高考生物实验设计和实验分析与评价

1．实验目的的审读

若题目中以坐标模型呈现实验目的，则可描述为探究“横轴标识(自变量)”对“纵轴标识(因变量)”的影响。

一般模式：探究(验证)＋自变量＋因变量，例如，探究光照强度对植物光合作用强度的影响。

2．实验原理的分析

(1)实验原理一般由三段组成：自变量和因变量的关系＋因变量的观测指标＋实验过程描述。

(2)实验原理中“因变量的观测指标”可作为实验结果的参考；有些题目要求对实验结果进行分析，其考查的是实验原理，所以对实验结果分析时套用实验原理即可。

3．变量的控制

(1)变量之间的关系

(2)变量的处理方法

①自变量的处理方法

a．“加”或“减”：例如验证甲状腺激素的生理作用——“加”即口服或注射该激素；“减”即手术切除甲状腺法。

b．“换”：如探究温度对酶活性的影响实验，对自变量温度无法“加”或“减”，就用“换”的方法。

②无关变量的控制方法

a．消除法：排除或隔离无关变量对实验结果的影响。例如在“验证生长素能促进果实发育”的实验中，有一组要求无生长素，需在开花前，用纸袋将雌花套住，隔离外来花粉的干扰。

b．恒定法：在整个实验中，尽量使所有的实验条件、实验处理、实验对象等都恒定不变。例如在“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”实验中，始终将试管处于恒温水浴中，以消除温度这一无关变量对实验的影响。

c．平衡法：设立对照组，除自变量以外，无关变量对实验组、对照组的影响都是均等的，从而可不计无关变量的影响，得到实验变量的效果。

③因变量的确定：因变量必须是可测量或可观察的指标，例如某溶液中是否存在淀粉酶，肉眼看不到，通过实验加淀粉，但淀粉含量是否发生变化还是看不到，所以需要通过加碘液或斐林试剂进行颜色方面的鉴定，即是否出现蓝色或砖红色沉淀这些现象指标做因变量。

4．实验设计的基本步骤

(1)材料分组编号(遵循等量原则，必要时还要体现平行重复原则、随机性原则)。

(2)对不同的对象施以不同的处理(遵循对照性原则和单一变量原则)。

(3)在相同且适宜的条件培养(或反应)(控制无关变量)。

(4)实验结果的观察与记录(因变量的预测)。

5．实验思路与实验步骤的异同

要求写出或补充实验思路与实验步骤是探究性实验题最为常见的考查形式，完美答案呈现的前提是突破一个难点：实验思路与实验步骤有何异同？

现以“植物细胞的吸水和失水”中植物细胞的失水过程为例，分析如下：

	表述范例	主要特点	考题特点	得分要点	区分要点
实验思路	将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其变化	言简 意赅	多数试题要求“写出”实验思路，很少要求“补充”实验思路	必须体现“自变量”和“因变量”，对“无关变量”表述时注意体现“适宜且相等”	思路，是 “想”法
实验步骤	制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片。用低倍显微镜观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色的中央液泡的大小。从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引，重复几次。用低倍显微镜观察，看细胞的中央液泡是否逐渐变小	精准 细微	常常要求“补充部分”实验步骤，很少要求“写出全部”	必须体现“自变量”如何设置、“因变量”如何获得、“无关变量”如何保证相同且适宜	步骤，是 “做”法

6.分析实验结果，归纳实验结论

实验结果是通过观察或测量得到的实验现象，是实验实际出现的情况。实验结论是根据实验现象，对实验因变量与自变量关系进行分析，得出的具有普遍意义的理论性结论。实验结论的得出必须依据实验结果。要掌握分析实验结果，归纳实验结论的一般方法：

(1)通过实验目的、实验的对照组设置或步骤，根据单一因素不同，找出实验自变量。

(2)由果找因，分析实验结果(因变量)与实验控制的单一因素(自变量)之间的逻辑关系，得出正确结论。

(3)在有些实验中，还要根据各对照组中得出的“分结论”，综合为“全面结论(总)”。

(4)在验证性实验中，因为要验证的事实是正确的，实验结果只有一种，实验结论即是要实验验证事实。在探究实验中，因为实验结果是未知的，可能出现的实验结果有多种，因此对应的实验结论也有多种，不同的结果对应不同的结论。

7．实验方案的补充和完善

实验方案的补充和完善是实验题目中难度较大的题目，要补充和完善实验方案首先找出实验方案中的错误和不足，要认真分析实验的材料、对照、步骤、结果等是否合理或正确。

首先看实验材料、器材的选择是否合理，实验药品的使用和用量是否准确。

其次是看实验对照：实验是否设置了对照；如果有对照，看对照设计是否合理，是否进行了编号和标记，实验的自变量的控制是否严格，是否遵循单一变量原则、等量的原则、平行重复原则，是否排除了干扰因素。

三看实验条件：是否需要进行搅拌、加热等；实验需要的温度、光照是否合理。

四看实验步骤：步骤顺序是否合理，步骤是否完整，具体操作是否违反生物学基本原理。

五看实验结果：实验目的是否与实验结果、结论对应；探究性实验的结果和结论是否讨论全面；是否先写结果后写结论。

根据以上的分析，找出实验方案中的错误或不足，然后对实验方案进行补充和完善。

8.评价类实验的一般解题规律

一看“对照”(若无对照，则参照实验组补充对照组；若有对照，则看对照是否有标记、是否遵循单一变量原则和等量原则)。

二看“步骤”(顺序是否合理，步骤是否完整)。

三看“材料”(材料选择是否合适，实验仪器、药剂的使用是否准确)。

四看“条件”(是否需要搅拌、冷却等，温度、光照等条件是否合理)。

五看“结果与结论”(实验目的是否与实验结果、结论对应，探究性实验的结果和结论是否讨论全面，是否是先写结果后写结论)。