導語：如何才能寫好一篇生物實驗設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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一、仔細審題

在“仔細審題”這項內容上，主要考查學生的細心程度、分析總結能力及判斷能力。為了更好地培養學生的實驗設計能力，在審題時應該要求學生認真瀏覽試題，明確要求，挖掘條件（特別是隱含條件）。例如，實驗題：“設計實驗驗證赤霉素能提高生長素含量，完成實驗思路并預測結果。”在這個實驗中，用到的實驗材料是：生長狀況相同的燕麥胚芽鞘（3個）、赤霉素、蒸餾水、瓊脂塊、刀片等。在做這道實驗題時，應讓學生認真仔細地讀題，通過仔細審題，學生挖掘出“該實驗是驗證性實驗，不是探究性實驗，不需要假設，實驗的結果只有一個，不用分情況來討論”這個條件，使問題迎刃而解。

二、原理分析

在進行原理分析時，要求學生結合所學知識并充分利用題中給出的實驗條件來確定實驗原理，考查學生對原有知識的再現能力與分析能力。例如上面實驗中，學生應能想到赤霉素能促進細胞的生長，生長素能促進細胞的生長。這些內容都是書本上學過的內容，再想想它們之間有什么關系，是協同作用還是拮抗作用，學生能判斷出是協同作用。這樣實驗原理清楚了，問題也就能解決了。

三、實驗材料分析

試題一般會給出實驗材料，完全開放性的試題要求學生根據實驗目的，自主選擇實驗材料和用具（原則不要少用也不要多用）。此部分內容主要考查學生依據實驗原理合理選擇實驗材料的能力，要求是實驗材料要容易獲得，實驗裝置簡單，實驗藥品較便宜，實驗步驟少，實驗時間短，而且實驗材料不會對師生健康帶來危害。上例中實驗材料已經給出，不用選擇，但需要仔細分析實驗材料。因此應該讓學生仔細閱讀材料，并分析思考燕麥胚芽鞘用了幾個，有沒有對照的信息，如果有，應該是誰和誰對照，瓊脂塊有怎樣的作用。因此，教師應注重引導學生分析實驗材料，實驗材料分析好了，設計實驗也就容易了。

四、變量分析

所謂變量分析，就是要求學生通過分析獲取實驗變量（唯一不同的量）。上述實驗中的變量是赤霉素和蒸餾水，胚芽鞘用了三個，應該讓學生分析出赤霉素處理一株胚芽鞘，蒸餾水處理一株胚芽鞘，現在只剩下了一個胚芽鞘和瓊脂塊。實驗步驟應該是：用赤霉素來處理一個胚芽鞘的尖端，用等量蒸餾水處理另一個胚芽鞘的尖，把各自的尖切下來，分別放在兩塊瓊脂塊上，然后從兩塊瓊脂塊各切割相等的兩小塊，分別放在剩下的去尖的胚芽鞘的兩端，那么培養一段后，找到可操作的雙測指標（特定的顏色變化、沉淀反應、形態結構、生理特征變化）。本實驗的觀測指標是去尖的那個胚芽鞘向哪一側彎曲生長。

五、結果分析

學生是否根據實驗原理確定已知實驗結果，并對實驗結果進行準確描述，進而得出正確的實驗結論，是驗證實驗要考查的內容。教師應依據實驗考查的內容讓學生進行實驗結果分析。如引導學生分析：涂了赤霉素的胚芽鞘的尖端產生的生長素的含量多于用等量的蒸餾水處理過的胚芽鞘的尖端，然后把含有兩個接觸過兩種尖端的胚芽鞘尖端的胚芽鞘的瓊脂塊放在去尖的胚芽鞘的兩側，胚芽鞘應彎向接觸過蒸餾水處理過尖端的那個瓊脂塊的一側，實驗的結論就是赤霉素能提高生長素的含量。

六、表達與檢查

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例如，按照2013年《考試說明》要求，《遺傳》模塊知識內容與2012年相比的變化不大，具體為：1.增加條目：遺傳的染色體學說，考試要求為Ⅱ類，這塊內容在浙科版教材和《學科教學指導意見》中都有要求的。2.改動條目：人類遺傳病的類型人類遺傳病的主要類型，考試要求仍為Ⅰ類。這些變化使得《考試說明》與浙科版教材和《學科教學指導意見》的要求更加保持一致，體現了《考試說明》簡潔明了、貼近教材、貼近浙江省高中生物教學實際的特點，有利于高三生物學科的教學和復習。近幾年高考對遺傳知識的考查題型多以實驗設計和分析題的形式出現，這也符合《考試說明》中對學生實驗設計和分析并能做出評價和修訂等方面的能力要求。題目分數控制在18分左右，有時也會穿插其他模塊的內容，或在其他題目中考到該模塊的知識點，題目趨向于綜合性：1.近四年必考的知識點有：孟德爾遺傳實驗的科學方法；基因的分離定律和自由組合定律。每年必考遺傳圖解，分值在4分左右。2.近四年未考的知識點有：動物配子的形成過程；動物的受精過程；DNA的分子結構和特點；基因重組；染色體結構變異和數目變異；遺傳咨詢與優生。3.近四年每年高考試題中，考到的知識點呈增長的趨勢：從2009年的3個考點，到2010年的4個考點，到2011年和2012年的6個考點，2013年基本保持穩定。

