高中生物实验设计题常见错误剖析及应对策略

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 高中生物实验设计题常见错误剖析 及应对策略 实验设计题是高考考查形式中非 常稳定的一种题型，能考查学生的实验、 探究、创新、综合运用等各方面的能力 以及进行科学实验的思想和方法，能较 好地体现当前生物新课程标准的基本理 念“倡导探究性学习 ”，引导学生主动参 与探究过程、勤于动手和动脑，重在培 养创新精神和实践能力，在近年高考中 频频出现。生物实验设计题的能力要求 高，难度较大，学生往往感到比较困难， 得分率较低，现根据笔者的教学经验将 学生在解答实验设计题中常见的错误进 行剖析。 中国论文网 /8/view-12884991.htm -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 1 实验目的书写不规范 实验目的是指要探究或者验证的 问题或事实，在实验目的的称述中，一 般采用叙述的形式。根据实验类型可将 实验分为探究性实验和验证性实验。探 究性实验的实验目的主要是探索研究对 象的属性、特征以及与其他因素的关系； 而验证性实验的实验目的主要是验证已 知研究对象的属性、特征以及与其他因 素的关系。学生往往因为不明确实验目 的究竟要写什么而出现书写不规范无法 得分的情况。 【例 1】 为了探究某物质（ X） 的作用，研究者提出了以下实验思路： （1） 实验分组： 甲组：培养液+Y 细胞+3H- Tdr(3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)+生理 盐水； 乙组：培养液+Y 细胞+3H- Tdr+X（用生理盐水配制） 。 每组设置若干个重复样品。 （2） 分别测定两组的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 CRD（细胞内的放射性强度） ，求每组 的平均值。 （3） 将各样品在适宜条件下培 养合适时间后，测定 CRD，求每组平 均值并进行统计分析。 （要求与说明： 答题时用 X、CRD、3H-Tdr 表示相关名 词，Y 细胞是能增殖的高等动物体细胞） 请回答： （1） 实验目的： 。 （2） 预测实验结果及结论： 。 （3） 实验中采用 3H-Tdr 的原 因是： 。 答案：（1） 探究 X 对 Y 细胞 增殖（DNA 的合成）的影响 （2） 如果乙组 CRD 明显高于 甲组，说明 X 对 Y 细胞增殖有促进作 用 如果乙组 CRD 与甲组基本相同， 说明 X 对 Y 细胞增殖无影响 如果乙组 CRD 明显低于甲组， 说明 X 对 Y 细胞增殖有抑制作用 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 （3） 3H-Tdr 是 DNA 合成的原 料之一，可根据 CRD 变化判断细胞增 殖情况 1.1 常见错误 “X 物质对细胞生长的影响” ；“X 物质对 Y 细胞的作用” ；“X 物质对 Y 细 胞吸收 3H-Tdr 的影响”；“X 物质对高 等动物的影响” ；“X 物质对 CRD 的影 响”；“X 物质能否促进细胞内 CRD 的 合成”。 1.2 应对策略 实验目的中一般应呈现出以下三 种信息： （1） 探究因素（自变量）:X 物 质。 （2） 实验对象:细胞。 （3） 观察目标（因变量） :增殖 情况。 所以探究性实验目的一般可以套 用以下格式：探究自变量对实验对象、 观察目标的影响。而该题中学生在答题 时主要没有准确找到观察目标，出现了 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 一些错误指标如“ 细胞的生长 ”、 “高等动 物的影响”等。确定观察目标是要根据 题目中所给的信息，通过实验思路可以 看出甲、乙两组分别为实验组和对照组， 实验变量为 X 物质。但甲乙两组又同时 加入了 3H-Tdr（3H 标记的胸腺嘧啶脱 氧核苷） ，根据所学的知识，3H-Tdr 应 该用于 DNA 的合成，自然观察目标也 就是 DNA 的合成，或者发生 DNA 合 成的时期细胞的增殖，所以观察目 标也就是因变量为细胞的增殖。 