科學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，因此實(shí)驗(yàn)一直是學(xué)必出的內(nèi)容。從近幾年的實(shí)驗(yàn)題在中的題型變化來看，借助實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)新情境，側(cè)重考查對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行解釋和分析的已成為命題趨向，其中設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題更是熱點(diǎn)�！∷^實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，就是要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理，選擇實(shí)驗(yàn)器材，安排實(shí)驗(yàn)步驟，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理的及分析實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。它包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)等�！�(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，主要考查是否理解實(shí)驗(yàn)原理，是否具有靈活運(yùn)用實(shí)驗(yàn)的，是否具有在不同情境下遷移的�！∫�、 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的四個(gè)原則 1.對(duì)照性原則： 在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，通常設(shè)置對(duì)照組，通過干預(yù)或控制研究對(duì)象以消除或減少實(shí)驗(yàn)誤差，鑒別實(shí)驗(yàn)中的處理因素同非處理因素的差異�！ �(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中可采用的對(duì)照方法很多，除了有陽性對(duì)照、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照、自身對(duì)照、相互對(duì)照之外，通常采用空白對(duì)照的原則：即不給對(duì)照組以任何處理因素。值得強(qiáng)調(diào)的是，不給對(duì)照組任何處理因素是相對(duì)實(shí)驗(yàn)組而言的，實(shí)際上對(duì)對(duì)照組還是要做一定的處理，只是不加實(shí)驗(yàn)組的處理因素�！ � 2.隨機(jī)性原則：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的隨機(jī)化原則，是指被研究的樣本是從總體中任意抽取的。這樣做的意義在于：一是可以消除或減少系統(tǒng)誤差，使顯著性測(cè)驗(yàn)有意義；二是平衡各種條件，避免實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的偏差。 3.平行重復(fù)原則：平行重復(fù)原則，即控制某種因素的變化幅度，在同樣條件下重復(fù)實(shí)驗(yàn)，觀察其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響的程度。任何實(shí)驗(yàn)都必須能夠重復(fù)，這是具有科學(xué)性的標(biāo)志。上述隨機(jī)性原則雖然要求隨機(jī)抽取樣本，這能夠在相當(dāng)大的程度上抵消非處理因素所造成的偏差，但不能消除它的全部影響。平行重復(fù)的原則就是為解決這個(gè)問題而提出的�！ � 4.單因子變量原則： 單因子變量原則，即控制其他因素不變，只改變其中某一變量，觀察其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。除了整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中欲處理的實(shí)驗(yàn)因素外，其他實(shí)驗(yàn)條件要求做到前后一致。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法 1.了解題目要求：解題首先要明確題意，只有明確題意才能方向明確，少走彎路�？辞孱}意是要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、步驟還是分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果�！ � 2.明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑恚好鞔_實(shí)驗(yàn)到底要解決什么問題，要用到生物學(xué)上什么原理�！� 3.確定實(shí)驗(yàn)思路：就是根據(jù)原理對(duì)實(shí)驗(yàn)作出假設(shè)，并對(duì)可能產(chǎn)生的現(xiàn)象作出預(yù)期，并充分利用實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路。 4.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟：根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、原理和思路，設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作步驟。要思考題目中所給出的實(shí)驗(yàn)材料和試劑分別起什么作用 高中學(xué)習(xí)方法？怎樣運(yùn)用？要注意：一是題目中給出的實(shí)驗(yàn)試劑和材料一般應(yīng)充分利用；二是除非題目條件允許，否則不能自己隨意增加實(shí)驗(yàn)試劑和材料。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是一種開放性，可能存在多種實(shí)驗(yàn)步驟，但一般應(yīng)遵循以下幾個(gè)要求：簡(jiǎn)便性、可行性、安全性和精確性�！ � 5.記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)：在實(shí)驗(yàn)中將觀察到的現(xiàn)象如實(shí)、準(zhǔn)確地記錄下來。除了用文字進(jìn)行記錄外，還可以用數(shù)據(jù)或符號(hào)進(jìn)行記錄�！ �6.分析得出結(jié)論： 根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)，通過分析、計(jì)算、圖表、推理等處理，歸納出一般概括性判斷，并用文字、圖表、繪圖等方法作一個(gè)簡(jiǎn)明的總結(jié)�！ ∫陨现皇墙獯鹨话憔C合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的一般思考方法。在解題過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的具體情況和要求，作出正確的回答。 三、 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題型類析 1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：題目給出實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙恍└郊訔l件，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，寫出實(shí)驗(yàn)原理，解答這類題首先要根據(jù)題目的要求和給出的條件，確定和書本相關(guān)的點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)原理，構(gòu)思相關(guān)的生物情境，然后再設(shè)計(jì)便于操作的實(shí)驗(yàn)方案�！ ±�1 設(shè)計(jì)一個(gè)于室外空曠處進(jìn)行的，在不用任何藥劑、裝置合乎觸及幼苗的情況下，使幼嫩植株長成如圖示形態(tài)的實(shí)驗(yàn)方案，并說明實(shí)驗(yàn)原理�！ � (1) 實(shí)驗(yàn)方案 (2) (2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理 解析：這是來源于生活中的習(xí)題，可采用的方法很多，如利用向光性生長等，但題目作了許多限制，因此根據(jù)生活常識(shí)可設(shè)計(jì)為將正常生長的植株花盆側(cè)放在地上，待其彎向上方生長后，再擺正花盆。其原理為利用莖的背地性生長的特性。 2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟：根據(jù)題目要求給定的器材以及實(shí)驗(yàn)提出的目的，設(shè)計(jì)或補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)步驟。這類題目體現(xiàn)了高題理論聯(lián)系實(shí)際的原則和學(xué)以致用的趨向。要求教學(xué)中要強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生"根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求和有關(guān)原理設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方法"的能力，以及"通過分析和綜合、比較和論證，選擇解決問題的最佳方案的評(píng)價(jià)能力"。例2 現(xiàn)提供新鮮柑桔60個(gè)，塑料桶(籃)數(shù)個(gè)，松樹針葉適量，蒸餾水、清水、無色透明保鮮袋若干，醫(yī)用APC(保鮮劑)、溫濕計(jì)、臺(tái)式天平、量筒、空調(diào)機(jī)等。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，在室溫24℃的條件下，研究松樹針葉是否有保鮮作用。解析：(1)將柑桔分成甲、乙、丙三等份，稱好每份的重量。 (2)分組處理。甲組：不經(jīng)任何處理，用一塑料桶(籃)把一份柑桔裝好，放在室內(nèi)桌架上。乙組：在一塑料桶(籃)底鋪上適量的松樹針葉，放上一層柑桔再鋪上一層針葉，如此重復(fù)直至把一份柑桔放完，上面再用松針葉覆蓋好，放室內(nèi)保存。丙組：用適量醫(yī)用APC(保鮮劑)溶解于蒸餾水配成一定濃度的溶液，把一份柑桔放入浸泡適當(dāng)?shù)臅r(shí)間。取出后晾干水分，用保鮮袋包裝好放塑料桶(籃)中保存。(3)觀察與記錄。利用空調(diào)機(jī)將室溫調(diào)節(jié)為24℃，定時(shí)觀察各組出現(xiàn)斑點(diǎn)和軟腐的情況，做好詳細(xì)的記錄。試驗(yàn)進(jìn)行到柑桔完全失去食用價(jià)值時(shí)結(jié)束。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。在三組處理中，只要乙組的柑桔保鮮期優(yōu)勝于甲組，說明松樹針葉有保鮮作用，而乙組的保鮮期接近、相等或優(yōu)于丙組，則說明松樹針葉有良好的保鮮作用�！ � 3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方法：此類主要考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)密性和科學(xué)性，并以此為媒介，引導(dǎo)解決問題的最佳方法，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和科學(xué)能力�！±�3引起50%左右細(xì)胞發(fā)生初始質(zhì)壁分離的濃度，我們稱之為細(xì)胞液的等滲濃度。為了測(cè)定洋蔥表皮細(xì)胞的等滲濃度，有人把剪成小塊的洋蔥表皮細(xì)胞分別(等量)依次放入下面各組溶液中，并記錄結(jié)果如表（１）：(1)該洋蔥表皮細(xì)胞的等滲濃度為多少？(2)如果再給你4組實(shí)驗(yàn)材料，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出可以更精確地測(cè)出細(xì)胞等滲濃度的方法。解析：這類試題并不單純以實(shí)驗(yàn)?zāi)芰榭疾槟康模且詫?shí)驗(yàn)作為問題情境，考查學(xué)生的綜合分析能力。根據(jù)題設(shè)條件可知該洋蔥表皮細(xì)胞的等滲濃度為0.5-0.6mol/L之間。如何設(shè)計(jì)一個(gè)更加精確的測(cè)定方法，從題中的設(shè)計(jì)思路推知，可采用縮小各組蔗糖溶液的濃度梯度加以測(cè)定。因此可分別配置濃度為0.52mol/L、0.54mol/L、0.56mol/L、0.58mol/L的4組蔗糖溶液進(jìn)行類似實(shí)驗(yàn)�；蛳扰渲脻舛葹� 0.55mol/L的蔗糖溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如果發(fā)生初始質(zhì)壁分離的超過50%，則再配置0.53mol/L的蔗糖溶液，如果沒有達(dá)到50%，則再配置 0.58mol/L的蔗糖溶液。依次類推，先后進(jìn)行4次實(shí)驗(yàn)。 4.綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)型：這類試題完全為開放性試題，其條件、方法和方案均具有不確定性。要求根據(jù)題型要求自行設(shè)計(jì)。例4 某地種、養(yǎng)殖品種及生產(chǎn)的某些因素如表（２）。請(qǐng)依生態(tài)學(xué)原理，選擇種、養(yǎng)殖生物各兩種，設(shè)計(jì)一個(gè)良性循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng)(以物質(zhì)循環(huán)示意圖方式展示，如有必要請(qǐng)做簡(jiǎn)要說明)。解析：本題要求學(xué)生運(yùn)用生態(tài)學(xué)知識(shí)，根據(jù)生態(tài)平衡原理，設(shè)計(jì)一個(gè)良性循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng)，其條件、方法和方案具有不確定性。其要點(diǎn)是做到投入少、產(chǎn)量高，要有效避免或減輕環(huán)境污染，要以生物能轉(zhuǎn)化的廢棄物循環(huán)利用為基準(zhǔn)點(diǎn)。根據(jù)題設(shè)要求，種植和養(yǎng)殖可隨意選取兩種，同時(shí)可考慮設(shè)置沼氣池將秸稈和糞便入沼氣池發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，供家庭生活使用。沼渣供植物作肥料，植物草莖可作為養(yǎng)殖動(dòng)物的飼料。施肥要求用農(nóng)家肥，防止環(huán)境污染不用化肥。同樣為避免環(huán)境污染，治理蟲害不用農(nóng)藥，而采取生物防治方法，甚至可采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將抗蟲基因?qū)朕r(nóng)作物體內(nèi)，從而具備抗蟲功能。其參考設(shè)計(jì)方法如圖（３）所示：說明：可用性引誘劑、害蟲天敵等生物防治方法防治害蟲�！�
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