二、借鑒高考真題，做到觸類旁通

自主命題以來，浙江高考頻繁出現實驗設計，遺傳實驗設計題正好可以很好地考查學生這方面的能力，生物教師平時不但要重視對浙江省高考遺傳題的歸納，同時也要認真分析近幾年全國各地的高考理綜生物遺傳實驗設計試題，并預測當年的高考趨勢。例如，2012年山東高考理綜生物第27題第（4）題：用紅眼雌果蠅（XRXR）與白眼雄果蠅（XrY）為親本雜交，在F1群體中發現一只白眼雄果蠅（記作“M”）。M果蠅出現的原因有三種可能：第一種是環境改變引起表現型變化，但基因型未變；第二種是親本果蠅發生基因突變；第三種是親本雌果蠅在減數分裂時X染色體不分離，請設計簡便的雜交實驗，確定M果蠅的出現是由哪一種原因引起的。此題依托新的情景，要求學生能依據“幾種性染色體異常果蠅的性別、育性圖示”，靈活運用自由組合定律和伴性遺傳原理并設計實驗來解答問題。綜合考查了學生的實驗與探究能力、獲取信息的能力，還考查了“確定假設”的逆向思維能力，根據結論反推而獲得答案。又如，2012年上海高考第30題，此題屬于是9：3：3：1的變形，在許多情況下，獨立遺傳的基因通過相互作用共同控制性狀，我們可將其稱為基因互作，但仍然遵循自由組合定律，所以解題時所依據的仍然是孟德爾定律的實質。解答此類題目要認真審題，獲取題中相應信息，根據信息判斷產生原因，確定屬于哪種變形，再運用孟德爾定律結合題中信息去解決問題。通過對此題的分析，教師可以由此引出許多變式類型，可以是互補類、互斥類、抑制類、重合類、重復類、疊加類、致死類等等，分析時配以相應的例題，相信學生一定能快速掌握此類題型的解答。由此，我們有必要充分挖掘必修Ⅱ中遺傳和變異所有顯現的或隱藏的實驗內容，對遺傳實驗設計題要充分歸類，包括顯隱性性狀判斷、基因載體（常染色體、X染色體）判斷（包括顯隱性基因已知和未知的）、純合子和雜合子的判斷、控制兩對或多對相對性狀的基因是否在同一對同源染色體上的判斷、控制性狀的基因是否在X、Y染色體上的同源區段或非同源區段的判斷、可遺傳變異和不可遺傳變異的判斷、顯性突變和隱性突變的判斷、根據性狀判斷生物性別的實驗設計等等，要能運用實驗設計的原則和孟德爾遺傳定律解答此類問題，并整理出一套較完整的解題思路和技巧。

三、比較新老教材，進行擇優拓展

生物學是實驗性學科，實驗教學對于提高學生的生物科學素養十分重要。人教版高中生物新教材必修模塊的實驗類型有驗證性、探究性、定量分析型、觀摩實驗和模擬探究實驗五種類型，極大地豐富了實驗內容和實驗方法。通過各種類型的實驗，讓學生體驗如何科學地選擇實驗材料，怎樣科學地設計對照實驗，如何用表格記錄實驗數據與實驗結果，如何對實驗數據及結果進行科學的分析等。浙科版高中新課程生物必修教材從2008年下半年開始使用，新教材更加關注對學生探究能力的培養，設計了更多的探究實驗，特別在遺傳實驗題中也增加了實驗設計類型，更調動了學生的探究興趣，激發了學生的探究欲望，但由于此類題目在高考中綜合性地進行考查，也給學生帶來了一定的壓力。遺傳實驗這塊內容在兩本教材中有了很大的變化，比如在基因分離定律一節中，兩本教材所列舉的相對性狀也發生了變化，人教版以高莖矮莖為例，而浙教版以紫花白花為例，當然這也留給了我們盡情挖掘的空間，尤其在實驗設計這一塊，我們可以把人教版的內容補充到浙教版來，以豐富我們的教學題材，為我們設置原創題提供了材料和空間。所以，教師可以利用人教版新課程教材中的實驗內容進行優勢互補，進行擇優拓展。

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1．高中生物實驗設計遵循的原則

實驗設計要遵循實驗的原則。首先，實驗的設計要具有科學性，科學性原則要求教師在進行試驗教學的時候，要明確實驗的目的性，在選擇實驗材料的時候，一定要選擇具有科學性的材料、運用科學性的實驗方法、使用合理恰當的實驗原理。除此之外還要滿足高中生物學實驗的基本原則和原理。其次，實驗設計要嚴謹，在生物實驗進行時要保證實驗設計的方案沒有漏洞。最后，實驗設計要簡易，在進行實驗的時候，要保證實驗所需的材料能夠容易獲得，實驗的操作步驟簡單易懂，避免實驗所需時間過長。除以上幾點原則之外，還要遵循可行性原則、隨機性原則、可重復性原則以及實驗條件一致性原則等。

2．高中生物實驗設計的方法

高中生物實驗設計屬于探索性的教學活動，任何的探索都是從問題開始出發的，因此，教師在進行實驗教學的時候一定要重視引導學生去發現問題。在實驗開始之前，教師首先要確定就是要通過實驗來提出問題的假設，用實驗來解決問題，用實驗來得到正確的結論。由此可見，高中生物實驗的設計是高中生物學科的難點。教師在設計實驗的時候一定要引導學生去發現問題，讓學生對實驗感興趣，并且不斷的提出問題，在引導的過程中，激發學生的探索精神和學習興趣，集中學生的注意力，激發學生的求職欲望，以及鼓勵學生自我提問、學生與學生之間相互提問、學生與老師相互提問。除此之外，教師在實驗設計的時候，還要不斷地優化創新生物實驗的設計，在設計的時候教師一定要利用控制單一變量的原則來不斷地調整實驗的進行，這樣才能有效地培養學生的辯證思維和創新思維。只有做到了以上幾點，才能有效地保證高中生物實驗設計的科學性和有效性。

二、高中生物實驗的分析

高中生物實驗中，實驗結果的分析占有很重要的位置。教師在進行實驗分析之前，一定要給學生充分的思考時間，讓學生進行討論交流，使學生嘗試著去分析實驗的結果。將學生以小組為單位進行討論，讓學生自己去探索實驗的原理、步驟以及對實驗結果的分析。如此一來，不僅能夠提高學生的學習興趣，還能夠使得一些有困惑的學生能夠得到其他同學的解答后恍然大悟。對于學生一些較好的想法和提議，教師要給予及時的鼓勵和支持。實驗結果一般都可以觀察和測量的實驗現象，在生物實驗中出現的真實狀況，是獲取實驗結論的重要依據。假如教師所做的生物實驗屬于驗證性實驗，那么結果是唯一的，同樣結論也是唯一的。假如教師所做的生物實驗屬于探究性實驗，那么結果就不再唯一，且每一個結果都將得到一個結論。一般高中生物實驗結果的分析，問題出現最多的實驗就屬探索性實驗，通常表現的情況有以下幾種:首先，實驗的結果與實驗的結論不一致;其次，教師在進行實驗分析的時候不全名，沒有正確且準切的分析實驗結果出現的各種可能性;最后，教師在實驗分析時語言表達不準確，甚至出現結果與結論顛倒的現象。通常生物實驗結果分析使用的語句都是“如果……那么說明……”首先闡述實驗的結果，然后再闡述得出的結論。