2 实验原理书写不规范 实验原理是实验设计的依据和思 路，是实验进行的科学理论，同时也是 检测结果的理论依据，既体现实验设计 的整体思路，也包括实验现象与结果出 现的原因以及重要实验步骤设计的根据 等。在答题时如果学生不理解何为实验 原理，很难得分。 【例 2】 为了验证胰岛素具有降 低血糖的作用，以小鼠活动状况为观察 指标设计实验。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 某同学的实验方案如下： 将正常小鼠随机分成 A、B 两组，观察并记录其活动状况。 A 组 小鼠注射适量胰岛素溶液，B 组注射等 量生理盐水。一段时间后，A 组小鼠会 出现四肢无力，活动减少，甚至昏迷等 低血糖症状，B 组活动状况无变化。 A 组小鼠出现低血糖症状后，分别给 A、B 两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。 一段时间后，A 组小鼠低血糖症状缓解， B 组活动状况无变化。 该实验方案可以说明胰岛素具有 降低血糖的作用。 请回答：该实验的原理是什么？ 答案：胰岛素具有降低血糖的作 用。体内胰岛素含量过高时，引起血糖 下降，机体出现活动减少，甚至昏迷等 低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄 糖溶液得到缓解。 2.1 常见错误 错将实验原理写成实验原则：如 单一变量原则、对照原则，没有理解实 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 验原理的实质。 实验原理不完整：如只回答胰岛 素具有降低血糖的作用。 观察指标阐述错误：本题中已经 明确指出以小鼠活动状况为观察指标设 计实验，但很多学生还是把观察指标写 成直接检测血糖浓度。 2.2 应对策略 实验原理可以从以下 3 个方面来 书写： （1） 自变量作用的科学依据： 实验中涉及到的科学依据必须是经人证 明的科学理论，往往来源于书本。如， 胰岛素能降低血糖浓度；还原糖与斐林 试剂加热时产生砖红色的沉淀；淀粉遇 碘变蓝。 （2） 因变量获得的原理。因变 量是实验现象与结果出现的原因，如本 题中胰岛素含量过高，引起血糖下降， 机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖 症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液 得到缓解。如在验证甲状腺具有促进动 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 物新陈代谢的作用时，甲状腺激素能促 进新陈代谢，加速体内物质的氧化分解， 从而使耗氧量和活动量加大。 （3） 因变量检测的方法：如观 察特异颜色变化、溶液浑浊度、沉淀和 气泡现象；观察形态结构、生理特征变 化；测量生长发育速度；测量生化反应 速度等。 3 实验结果分析不到位 实验结果是在实验结束时出现的， 通常伴有一定的现象。在验证性实验中 结果是在预料中的，无需再预测；而探 究性实验的结果应该对应假设，分类讨 论，而且要根据预测的不同结果得出相 应的结论。以例 1 第二小题为例，通常 有 3 种可能：如果出现现象说明自变 量促进因变量；如果出现现象说明自 变量抑制因变量；如果出现现象说明 自变量与因变量无关。 3.1 常见错误 学生对结果的分析不全面，不能 把所有的情况都写出来，可能原因是没 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 有真正理解题目的要求或者对于探究性 实验的结果与结论不能正确把握。 在回答时学生容易将结果与结论 的关系倒置，如“ 如果 X 对 Y 细胞增殖 （DNA 合成）有抑制作用，说明乙组 CRD 明显高于甲组 ”。 3.2 应对策略 一般探究性结果不是唯一，需要 分类讨论，需要把所有的可能都写出来， 而验证性实验的结论是已知的、确定的， 不需要进行讨论。因此学生在写预期结 果与结论时，应首先明确到底是验证性 实验还是探究性实验。如果是验证性实 验结果就是唯一的，如果是探究性实验， 讨论的是所有可能发生的情况，而讨论 的形式是“如果出现 现象，则说 明结论” 。通过结果来得出结论， 结果应该写在结论之前。 总之，在实验设计中，教师首先 应该注重学生实验能力的培养，鼓励