高三生物“实验”专题(C级实验)的备考材料----能力篇精编版

“实验”专题（C级实验）的备考材料----能力篇
实验设计题是高考中考查形式非常稳定的一种题型。

通常要求学生能够根据题目已知的条件，作出合理的假说，设计出科学﹑完整的实验步骤，并对实验结果进行预测和分析。

许多同学面对这类题目感到无从下手，这也是考试中学生失分较多的地方。

下面就实验设计题的解法技巧作粗浅的归纳：
一、理解相关理论知识
1、科学探究的一般过程
科学探究的一般过程包括：提出问题→作出假说→设计实验→进行实验→分析结果，得出结论→表达和交流→进一步探究。

理解科学探究的一般过程是考生进行实验设计和实验分析的基本前提。

2、实验设计的基本原则
⑴对照性原则
科学、合理的设置对照，目的还是在于消除无关变量对实验结果的影响。

通过设置实验对照。

既可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。

通常，一个实验总分为实验组和对照组。

⑵等量性原则
每次实验所加试剂的量要相等。

⑶单因子变量的原则
控制其他因素不变，只改变其中一个因素（要研究的因素），观察其对实验结果的影响。

遵循单一变量原则，既便于对实验结果进行科学的分析，又增强实验结果的可信度和说服力。

变量的种类：
①自变量与因变量
a．自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，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。

b．因变量是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量，因变量是研究是否成功的证据，应具可测性和客观性。

c.二者关系：自变量是原因，因变量是结果，即具因果关系。

②无关变量是指与研究目标无关，但却影响研究结果的变量，实验者应严格控制无关变量，否则实验结果的真实性无法得到认定。

我们常在实验过程中强调“选取生长状况相同的幼苗”“数量大小相同的种子”“置于相同并适宜条件下培养”“加入等量的清水”等均是为了控制无关变量对实验结果的干扰。

⑷平行重复原则
在实验设计中，为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验在同样条件下进行足够次数的重复，不能只进行1-2次便得出结论，重复、对照、随机是保证实验结果准确的三大原则。

任何实验都必须有足够的实验次数才能判断结果的可靠性，设计实验只能进行一次而无法重复就得出“正式结论”是草率的。

二、归纳解题技巧
1、实验设计的基本要求
设计一个实验，需要考虑以下几点：
⑴确定实验目的：如验证或探究哪一生物学现象。

实验目的就是实验的方向。

⑵实验原理（实验所依据的科学道理）：达到目的所采用的理论依据。

⑶实验对象：达到目的所采用的生物材料。

⑷实验条件：完成该实验必需的仪器、设备、药品条件。

⑸制定实验步骤：要达到实验目的，必然是一个逐步进行实验的过程。

需要制定一个计划，第一步做什么，第二步做什么，…最后做什么。

前一步是后一步的基础，步步相连，最终取得一定的现象和结果。

⑹实验现象的观察和记录：确定能观察到的实验现象，并进行记录。

⑺实验结果预期、分析并得出结论。

2、实验设计的解题技巧
⑴明确实验目的：
①直接读取题干；
②间接：实验步骤→实验变量→实验目的。

⑵确定实验原理
根据实验目的结合所学知识，确定实验原理（包括：生物学、物理、化学等相关原理）。

⑶形成基本的实验思路
①从实验目的确定实验类型：是验证性实验还是探究性实验
②对实验材料和用具进行逐一分析，联系教材找实验原型，如果有可类比
③结合实验目的、原理、材料确定实验思路
a.根据实验目的，确定自变量及因变量测量或观察指标
b.根据自变量，依据单一变量原则，设置实验组和对照组
c.根据实验原理，结合提供的实验材料和用具，初步形成实验思路
⑷设计实验步骤
步骤表达四大步：
①准备（配制溶液等），分组（实验组．对照组，其中实验组如果有浓度梯度，至少要分三组。

如果有必要，每组还要设多个相同处理），编号。

使用的相关词汇：相同、等量、均分
②控制自变量，完成实验组和对照组的处理
使用的相关词汇：分别
③控制其他无关变量
使用的相关词汇：除(实验变量)外等适宜且相同的条件下一段时间，
④设计因变量测量或观察指标
使用的相关词汇：观察、测量、记录（有必要的话要设计一些图形．表格或坐标曲线等来记录，有的还要说明一下对记录数据的初步处理方法，如求平均值等）
⑸预期实验结果，得出相应结论
一定要注意实验目的类型是验证类或探究类。

①对于验证类实验其实验结果只能是一种即支持实验目的实验结果
②对于探究类实验则应尽可能分析可能出现的各种情况，并根据各种实验结果作出相应的实验结论
三、分析实验设计实例
研究性学习小组在某电镀厂排水口采集重金属污染液1000mL。

利用以下实验材料和器材设计实验，探索不同浓度重金属污染液对水稻种子萌发和生长的影响。

实验材料和器材：水稻种子；试管；培养皿；纱布；尺子（100mm）；蒸馏水；恒温光照培养皿，温度设定为28℃，光强度为2000Lux；（实验材料和器材的数量不限）根据给出的实验材料和器材。

请设计实验方法和步骤。

预测实验结果并作出分析。

（1）方法和步骤：
（2）结果预测和分析：
【参考答案】
（1）方法和步骤：
1、准备、分组、编号
（1）挑选籽粒饱满、大小一致的水稻种子250粒，随机分成5组，每组50粒。

取5只培养皿，垫上纱布，分别编号为1、2、3、4、5；
（2）用蒸馏水将重金属污染液逐级稀释10、100、1000、10000倍（稀释过程中pH 值的变化可不作考虑），获得4种不同浓度的污染液。

2、控制自变量，完成实验组和对照组的处理
（3）向1、2、3、4号培养皿加入等体积的不同浓度重金属污染液（浸湿纱布即可），5号培养皿加入等体积的蒸馏水作为对照。

3、控制其他无关变量
（4）在每只培养皿的纱布上，均匀放置50粒水稻种子；
（5）将5只培养皿置于恒温光照培养箱养；每天实验组补充等量的相应浓度的重金属污染液，对照组补充等体积的蒸馏水，以保持纱布的湿润。

4、设计因变量测量或观察指标
（6）1周后统计各组的发芽率；用尺子测量幼苗株高（或根长），计算其平均值。

（2）结果预测和分析：
结果预测和分析：不同浓度的重金属污染液对水稻种子的萌发均有抑制作用，随着浓度的增加，萌发率逐渐降低；不同浓度的重金属污染液对水稻幼苗的生长均有抑制作用，随着浓度的增加，株高（或根长）逐渐降低。