三、結束語

綜上所述，高中生物實驗重視的不僅是實驗的技能，更注重實驗的設計和分析，尤其是在近幾年的高考中，實驗設計和分析出現的相對頻繁，并且所占的比例和分數也逐漸呈上漲的趨勢。因此，教師在平時的教學過程中，一定要重視實驗的設計和分析，對于實驗過程中學生提出的一些好想法和意見，教師要給予及時的鼓勵和支持。

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實驗設計和分析試題是一種綜合能力的體現,生物高考非常重視對實驗能力的考查,如對實驗原理,實驗程序,實驗現象和實驗結論等內容的分析、歸納和總結,用以考查考生的理解能力、分析能力、綜合能力、收集處理信息的能力、邏輯思維能力、語言文字的表達能力、開拓創新能力。所以這類題型,在復習過程應予以高度重視。

1 實驗試題類型的分析

該類試題按實驗目的可劃分為驗證性實驗和探究性實驗。這兩類試題的設計有較大的區別,所以解答方法也就有很大的不同。

1.1 驗證性實驗:驗證性實驗是在實驗前已經知道了相關的實驗原理,并對實驗現象已經形成一定認識或提出了某種比較確定的假說,再通過具體實驗來驗證相應的生物學現象或事實的實驗方法。由于實驗者在實驗前大都已掌握了實驗結果和實驗結論,因此,對實驗結果和預期往往是惟一的。

1.2 探究性實驗:探究性實驗是探究者根據一定的實驗目的,利用現有的實驗條件,通過控制實驗變量來研究探究研究對象的未知屬性、特性以及與其他因素的關系,依據實驗現象推測出結論的實驗方法。由于探究者在實驗前提出的假說往往是比較模糊的,因此對實驗結果的預期也是不確定的,僅僅把可能出現的實驗現象考慮在內,再由各種現象來推測出最可能的實驗結論,而事實上最后真正的實驗結果和相應的結論都只有一種。探究性實驗是歷年高考的重點,以下重點講述探究性實驗的設計方法。

2 探究性生物學實驗的設計方法分析

由于探究性實驗更能全面考查學生的知識儲備與科學素養,因而倍受高考命題者的青睞。探究性生物學實驗應當要求學生在明確實驗要求、目的的前提下,遵循實驗設計“操作方便,程序合理,藥品節約,依據現象推測結論”的原則進行設計,一般可分為以下幾個環節:

2.1理論假設的提出:根據題目要求,確定實驗的條件即實驗變量X,實驗中要注意控制“變量”。一般只確定一個變量,即惟―一個對實驗結果可能產生影響的變量。在此基礎上提出理論假設,它常常可以描述為:“當條件X存在時,事件P(實驗現象)可能發生;當條件X改變時,若事件P發生,能得出何結論;當事件P不發生,能得出何結論。”

2.2 設計探究性假設:分五個實驗步驟進行:①實驗準備,包括必要的實驗器材及實驗藥品的準備;②滿足條件X,設計一個實驗,觀察事件P能否發生;③條件X改變,設計一個實驗,觀察事件P能否發生,發生的程度如何?④設計對照實驗,對照實驗是實驗設計時必須遵循的原則。⑤進行梳理,分析實驗是否遵循“單因子變量”“平行重復”原則。

2.3 觀察、記錄和作結論:仔細觀察并準確記錄實驗現象,并根據實驗現象作出相應的結論,一般書寫規律是:

2.3.1 若條件X存在事件P能發生,條件X改變事件P不能發生(或發生程度改變),結論是 。

2.3.2 若條件X存在事件P能發生,條件X改變事件P能發生(或發生程度改變),結論是 。

2.3.3 若條件X存在事件P不能發生,條件X改變事件P能發生(或發生程度改變),結論是 。

3 實驗設計的原則分析

3.1 科學性原則:實驗是在人為控制條件下研究對象的一種科學方法,是依據假設在人為控制條件下,對實驗變量的變化和結果進行捕獲、解釋的科學方法。科學研究的過程本身就是科學。因此科學性原則具體體現在:實驗原理、實驗方法、實驗材料的選取、實驗結果的處理均要有充分的科學依據,而不是憑空想像。

3.2 簡便、可操作性原則:簡便是指設計生物學實驗時,要盡量做到實驗材料容易獲得,實驗裝置比較簡單,實驗藥品比較便宜,實驗步驟比較少,實驗時間比較短。可行性是指在設計生物學實驗時,要考慮現有的實驗條件,保證現有的實驗條件能滿足實驗的要求。

3.3 單一變量原則:實驗變量(或稱自變量)是指實驗中由實驗者所操縱的、給定的因素或條件。反應變量(或稱因變量)是指實驗中由于實驗變量而引起的變化和結果。其他的對反應變量有影響的因素稱為無關變量。由無關變量引起的變化和結果稱為干擾變量。例如在驗證溫度對酶活性的影響實驗中,人為給定的溫度稱為實驗變量,酶活性的改變稱為反應變量,其他的如pH、底物量、試管的干凈程度、唾液新鮮程度和稀釋濃度等稱為無關變量,由它們引起的酶活性的改變稱為干擾變量。在實驗中,無論有幾個變量,都應該做到一個實驗變量對應一個反應變量,確保單一變量的操作規范,盡可能控制無關變量,減少干擾變量。這樣即便于對實驗結果進行科學的分析,又增加實驗結果的可信度和說服力。

3.4 平衡等量原則:在實驗中無關變量的因素條件是很難避免的,這就要求實驗中,除實驗變量以外,對實驗組和對照組施加的影響是相同的,以消除無關變量對結果的影響。值得注意的是這些無關變量在進行嚴格控制時,不但要等量,而且是在適宜條件下的等量,常態條件下的等量。如探索pH值對酶活性的影響時,單一變量是pH,即除pH之外的其他一切對酶活性有影響的無關變量不但要嚴格控制等量,而且是要適宜的量。如對溫度的控制不但要相同,而且要適宜,即要給予酶活性所需的適宜的溫度,而不能控制在低溫或高溫條件下的等量。

