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生物實驗設(shè)計題解題方法學(xué)科論文
一、生物實驗題在高考中的地位
近幾年隨著高考對學(xué)生能力考查要求的提高,以及生物學(xué)科是一門實驗科學(xué)。因此,近年高考生物試題實驗分所占比例很重:2005年(26分)占36%,2006年(30分)占41.6%,2007年(21分)占29.2%。所以生物實驗題做的好差將嚴(yán)重影響生物高考的成績。
二、生物實驗題的類型
1.實驗完善題:主要包括:實驗原理、實驗假設(shè)、實驗材料、實驗結(jié)果、實驗步驟等內(nèi)容完善。
2.實驗改錯題:一般是實驗步驟、實驗結(jié)果、實驗材料等的錯誤改正。
3.實驗分析題:根據(jù)實驗結(jié)果分析得出實驗結(jié)論。
4.實驗設(shè)計題:
(1)補充實驗設(shè)計;
。2)完整實驗設(shè)計。
實驗分類:(1)驗證性實驗即已知實驗結(jié)果,實驗結(jié)果唯一,實驗按正確實驗結(jié)果的方向設(shè)計;(2)探究性實驗即實驗結(jié)果未知,預(yù)測結(jié)果多種,一般采用對照實驗探究。
三、實驗設(shè)計的方法
1.明確實驗?zāi)康暮鸵,即要探究或驗證的生物學(xué)事實。一般是實驗題目或?qū)嶒烆}中要求解決的問題,如驗證甲狀腺激素促進蝌蚪的生長發(fā)育,其就是實驗的目的。還要注意確定實驗?zāi)康娘@示和檢測方法。
2.明確實驗的原理。實驗的原理即完成該實驗步驟(操作)所需理解掌握的基本知識和科學(xué)道理。如“用斐林試劑檢驗淀粉的水解產(chǎn)物”,原理是:還原性糖用斐林試劑加熱煮沸出現(xiàn)磚紅沉淀。
3.明確實驗條件。完成實驗必需的實驗材料,用具、儀器、設(shè)備、藥品等。通過分析實驗材料,啟發(fā)得出實驗分組數(shù)、實驗?zāi)康娘@示檢測方法。
4.確定實驗設(shè)計思路
(1)操縱好實驗變量(自變量):實驗變量即引起實驗?zāi)康囊_到結(jié)果的變量?刂坪脤嶒炞兞浚箤嶒炞兞繂我,研究的實驗變量在實驗中只能唯一。
。2)檢測反應(yīng)變量。反應(yīng)變量(因變量),即實驗的結(jié)果,根據(jù)原理或?qū)嶒灢牧先z測。
。3)控制好相關(guān)變量。相關(guān)變量即也會影響實驗結(jié)果的非實驗變量,該變量也要控制好,否則也將影響反應(yīng)變量。
5.設(shè)計實驗步驟:(一般為三步)
。1)控制相關(guān)變量(實驗變量),并編號。
(2)操縱實驗變量(相關(guān)變量)。
。3)培養(yǎng)、檢測、觀察、記錄(實驗結(jié)果)。
6.對實驗結(jié)果進行預(yù)測、分析得出實驗結(jié)論
。1)驗證實驗只有一個正確結(jié)果,根據(jù)結(jié)果分析得出結(jié)論。
。2)探究實驗預(yù)測結(jié)果多種,根據(jù)不同結(jié)果分析得出相應(yīng)的實驗結(jié)論。
四、實驗設(shè)計的基本原則
1.科學(xué)性原則。實驗設(shè)計必須有充分的科學(xué)依據(jù),即實驗方法步驟要依據(jù)已有的科學(xué)知識或原理。
2.單因子變量的原則。相關(guān)變量都相同,而實驗變量只有一個因素。
3.對照性原則。在實驗設(shè)計中,通常要設(shè)置對照組,鑒別實驗中控制的實驗變量之間的差異,對實驗結(jié)果有更強的說服力。
五、實驗設(shè)計的例題
題目:蛋白質(zhì)的空間構(gòu)型遭到破壞,其生物活性就會喪失,這稱為蛋白質(zhì)的變性。高溫、強堿、強酸、重金屬等會使蛋白質(zhì)變性。現(xiàn)提供:質(zhì)量分數(shù)為3%的可溶性淀粉溶液,質(zhì)量分數(shù)為2%的新鮮淀粉酶溶液,蒸餾水,碘液,無水乙醇,燒杯,試管,量筒,滴管,溫度計,酒精燈等材料用具。請你設(shè)計實驗探究乙醇能否使蛋白質(zhì)變性。
實驗原理:(略)
實驗步驟:
實驗結(jié)果的預(yù)測及結(jié)論:
最可能的實驗結(jié)果:
解題思路:
1.實驗?zāi)康模禾骄恳掖紝Φ鞍踪|(zhì)活性的影響。通過淀粉酶對淀粉催化作用的結(jié)果顯示,再通過碘液來檢測。
2.實驗原理:略。
3.分析實驗材料,得出應(yīng)做兩組實驗,實驗結(jié)果的檢測方法相關(guān)變量的控制方法。
4.實驗設(shè)計思路:(1)實驗變量:有無乙醇。
。2)反應(yīng)變量:淀粉被不同處理后的淀粉酶催化結(jié)果,用碘液檢驗的現(xiàn)象。
。3)相關(guān)變量:pH值、溫度,各種物質(zhì)的量等這些都應(yīng)相同。
。4)實驗步驟要科學(xué)規(guī)范。
答案:實驗步驟:
。1)取2支試管,編上A、B號,然后向A、B試管各加入1mL新鮮淀粉酶溶液,再向A試管加5滴蒸餾水,向B試管加5滴無水乙醇,最后再各加2mL可溶性淀粉溶液。
。2)將2支試管搖勻后,再同時放入適宜溫度的溫水中維持2min。
(3)取出A、B試管,各加1~2滴碘液,搖勻并觀察現(xiàn)象。
實驗結(jié)果的預(yù)測及結(jié)論:
(1)A試管溶液不變藍,B試管溶液變藍,說明乙醇能使淀粉酶(蛋白質(zhì))變性。
。2)A試管溶液不變藍,B試管溶液不變籃,說明乙醇不能使淀粉酶(蛋白質(zhì))變性。最可能的實驗結(jié)果:A度管溶液不變藍,B試管溶液變藍,說明乙醇能使淀粉酶(蛋白質(zhì))變性。
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