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除了这个以外,还有一个要遵循的就是,我们高中阶段的实验设计要遵循三项基本原则,科学实验设计要遵循的原则是很多的,但是就我们中学来说,有三项基本原则就够了,第一项原则就是单因子变量这个原则,第二项原则就是对照原则,设置对照的原则。第三项就是大样本原则,所谓大样本原则就是指的实验材料要足量,至于科学性原则那必须是遵守的,所以我们不需要把这个作为学生要考虑的问题,只要遵循三个基本原则去设计那就可以了。除了这个以外,有的时候由于中学同学的知识的局限性,为了使同学们在考试做答当中能够顺利进行,题干可能还给出一些提示,这些提示也是我们进行实验设计所必须考虑的。这是第四点。
第五点也是最重要的,设计实验的核心是什么?核心是实验步骤的安排,你一定要写出来根据实验原理和给出的实验条件,你这个实验设计方案第一步干什么,第二步干什么,第三步干什么,第四步干什么,你必须写得很有条理性才行,这样的话,才涉及到我们要求是同学们设计的实验不仅仅要明确实验设计依据这五个方面,还应该知道实验步骤大体包括几步。就我们中学来看,我们中学课本上的实验有的很简单,两三步就完成了,但是也有些实验,比如说DNA抽提取这个实验,基于红细胞中的DNA的抽提取,课本中列出了11个步骤,到底高考的时候,我们设计实验是步骤多一点好呢?还是步骤少一点好呢?这是同学们最犯难的一点。我个人认为,高考中的实验步骤最多不要超过四步。最多不要超过四步,我们怎么去设计这个实验方案呢?实验方案的设计莫过于首先是纸上谈兵,这就比如说利用你课余时间给家里边养的一个小动物搭一个休息的屋,你要搭一个休息的屋你势必要先在纸上规划一下,在纸上画一个蓝图,蓝图画完了讨论没有问题了怎么办,你按照蓝图的要求备料,准备材料,准备设备,蓝图也有了,设备也有了,你只能操作,操作完了以后,搭起来以后,它的实用性怎么样呢?那我把宠物拿来,放在里边看看它在里边舒不舒服,它喜不喜欢。实际上我们在实验设计当中也应该是这样的,第一步应该是纸上谈兵,纸上谈兵是什么?就是确定你的实验组合,你这个实验到底需要几个组合,比如说我就是要做温度影响酶活性的实验,毫无疑问温度是实验组,这个实验组是一个变量,它应该有几个处理呢?同学们知道,温度对于酶的活性影响画出来是一个抛物线,既然是一个抛物线你得取几个组合呢?同学们在数学里边,在物理里边都学了,必须得有五点到六点才行,那你要设计这个,将来是一个抛物线的话,那它应该是五点到六点,比如说0度、10的,20度的,40度,80度的5点,这里边设计对照,在温度影响酶活性的实验当中没有单纯的对照了,在这里边梯度互相可以做比较,那互相都是互为对照。
如果你要是做生长素对扦插生根的影响,那我至少得设计出来生长素浓度的梯度,生长素浓度的梯度,第一个就是零梯度,用的是蒸馏水,那显然蒸馏水是一个空白对照,我还有10ppm,20ppm、30ppm、40ppm,50ppm,这些又出一个梯度,0梯度这就是一个空白对照,总之来讲,你不仅要设置出来实验组合,还得确定整体上它的处理,这个纯粹是纸上谈兵。
第二步我设计出来了,就要做实验了,五个温度梯度,我就应该把所用的酶,所用的底物都分别装在各自的试管里边,每一个组合搁在一个温度里边去处理它,这一步叫做实验预处理,包括溶液梯度溶液的配置,包括实验装置的安排,这就是实验的预处理,有了实验的预处理,第三步就是操作。比如说经过预处理的酶和酶溶液和底物,淀粉溶液,就在这个特定的温度条件下把两者混合,混合以后继续培养,这个过程是酶促反应的过程,这是一个操作的过程,操作过程完了以后我需要进行鉴定,每一个里头在它的特定温度条件下我都分别滴进去检测的溶液,比如说像还原性的检测,你只要滴进去了溶液的话,比如说班氏试剂和菲林试剂,这些试剂当中,尤其是菲林实际有氢氧化钠溶液,这个氢氧化钠溶液就能够使每一个处理中的酶发生变性,发行以后然后滴进去以后再加恒温处理,100度的恒温处理它就分别显出颜色了。像这一步酶促反应和鉴定反应那就是操作,这个操作过程当中,你还得需要实验结果,实验结果我要记录在一个事先设计的表格上。
所以说第四步就是实验结果的记载,我要把实验结果记载在哪儿,实验结果或者是实验数据,实验测得的数值我们统称实验数据,这叫记载实验数据,这样就包括四个环节,第一个环节是实验组合的确定,第二是预处理,第三个是操作,第四个是观察和记载。有的时候可能把实验材料和试验设备的准备工作作为题干中用了,那就变成了三个步骤了。
高中生物的实验设计的步骤最多不超过四步。有人还提出来实验设计还应该包括实验的预测,实验预测这个问题在高考当中会变成第二个小问题提出来,因为你没有去实施,你对你这个实验设计的结果做一个预测就变成第二个小题。这样的话,实验设计如果能够按照先搞清楚实验设计依据五个方面,然后再搞清楚实验原理、步骤,最多不超过四个步骤,按照这样的一个方式去迎接高考中的实验设计,应该说是没有问题的。 |