3.5 對照原則:對照是實驗控制的手段之一,目的仍是消除無關變量對實驗結果的影響。通常把接受實驗變量處理的對象組叫實驗組,把不接受實驗變量處理的對象組叫對照組。

3.5.1 空白對照:即不給對照組做任何處理。如驗證甲狀腺激素的作用,則對對照組不做實驗處理,讓其自然生長,而對實驗組喂甲狀腺激素,以觀察甲狀腺激素的作用。

3.5.2 條件對照:例如溫度對淀粉酶活性影響的實驗中的0℃和100℃下的對照。

3.5.3 自身對照:指對照組和實驗組都在同一研究對象上進行。如質壁分離和復原實驗中,對照組即正常的洋蔥表皮細胞和實驗組即質壁分離和復原的細胞為同一組細胞。

3.5.4 相互對照:不單獨設對照組,而是幾個實驗相互對照。如植物的激素與向性實驗的等組實驗中,五個實驗組所采用的都是相互對照,較好地平衡和抵消了無關變量的影響,使實驗結果具有說服力。

4 實驗設計題的解題思路分析

4.1 明確實驗目的和原理(驗證的生物學事實是什么?所依據的生物學原理是什么?)。

4.2找出實驗變量、反應變量和無關變量。

4.3 選擇實驗器材。一般題干所給出的實驗材料及用品對實驗設計有著提示和引導作用。

4.4設計實驗步驟。分析每一環節之間的關聯性和延續性,安排實驗的最佳順序。

4.5 明確實驗對象和實驗條件(實驗對象:實驗所用的生物學材料;實驗條件:完成這一實驗必需的理化條件及生物學處理方法)。

4.6 設計實驗方法和步驟。

4.6.1 實驗材料的制取或處理。有些實驗中,題干所給予的材料與設計的要求有一定的差距,如果我們直接利用題干中所給予的材料而不加以處理的話,則不能達到實驗目的,這就要求我們對實驗材料進行適當的處理。

4.6.2 對實驗處理進行分組編號。這一步目的明確,就是要使自己的實驗結果令人信服,就需要排除一些無關變量造成的影響。因此分組對照是一個在設計實驗時,用來抵消非實驗因素對實驗結果造成影響的常用方法。

4.6.3 對不同(或同一)對象施加不同的處理。這是實驗設計中的關鍵一步,基本上所有的實驗設計題都要求學生完成這一步工作,只要我們在分析過程中做好了前面的工作,這一步也就是順理成章的事了。

4.6.4 結果觀察(預測)、紀錄并根據結果(現象)進行分析。

不管實驗題目如何變化,如何新穎,但我們只要通過對典型案例的剖析,掌握科學研究的基本程序和方法,結合一定量的規范訓練,提高綜合運用能力,許多實驗問題就會迎刃而解。

4.7 實驗步驟應客觀,步驟的設計應力求做到科學嚴謹、客觀真實。

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關鍵詞：實驗；設計

【中圖分類號】G633.9

1引言

以往的生物學實驗都是驗證性實驗，是在已知結論的基礎上，學生按部就班地完成實驗步驟。而探究性實驗則是學生不知道結論，沒有現成的實驗設計，需要在教師的啟發誘導下，學生積極主動地運用已學過的知識和技能，以發現者和探索者的姿態發現問題、探索問題和解決問題。探究性實驗融知識傳授、技能訓練和科研能力培養于一體。

一個比較完整的實驗設計方案，一般包括以下內容：

（1）實驗課題：即實驗內容。

（2）實驗原理：即理論依據。

（3）假設：即對可見現象提出的一種可檢測的解釋但未經證實的結論。

（4）預期：即在檢測-個假設之前，先提出實驗的預期結果。

（5）實驗：根據實驗的目的和提出的假設，來具體設計實驗的方法步驟。在實驗的方法步驟設計中，必須遵循對照性、等量性、單一變量等原則。

（6）觀察和收集數據：即定時、定期觀察實驗過程發生發現象或采集數據并如實記錄。

（7）分析與推論：對記錄來的現象、結果、數據進行整理、分析，有的可以處理成圖表等形式。最后通過分析得出結論，如果預期沒有實現，則說明假設不成立，作出否定的結論，如果預期得到實現，則假設成立，則作出肯定的結論。

2高中生物探究性實驗設計的要點

2.1實驗設計的六個原則

2.1.1科學性原則

所謂科學性，是指實驗目的要明確，實驗原理要正確，實驗材料和實驗手段的選擇要恰當，整個設計思路和實驗方法的確定都不能偏離生物學基本知識和基本原理以及其他學科領域的基本原則。如：淀粉酶水解淀粉的順序問題。

2.1.2對照性原則

科學、合理的設置對照可以使實驗方案簡潔、明了，且使實驗結論更有說服力，包括4類：

①空白對照：空白對照是指不做任何實驗處理的對象組。

例如，在"生物組織中可容性還原性糖的鑒定"的實驗中，向甲試管加入試劑而已試管溶液不加試劑，一起進行沸水浴，比較它們的變化。這樣，甲為實驗組，乙為對照組，且乙為典型的空白對照。空白對照能明白的對比和襯托出實驗組的變化和結果，增強了說服力。

②條件對照：條件對照指雖給對象施以某種實驗處理，但這種處理是作為對照意義的。

例如：設計甲狀腺激素能促進蝌蚪的生長發育的實驗：

將15條同時孵化的同種蝌蚪（體長均為15mm），隨機分為3組（每組5條），在相同水質、飼料、溫度條件下飼養。A組加入甲狀腺激素，B組加入甲狀腺抑制劑，C組不加任何藥物。在實驗的10d～12d中，按時用標尺測量并觀察蝌蚪的生長變化情況。

在這個實驗設計中，A組為實驗組，B、C組為對照組，B組為條件對照，C組為空白對照。通過條件對照、空白對照的設置，更能充分說明實驗因子--甲狀腺激素能促進蝌蚪的生長發育。

③相互對照：相互對照是指不另設對照組，而是幾個實驗組相互對照。如酶的專一性和高效性驗證的實驗，兩組實驗之間就是相互對照，較好的平衡和抵消了無關變量的影響，使實驗結果更具有說服力。

④自身對照：自身對照是指不另設對照組，實驗組與對照組在同一對象上進行。如"植物細胞質壁分離和復原"實驗，就是典型的自身對照。自身對照，方便簡便，關鍵是要看清楚實驗處理前后現象變化的差異，實驗處理前的對象狀況為對照組，實驗處理后的對象變化則為實驗組。

