选择身体状况健康的一岁龄雄性小白鼠若干只，平均分成A、B两组，A、B两组的小白鼠饲养情况相同。2.A组小白鼠注射2ml胰岛素溶液；同时B组小白鼠注射2ml生理盐水。3.一段时间后，观察两组小白鼠的活动状况。

分析：本实验分为A、B两组，其中B组为对照组，A组为实验组。遵循了对照的原则。小鼠的生理指标相同，遵循了等量原则。两组只有注射的药品不同遵循了单一变量原则。

（5）实验结果：就是通过实验操作产生的实验现象。

在试题中对实验结果经常考查的方式是：

实验组与对照组现象的区别与比较。

例：为了验证胰岛素有降血糖的作用，一些同学使用实验室的小白鼠设计了一组实验。实验步骤如下：1.选择身体状况健康的一岁龄雄性小白鼠若干只，平均分成A、B两组，A、B两组的小白鼠饲养情况相同。2.A组小白鼠注射2ml胰岛素溶液；同时B组小白鼠注射2ml生理盐水。3.一段时间后，观察两组小白鼠的活动状况。

分析：通过观察即可发现小鼠活动状况的差别，这种差别就是实验结果。

（6）实验结论：就是通过逻辑推理，找到自变量与因变量的因果关系，进行推理，找到规律。

在试题中对实验结论经常考查的方式是：

根据实验结果进行逻辑推理。

例：请同学们设计一个实验，来探究一下香烟中的成分，是否会对哺乳动物细胞的生长、发育产生影响？预期的结果：A1加入微量尼古丁的实验组，动物细胞很快死亡。A2加入微量尼古丁的实验组，动物细胞正常生长。B1加入微量烟焦油的实验组，动物细胞无限增长。B2加入微量烟焦油的实验组，动物细胞正常生长。

分析：若A1B1结果出现，则可以推理出香烟中的尼古丁具有毒性可以杀死细胞，而烟焦油可以诱发细胞癌变；若A1B2结果出现，则可以推理出香烟中的尼古丁具有毒性可以杀死细胞，而烟焦油不会对细胞的生长产生影响；若A2B1结果出现，则可以推理出香烟中的尼古丁不会对细胞生长产生影响，而烟焦油可以诱发细胞癌变；若A2B2结果出现，可以推理出香烟中的尼古丁不会对细胞生长产生影响，而烟焦油也不会对细胞的生长产生影响。进行简单的逻辑推理，总结出相应的规律，得出正确的实验结论。