高中生物试验设计

高中生物实验设计潘卓教学目标：知识目标：辨别探究性实验和验证性试验，写出实验结论分析得出高中生物实验原理区别和处理实验变量、反应变量和无关变量，设计对照实验思路能力目标：具备验证简单生物学事实的能力，能设计实验、提出实验思路，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查，假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。情感目标：树立辩证唯物主义观点，逐步形成科学的世界观教学重难点：重点：实验原理和对照性实验的设计难点：实验变量，无关变量和反应变量的操控、控制和检测三、教学设计：【视频展示】考试说明解读：（二）实验与探究能力1．能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。2．具备验证简单生物学事实的能力，能设计实验、提出实验思路，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。3．具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查，假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。4．能对一些简单的实验方案进行设计并作出恰当的评价和修正。【展示例题】： 例一、研究发现紫外线抑制植物生长，原因可能是紫外线提高了植物体内吲哚乙酸氧化酶的活性，从而催化生长素氧化为3－亚甲基氧代吲哚，而失去促进细胞伸长的作用。现在提供生长状况相同且健康的小麦幼苗若干作为实验材料，请完成下列实验方案，以验证紫外线抑制植物生长与生长素的氧化有关。（探究紫外线抑制植物生长与生长素的氧化有关。）步骤1：将小麦幼苗平均分为甲组和乙组。步骤2：给予甲组光照，给予乙组光照。观察两组幼苗的并测量的含量。预测实验结果和结论：。答案：适宜的光照；同等强度的可见光和一定强度的紫外线光；高度；3－亚甲基氧代吲哚；甲组高于乙组，甲组中3－亚甲基氧代吲哚含量少于乙组，紫外线抑制了植物的生长。【引入】如果实验目的改成：探究紫外线抑制植物生长与生长素的氧化有关。那答案哪里需要改动？预测实验结果和结论：若甲组高于乙组，且甲组中3－亚甲基氧代吲哚含量少于乙组，则紫外线抑制了植物的生长。若甲组低于乙组，且甲组中3－亚甲基氧代吲哚含量多于于乙组，紫外线促进了植物的生长。若甲乙两组高度差不多，且两组中3－亚甲基氧代吲哚含量相似，紫外线与植物的生长无关。【板书】实验设计的常规解题思路：1、判断实验类型【视频展示】

探究性实验验证性实验实验目的探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系验证研究对象的已知属性、特征以及与其他因素的关系实验现象未知，可以不描述已知，应准确描述实验结果预测对应假设，分类讨论。一般需讨论“如果出现结果①会怎样，如果出现结果②或③又会怎样”，一般有多种可能的结果。但有时也会出现“预测最可能的结果”的问题．此种情况应根据已有知识推测最合理的结果。与实验假设一致（不可与探究性的结果预测相混）实验结论根据可能的实验结果，进行分析。对应实验目的做出肯定结论【板书】2.明确实验目的【教师说解】 实验目的一般在题干中呈现。审“实验目的”：例：探究不同PH对酶活性的影响。验证X对Y的影响（或关系）;探究X对Y的影响（或关系）实验目的能告诉我们什么？【学生解读】 1、实验类型2、根据实验的因果关系找出自变量和因变量，一般X就是自变量，Y就是因变量【板书】3.分析实验原理【例题展示】（05年全国卷Ⅰ）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。某同学的实验方案如下：①将正常小鼠随机分成A、B两组，观察并记录其活动状况。②A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。③A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：该实验原理是：【学生思考】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。【教师解说】 什么是实验原理?实验原理是实验步骤设计、实验结果预测、实验结果分析的依据。 怎样书写实验原理？1、实验能够这样设计的科学理论依据。2、实验能够这样检测结果的理论依据。【例题展示】下图为测量过氧化氢酶催化过氧化氢分解放出O2的实验装置。水槽内注有清水，倒置的量筒内也充满了清水。提前制作大小相同的圆形小滤纸片若干。实验过程如下：①制备新鲜动物肝脏的研磨液；②将4片圆形小滤纸片在肝脏研磨液中浸泡后取出，并贴【例题展示】例题2为验证铁是植物生长发育所需的“不可再利用的元素”，请你写出合理的实验步骤。实验材料：同种的具4－5片叶的小麦幼苗实验器材：自选【学生解答】实验变量：铁元素操纵方法：缺铁完全培养液无关变量：控制方法：小麦个体差异；对小麦幼苗进行随机分组；小麦生长发育所需的其它必需元素；设置空白对照：完全培养液环境因素等其它条件相同；适宜的 环境。反应变量：小麦叶的生长状况检测方法：观察小麦新叶和老叶的颜色变化【学生解答】实验步骤：1、选择生长状况相同的小麦若干，随机分成数量相同的A、B两组。2、将A组小麦用缺铁培养液培养，将B组小麦用等量的完全培养液培养。3、将两组装置共同置于温度、光照等适宜的条件下培养。4、每天观察小麦新叶和老叶的生长情况，并记录结果。【板书】5.实验步骤【讲解】实验的步骤中应表述的要点1、实验变量的操纵方法2、无关变量的控制方法实验分组：实验材料分组、实验器械分组设置对照组：其它条件相同适宜条件下进行实验3、反应变量的检测方法实验步骤常用句式：第一步：把…（生长状况、大小、身高、体重、生长发育等）相同的…随机平均分成A、B…组，A为对照组，B…为实验组。（分组编号，等量对照—主要是描述“无关变量”）第二步：A组加适量的…（对照处理）；B组加等量的…（实验处理）；其他条件相同且适宜。（实验组进行处理—主要是描述“自变量”，平衡“无关变量”）第三步：把…培养（生理实验）或反应（生化反应类）一段时间后，观察记录…数据进行相关处理（求平均值等），（实验结果的处理—主要是描述“因变量”）【板书】6.预期实验结果【作业总结】同学甲从一本《植物生理学》中查到“幼嫩叶片可产生生长素，生长素可阻止叶柄脱落”的结论。于是他设计了一个实验，想证实该结论。他的实验步骤为：（1）取一盆生长状况良好的植物，去掉幼叶的叶片（如右图所示）；（2）观察幼叶叶柄的脱落情况。请你用所学知识，