2.1.3等量性原則

對照是實驗控制的手段之一。為排除實驗中無關變量對因變量的干擾，常常需要相對于實驗組設置對照組，以說明因變量的變化結果不是因為無關變量的影響。遵循單因子變量原則，對照組與實驗組比較只能有一個自變量，因此兩個組的無關變量就必須"等量"了，故稱等量對照原則。每次實驗所加試劑的量要相等。

2.1.4單因子變量的原則

即在實驗的諸多因素中，要控制其它因素不變，而只改變其中一個因素，觀察該因素對實驗結果的影響。這樣，就可以判斷出現不同現象的原因是有唯一的變量不同而引起的。

如，在探究不同的PH對唾液淀粉酶活性的影響是，PH值是實驗變量，它可以改變，但其他因素如溫度則在各組中必須保持恒定，以免干擾實驗結果。

2.1.5可重復性原則

指的是控制某種因素的變化幅度，在同樣條件下重復實驗，觀察其對實驗結果影響的程度。目的在于盡可能消除非處理因素所造成的實驗誤差，體現實驗的科學性。

2.1.6簡約性和可行性原則

是指實驗材料容易獲得，實驗裝置簡化，實驗藥品便宜，實驗操作簡便，實驗效果明顯并能在較短時間內完成。從實驗目的、實驗原理到材料用品的選擇、實驗操作等，都要符合實驗者的一般認知水平，滿足現有的條件，具有實驗和完成實驗的可能性。

以上這些原則都是實驗設計中要注意和把握的，因此，在實驗教學過程中，要滲透這些思想；今后還要繼續認真鉆研教材中探究性課題，切實提高學生的實驗設計能力。

2.2完成實驗設計題的基本思路

①明確實驗目的、實驗原理及實驗類型；

實驗目的：要探究或者驗證的某一事實。

實驗原理：進行實驗依據的科學道理。

實驗類型：探究、驗證、分析改錯。

②分析變量，設置對照。

③精心策劃實驗方法、嚴格設計實驗過程，并引入科學的測量方法（實驗材料和試劑可以起到提示的作用）。通常：第一步：建立對照實驗；第二步：進行對照實驗；第三步：正確方法觀察、測量、記錄實驗現象。直接用肉眼觀察類的、需借助顯微鏡類的（此類要注意觀察前先制作臨時專片）、需進一步用試劑檢驗類的等。在第一、二步中一定要體現單一變量原則和等量性原則。有的實驗需要做準備工作的應在第一步前，當然也有在中間的，這要根據具體實驗而定。

④有效預測實驗結果、科學描述分析實驗結果，并得出科學的實驗結論。

總之：實驗設計題型應對策略：1、準確地把握實驗目的。2、精心地策劃實驗方法。（化學物質的檢測方法、實驗結果的顯示方法、實驗條件的控制方法）3、合理地設計操作過程。4、嚴格地設置對照實驗。5、準確地預測實驗結果。6、簡明地組織語言文字。

步驟設計一般不宜連續描述，往往需要分段敘說；試管（或燒杯，水槽等）要給予編號，如A、B或甲、乙；敘說中盡量要用規范的實驗術語，不能用含糊的口語。

2.3對實驗方案作出恰當的評價和修改

實驗改進、改錯題型應對策略：第一步：分析取材是否正確。第二步：分析實驗原理及方法是否正確。第三步：分析藥品與試劑的使用是否合理。第四步：步驟及操作分析，主要有以下情況：①漏做或順序顛倒某個實驗步驟。②操作方法錯誤。③有沒有設置對照，如果有則看對照設計是否合理。④實驗是否遵循了單一變量原則。⑤實驗是否具有偶然性。⑥有無更為簡單的實驗方案。⑦實驗能否順利完成。⑧實驗的安全性如何。第五步：分析實驗結果是否正確。

以上這些設計要點都是實驗設計中要注意和把握的，因此，在實驗教學過程中，要滲透這些思想；今后還要繼續認真鉆研教材中探究性課題，切實提高學生的實驗設計能力。

參考文獻

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一個比較完整的實驗設計方案，一般包括以下內容：

（1）實驗課題：即實驗內容。

（2）實驗原理：即理論依據。

（3）假設：即對可見現象提出的一種可檢測的解釋但未經證實的結論。

（4）預期：即在檢測―個假設之前，先提出實驗的預期結果。

（5）實驗。根據實驗的目的和提出的假設，來具體設計實驗的方法步驟。在實驗的方法步驟設計中，必須遵循對照性、等量性、單一變量等的原則。

（6）觀察和收集數據：即定時、定期觀察實驗過程發生發現象或采集數據并如實記錄。

（7）分析與推論：對記錄來的現象、結果、數據進行整理、分析，有的可以處理成圖表等形式。最后通過分析得出結論，如果預期沒有實現，則說明假設不成立，作出否定的結論，如果預期得到實現，則假設成立，則作出肯定的結論。

一、實驗設計應遵循的六個原則

1.科學性原則

所謂科學性，是指實驗目的要明確，實驗原理要正確，實驗材料和實驗手段的選擇要恰當，整個設計思路和實驗方法的確定都不能偏離生物學基本知識和基本原理以及其他學科領域的基本原則。如：淀粉酶水解淀粉的順序問題。

2.對照性原則

科學、合理的設置對照可以使實驗方案簡潔、明了，且使實驗結論更有說服力，包括4類：

①空白對照：空白對照是指不做任何實驗處理的對象組。

例如，在“生物組織中可容性還原性糖的鑒定”的實驗中，向甲試管加入試劑而已試管溶液不加試劑，一起進行沸水浴，比較它們的變化。這樣，甲為實驗組，乙為對照組，且乙為典型的空白對照。空白對照能明白的對比和襯托出實驗組的變化和結果，增強了說服力。

②條件對照：條件對照指雖給對象施以某種實驗處理，但這種處理是作為對照意義的。

例如：設計甲狀腺激素能促進蝌蚪的生長發育的實驗：

將15條同時孵化的同種蝌蚪（體長均為15mm），隨機分為3組（每組5條），在相同水質、飼料、溫度條件下飼養。A組加入甲狀腺激素，B組加入甲狀腺抑制劑，C組不加任何藥物。在實驗的10d～12d中，按時用標尺測量并觀察蝌蚪的生長變化情況。

在這個實驗設計中，A組為實驗組，B、C組為對照組，B組為條件對照，C組為空白對照。通過條件對照、空白對照的設置，更能充分說明實驗因子――甲狀腺激素能促進蝌蚪的生長發育。

③相互對照：相互對照是指不另設對照組，而是幾個實驗組相互對照。如酶的專一性和高效性驗證的實驗，兩組實驗之間就是相互對照，較好的平衡和抵消了無關變量的影響，使實驗結果更具有說服力。

④自身對照：自身對照是指不另設對照組，實驗組與對照組在同一對象上進行。如“植物細胞質壁分離和復原”實驗，就是典型的自身對照。自身對照，方便簡便，關鍵是要看清楚實驗處理前后現象變化的差異，實驗處理前的對象狀況為對照組，實驗處理后的對象變化則為實驗組。

3.等量性原則

對照是實驗控制的手段之一。為排除實驗中無關變量對因變量的干擾，常常需要相對于實驗組設置對照組，以說明因變量的變化結果不是因為無關變量的影響。遵循單因子變量原則，對照組與實驗組比較只能有一個自變量，因此兩個組的無關變量就必須“等量”了，故稱等量對照原則。每次實驗所加試劑的量要相等。

4.單因子變量的原則

即在實驗的諸多因素中，要控制其它因素不變，而只改變其中一個因素，觀察該因素對實驗結果的影響。這樣，就可以判斷出現不同現象的原因是有唯一的變量不同而引起的。

如，在探究不同的PH對唾液淀粉酶活性的影響是，PH值是實驗變量，它可以改變，但其他因素如溫度則在各組中必須保持恒定，以免干擾實驗結果。

5.可重復性原則

指的是控制某種因素的變化幅度，在同樣條件下重復實驗，觀察其對實驗結果影響的程度。目的在于盡可能消除非處理因素所造成的實驗誤差，體現實驗的科學性。

6.簡約性和可行性原則

是指實驗材料容易獲得，實驗裝置簡化，實驗藥品便宜，實驗操作簡便，實驗效果明顯并能在較短時間內完成。從實驗目的、實驗原理到材料用品的選擇、實驗操作等，都要符合實驗者的一般認知水平，滿足現有的條件，具有實驗和完成實驗的可能性。

以上這些原則都是實驗設計中要注意和把握的，因此，在實驗教學過程中，要滲透這些思想；今后還要繼續認真鉆研教材中探究性課題，切實提高學生的實驗設計能力。

二、完成實驗設計題的基本思路

1.明確實驗目的、實驗原理及實驗類型；

實驗目的 ：要探究或者驗證的某一事實。

實驗原理 ：進行實驗依據的科學道理。

實驗類型：探究、驗證、分析改錯。

2.分析變量，設置對照。

3.精心策劃實驗方法、嚴格設計實驗過程，并引入科學的測量方法（實驗材料和試劑可以起到提示的作用）。通常：第一步：建立對照實驗；第二步：進行對照實驗；第三步：正確方法觀察、測量、記錄實驗現象。直接用肉眼觀察類的、需借助顯微鏡類的（此類要注意觀察前先制作臨時專片）、需進一步用試劑檢驗類的等。在第一、二步中一定要體現單一變量原則和等量性原則。有的實驗需要做準備工作的應在第一步前，當然也有在中間的，這要根據具體實驗而定。

4.有效預測實驗結果、科學描述分析實驗結果，并得出科學的實驗結論。

篇7

關鍵詞：核基因；質基因；同源區段；非同源區段

生物的性狀是由基因控制的，對于真核生物來說，基因主要位于細胞核染色體上，但也有少量基因位于細胞質（線粒體、葉綠體）中。細胞核染色體分為性染色體和常染色體，性染色體又分為Y染色體和X染色體。僅由Y染色體基因控制的性狀呈現出明顯的雄性傳雄性的特征，但控制性狀的細胞核基因是位于X染色體上還是在常染色體上？是僅位于X染色體上還是位于X、Y染色體同源區？這些問題，本文將通過例題結合分析予以解決。

一、控制性狀的基因是在細胞質還是在細胞核內

【實驗設計】研究方法：正交和反交實驗（注：正交、反交實驗中的父本與母本互換），觀察子代的性狀（表現型）。結果分析：如果正反交兩次實驗呈現出子代所有個體的性狀（表現型）相同，則控制性狀的基因在細胞核內；如果正反交兩次實驗呈現出子代表現型不相同，而且有明顯的特征：子代呈現出母系遺傳，即表現型與母本性狀相同，則可以確定性狀是由細胞質基因所控制。

二、控制性狀的基因是僅位于X染色體上還是在常染色體上

【實驗設計】1．如果未知研究性狀的顯隱性研究方法：采用正交和反交實驗，觀察子代的性狀（表現型）。結果分析：如果下一代雌性與雄性表現出的性狀不相同，則控制性狀的基因位于X染色體上；如果下一代雄雌表現型一致，則性狀是由常染色體基因所控制。2.如果已知研究性狀的顯隱性研究方法：采用顯雄與隱雌雜交實驗（雄性顯性個體與雌性個體），觀察子代的性狀（表現型）。結果分析：如果下一代雌性全部表現為顯性性狀，而雄性全部表現為隱性性狀，則控制性狀的相關基因位于X染色體上；如果下一代雌雄果蠅表現型相同（全部為顯性性狀或均有顯性和隱性性狀）性狀，則控制性狀的相關基因位于常染色體上。例1：果蠅的長翅基因（V）對殘翅基因（v）為顯性。現有足夠多的長翅與殘翅果蠅，該如何確定性狀是由常染色體還是X染色體上基因控制，應選擇什么類型的親本果蠅（只允許一次雜交實驗）？請根據子代表現出的性狀作出相應的判斷。（解題步驟略）

三、控制性狀的基因是僅位于X染色體上還是位于X、Y染色體的同源區段上

【實驗設計】適用條件：已知性狀的顯隱性及控制性狀的基因位于性染色體上研究方法：顯雄（純種）與隱雌雜交（注：顯性雄性個體采用的是純種，題干中一般有各種純種供選擇），觀察子代的性狀（表現型）。結果分析：若子代雄性均表現為隱性性狀，則控制性狀的基因僅位于X染色體上；若子代雄性均表現為顯性性狀，則控制性狀的基因位于X、Y染色體的同源區段上。例2：研究發現果蠅的紅眼基因（R）對白眼基因（r）為顯性。控制這對相對性狀的基因可能僅位于X染色體上，也可能存在于X、Y染色體上的同源區段上。現有足夠多的純種紅、白眼果蠅，如何采用合理的方法判斷控制這對性狀的基因是僅位于X染色體上還是位于X、Y染色體上的同源區段上？（注：只允許一次實驗，解題步驟略）

四、控制性狀的基因是位于常染色體上還是位于X、Y染色體的同源區段上

【實驗設計】研究方法：顯雄（純種）與隱雌雜交，觀察子代的性狀（表現型）。結果分析：如果子一代全部表現為顯性性狀，那么將子一代中的雌雄果蠅以獲得子二代，觀察子二代的性狀。如果子二代中所有個體都表現出顯性、隱性性狀，則性狀是由常染色體上的基因所控制；如果子二代中雌性個體表現出顯性和隱性性狀，而雄性個體只表現出顯性，那么控制性狀的基因則位于X、Y染色體的同源區段上。例3：果蠅是科學實驗經常用到的材料，其細胞核染色體有常染色體和性染色體之分，且性染色體X和Y有同源區和非同源區之分。直毛（D）對分叉毛（d）為顯性，現有足夠多的純種雄、雌分叉毛果蠅和純種雄、雌直毛果蠅，該如何判斷控制這對性狀的基因是位于常染色體上還是位于X、Y染色體的同源區段上，請寫出遺傳圖解并做簡要說明？

篇8

藻膽體由“桿”復合物和“核”復合物組成。前者直徑12nm，長度18nm，由若干個藻膽蛋白(包括藻紅蛋白、藻藍蛋白)六聚體通過連接肽聚合而成，組成六聚體的每個單體包括藻藍蛋白α和β兩個亞基;核復合物直徑12nm，長度12nm，由3個藻膽蛋白(別藻藍蛋白)三聚體和相應的連接肽組成，三聚體中每個單體由別藻藍蛋白α和β兩個亞基組成。核結構并排排列并附著于類囊體表面，桿結構分布于其核結構側面，呈放射狀排列，構成完整的藻膽體。在完整的藻膽體中，藻紅蛋白、藻藍蛋白復合物將吸收的光能傳遞給別藻藍蛋白復合物，能量最終被匯集并傳遞給光系統中的葉綠素a。不同物種藻膽體的組成和結構差異較大，而在實驗教學中宜選擇組成和結構比較簡單的藻膽體(如Synechococcus6301)。尤其是只含有藻藍蛋白和別藻藍蛋白，不包含藻紅蛋白的藻膽體，更適宜于該綜合實驗。

2實驗流程

藻膽體分離、純化以及性質分析實驗的具體操作步驟在相關文獻中均有詳細介紹，在此只給出實驗流程及所用到的實驗技術。其中，藻膽體分離和純化過程中，常溫操作及高濃度(0．6～0.9mol/L)磷酸緩沖液是保持藻膽體結構完整的關鍵，這兩個條件也是分離藻膽體實驗操作的特殊之處，完整的藻膽體經蔗糖密度梯度離心后形成明藍色區帶，吸收光譜最大吸收峰位于610～615nm;而藻膽蛋白的分離純化需在4℃下進行。另外，通過透析除去磷酸鹽(通常降至5mmol/L以下)后，藻膽體自動解體。

3藻膽體作為實驗材料的優勢

3．1實驗材料容易獲得

藍藻培養方法現已非常成熟，且藍藻在旺盛生長時，藻膽體占可溶性蛋白含量的80%左右，因此完成以上實驗流程每組只需要30～50g藍藻細胞。

3．2綜合性強

該實驗涉及表面活性劑的使用、密度梯度離心、透析、吸收光譜分析、SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳以及色譜等多項常用生化技術。

3．3實驗結果明顯、成功率高

實驗中得到的藻膽體及其解聚得到的藻膽蛋白均為有色的色素蛋白，密度梯度離心和層析結果均可直接觀察，增加了學生實驗過程中的興趣度，且各組往往是得到藻膽體和藻膽蛋白量上的差異，基本不會出現無實驗結果的問題。

3．4難度適當

在進行充分準備后，高年級本科生均可完成整個實驗流程，該實驗流程約需要24～36學時。該實驗靈活性強，既可作為綜合性實驗，也可作為分步實驗，隨講隨做，將每個實驗結果凍存備用，因此各院校可根據課時情況、學生基礎以及具體實驗條件對該實驗流程進行適當修改。此外，有條件的學校還可以在此基礎上，完成完整藻膽體的電鏡觀察、藻膽體及藻膽蛋白室溫或低溫熒光激發/發射光譜分析以及連接肽的分離純化等實驗，以增加實驗難度。

3．5實驗費用較低

完成實驗操作，若藻膽蛋白的純化使用羥基磷灰石柱層析，每組所需試劑耗材300元左右。

4實驗存在的問題

(1)密度梯度離心是純化藻膽體的必需途徑，也是制約該綜合性實驗大規模開展的重要因素，完成該實驗流程需至少收集2管的藻膽體(每管容量50mL，上樣5～10mL)，而每臺超速離心機只能同時放置6支離心管。由于我院擁有1臺超速離心機，因此該實驗每次開設均不超過6個小組。

(2)藻膽體結構與功能的研究始于上世紀70年代，現在已成為研究得最為透徹的生物大分子之一，目前已不是研究熱點，因此該實驗設計基本屬于驗證型，相比而言創新性稍顯不足，但無疑是訓練學生蛋白分離純化相關技術不可多得的實驗材料。

5結語

篇9

1.分析實驗原理，確定實驗思路。一個結論可通過許多不同的實驗來驗證，但究竟應該選用何種設計方案，則要根據題目的具體要求來確定。所以在把握實驗目的之后，要弄清題目的設計要求，之后在此基礎上確定實驗思路。

2.設計實驗步驟。實驗步驟是實驗設計的核心，在解答實驗設計題目中，對于實驗能力的考查主要是通過實驗設計的步驟來體現的。最好的實驗設計思路也要通過具體的實驗步驟來體現。要合理設計好實驗步驟，一方面需要學生掌握一定的實驗理論知識，明確實驗設計應遵循的原則；另一方面要有一定的實驗技能。5.分析實驗結果。實驗是手段，結果才是目的。因此，一定要對實驗結果進行討論、分析。

二、實驗設計過程中要注意的幾個問題

1.在分段敘述的過程中，要掌握一定的技巧，一般情況我們分三步進行：第一步，一般是對實驗進行分組；第二步，一般是對實驗對象進行處理；第三步，觀察、記錄數據、現象等。如果在題目中沒有給出實驗步驟，我們可以按照以上的方法設計實驗。如果題目中已經規定步驟，那我們可以靈活處理。具體做法是壓縮步驟或分解步驟，如把二、三步壓縮為一步，或分為兩步，要視題目的具體情況而定。

2.要注意分組以后的表述，前后一致，否則會導致實驗設計過程中表述上的混亂。

3.實驗材料和用具要充分利用。除題目特殊要求外，不要隨便添加實驗材料和用具。題目如果沒有明確提出要選用的話，題目中給出的試驗材料和用具要盡量用完。

4.語言表述要科學、準確和規范，盡量用學科術語。

篇10

1 加強實驗設計思想的教學，培養實驗設計能力

科學家完成一個成功的實驗需要經歷曲折的探索、設計過程，因此引導學生領會前人的實驗設計思想，體驗科學家所經歷的探索過程，是一條培養學生具有設計實驗能力的有效途徑。每一個實驗都有各自的設計思想，每一個成功的實驗其設計思想總是包含著對已有知識的靈活應用與創造性的科學構想。如萬有引力常量測定的實驗、觀察桌面微小形變實驗中所體現出放大的設計思想等；研究加速度與合外力、質量的關系，研究勻速圓周運動中向心力與質量、角速度、半徑的關系等實驗中所體現出控制的設計思想；平拋運動規律的探究等實驗中體現出的對比的設計思想等。所以在教學只有加強設計思想的教學，才能更好地培養設計實驗的能力，這是每一位物理教師在平時教學中都必須要注意的。

2 增強實驗的探索性，形成實驗設計能力

現行山東科學技術出版社發行的高一物理新教材中的實驗，探索性實驗的比例有所增加，這種安排有利于培養學生的設計實驗能力。因此教師應根據學生的實際情況，本著循序漸進的原則，精心安排并引導學生做好課本上的每個探索性實驗，就研究什么問題?設計什么方案?使用什么儀器?觀察什么現象?記錄什么數據?如何處理數據?如何進行誤差分析等一系列問題引導學生進行實驗設計，讓學生在教師引導下，通過設計實踐來提高自己的設計實驗的能力。下面以“探索彈力和彈簧伸長的關系”實驗為例，列表如下：

最終形成了該實驗的構想，從而完成整個實驗的方案設計和操作。

3 編擬實驗設計題，強化實驗設計能力

目前，中學物理教學中的實驗設計性試題，一般是根據課本中已出現的物理實驗的基本原理，所使用的基本器材以及實驗中學過的有關方法，設計一些新的實驗，按照實驗的設計方案及要求，完成實驗有關內容；或者是提供有關的實驗器材以及實驗的目的要求，根據有關知識以及在實驗中學過的方法，自己設計實驗方案，并完成實驗要求。在中學生初步具備了設計實驗能力的基礎上，教師可以有針對性地編擬一些設計性實驗題來強化學生的設計能力。限于中學生的知識和能力，編擬題目要求不宜過高，過程不宜太復雜，一般可從三個角度考慮編題。

3.1 從測量物理量來編題

如在講完自由落體運動規律后，可提出用什么方法測重力加速度?(滴水法、落桿法、頻閃照相法等)；講完滑動摩擦后，提出如何測一張紙與桌面間的動摩擦因數等。這類題較容易，便于結合學生所學的物理知識，促進學生利用基礎知識來進行實驗設計。

3.2 改變現有實驗條件來編題

如超重和失重規律的探究實驗中，除了用彈簧秤做演示實驗外還可以用什么來做實驗。這類題有一定難度，有利于培養學生的發散性思維，學生所設計的方案只要有道理的，教師均應鼓勵。

3.3 從實驗應用來編題

如設計一個測自行車所受阻力的方案、如何利用自由落體運動的規律來測量樓房的高度等，這類問題要求較高，只有學生具備了較強的實驗設計能力后才可出現。

4 通過實際操作，提高實驗設計能力

學生在進行實驗設計的過程中，經常會出現在理論上可行，但實際操作卻無法做到的情況。比如，在勻變速直線運動的實驗探究中，有的同學不用帶滑輪的長木板，直接在實驗桌上做實驗，理論上是可行，但實驗誤差較大。在實際操作中會發現：有的同學對打點計時器的用法不知如何使用、有的同學電源使用錯誤、有的同學對紙帶不知如何使用、有的同學對帶滑輪的長木板使用錯誤、有的同學不知如何處理紙帶等等，導致無法做成這個實驗。

只有通過實踐檢驗是正確的實驗設計，才是一個成功的實驗。因此在教學中應盡可能創造條件讓學生在設計好實驗方案后進行實際操作，增強學生的感性認識，這樣才能使他們的實驗設計更加合理、更切合實際，從而提高他們的實驗設計能力。

5 通過課外小實驗來加強設計實驗能力的培養

課外小實驗常需要學生自己設計實驗原理、尋找器材和裝配儀器等，它有利于培養學生克服困難，利用簡單設備做好實驗的精神，也是培養學生設計實驗能力不可忽視的一環。“用最平常的儀器作出最好的成果才算真本事”（卡文迪許實驗室看法），這是一個實驗者應有的信念。

如講完高中物理必修一中滑動摩擦力一節后，可安排學生這樣的一道實驗，請同學們設計一個測量紙與桌面之間動摩擦因素的實驗。有一些設計性課外小實驗是以“討論與交流”的形式在教材中單獨列出，如高中物理必修一中第49頁中“他們采用了什么方法測量井深”，這些設計性課外小實驗，方法靈活，取材容易，并因所給的測量工具不同，而要求尋找不同的實驗原理和方法，由學生獨立尋找和操作，易于發揮學生的主觀能動性，養成愛獨立設計實驗的好習慣。