生物学实验设计方法

生物学实验设计方法（精选12篇）

生物学实验设计方法 第1篇

关键词：高中生物,解题方法,实验设计

实验设计是高考复习中考生易失分但比重比较大的专题。实验设计题信息量大,综合性强,要求考生有扎实的基础知识、缜密的思维、强的语言概括能力和创新意识。因此,只有理清解题思路,找准实验方法和突破口,才能保证解答实验设计题得心应手。笔者结合实际教学经验,从以下两个方面谈谈高中生物实验设计的解题方法。

一、认真审题

1.明确实验目的。

实验设计的核心在于明确实验目的,实验目的一般可以通过关键词来确定,如“研究,验证,探究”等关键词后面往往是本题的实验目的。

根据实验目的的不同,生物实验可以分为两种。验证性实验是要验证相应的生物学事实或现象,结果是确定的,探究性实验是要探究研究对象的未知属性,结果往往是未知的。

2.找准实验变量。

找准实验变量要抓住三个变量———自变量、因变量和无关变量。在分析实验变量时,要重点关注三个问题:(1)自变量如何设置?(2)因变量如何检测?(3)无关变量如何控制?

3.分析实验原理。

实验原理是实验设计的基础,实验原理包括以下两点:(1)自变量对因变量的具体影响。(2)观察或检测因变量的依据。实验原理一般表述为:某种因素(自变量或操作过程)会(可能)产生某种结果(因变量或操作结果),通过某种方式(或观察指标),可以观察到(达到实验目的)。

例1验证不同波长对黑藻光合作用强度的影响。(见2004年西安市高三理科综合第23题)

解析:该实验的目的是题干中的最后一句话。根据实验目的,得知该实验属于验证性实验,实验结果和结论是唯一的。分析实验装置可知:该实验的自变量是光的波长;因变量是黑藻的光合作用强度,可用单位时间内O2的产生量来检测;因题目中提供的实验材料有p H试纸,因变量的光合作用强度也可以用溶液中酸碱度的变化来体现;无关变量有光照强度、Na HCO3溶液浓度、温度、灯泡与装置的距离等,要保证这些条件相同且适宜。根据光合作用的影响因素确定其实验原理为:不同波长的光通过影响光反应影响黑藻的光合作用强度,如红光和蓝紫光有利于提高光合作用强度,而绿光不利于提高光合作用强度;通过比较单位时间内气泡(O2)产生量或溶液p H的变化,可以确定光质对黑藻光合作用强度的影响。

二、巧妙解题

1.选材。

选材是操作实验方法和实施实验步骤的保证。实验材料的选择要分析“有什么用”、“怎么用”,如颜色反应的实验材料要求待测物质含量高,无色或接近无色。

2.书写实验设计步骤。

(1)分组编号。

选材并组装实验设备,将长势相同的植物或年龄、大小、体质相同的实验动物分为若干组,并作好编号。

(2)设置对照。

根据实验变量设置对照,施加自变量为实验组,不施加自变量设为对照组;除自变量不同外,要控制好无关变量的条件。

(3)条件处理。

将实验设置对照后的培养或反应放在相同且适宜的条件下培养或反应。

(4)观察并记录。

观察实验现象(颜色变化,生理特征变化等),测定指标(光合速率,液滴移动距离等),记录实验数据。

例2探究下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素(TRH)减少的原因。(见2013年河南省焦作市高三一模第30题)

解析:例2的实验未提供实验材料,需要自行确定,选择日龄、大小、体重、健康状况相同的实验动物若干只,甲状腺切除手术需要相应的手术器械,还应提供一定浓度的促甲状腺激素溶液。设计实验步骤时需设置对照,实验组为切除甲状腺的实验动物,对照组为不切除甲状腺,但做相同手术的实验动物。根据上述分析,确定实验步骤为:取日龄、大小、体重、健康状况相同的实验动物若干只,平均分为两组,甲组为实验组,乙组为对照组。(2)测量两组实验动物血液中的TRH含量。(3)用手术器械将甲组动物的甲状腺切除,乙组不做切除,但做相同的手术。(4)对甲、乙两组实验动物注射等量且适宜浓度的TSH。(5)一段时间后,测定甲、乙两组实验动物血液中的TRH含量。

3.分析实验结果,得出实验结论。

验证性实验是对实验目的的肯定,结果和结论只有一个。

探究性实验,则结果往往有多种可能,要写出所有的可能。每个结果对应一个结论。

三、其他注意点

1. 根据题干提供的实验材料选择正确的实验方法。如验证胰岛素的生理功能应该用注射法不宜用口服法。

2.实验步骤书写要规范。实验步骤书写要分步描述。

3.尽可能用“一段时间”、“一定量的”等定性的语言来表达在量上难以做到准确的量化表述。

4. 实验结果的检测要选择正确的试剂,描述要用专业的实验术语。

高中生物实验方法总结 第2篇

1、实验原理

①叶绿体呈绿色的椭球形或球形，不需染色，制片后直接观察。 ②线粒体呈无色棒状、圆球状等，用健那绿染成蓝绿色后制片观察。

2、实验步骤

①观察叶绿体：制作藓类叶片的临时装片→先低倍镜后高倍镜观察叶绿体 ②观察线粒体：制作人的口腔上皮细胞临时装片(健那绿染液染色)→先低倍镜后高倍镜观察观察线粒体

3、注意问题

①实验过程中的临时装片要始终保持有水状态。

②要漱净口腔，防止杂质对观察物像的干扰。

③用菠菜叶带叶肉的下表皮的原因：靠近下表皮的叶为海绵组织，叶绿体大而排列疏松，便于观察;带叶肉是因为表皮细胞不含叶绿体。

④叶绿体在弱光下以椭球形的正面朝向光源，便于接受较多的光照;在强光下则以侧面朝向光源以避免被灼伤。

实验二：叶绿体色素的提取和分离

1、提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素。

2、分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快;溶解度小，扩散速度慢。

3、各物质作用：

无水乙醇或丙酮：提取色素;层析液：分离色素;二氧化硅：使研磨得充分;碳酸钙：防止研磨中色素被破坏。

4、结果：滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b(第2宽)，色素带的宽窄与色素含量相关。

5、注意事项：

(1)画滤液细线：均匀，直，细，重复若干次 (2)分离色素：不能让滤液细线触及层析液

实验三：探究酵母菌的呼吸方式

1、原理: 酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸,产生二氧化碳和水： C6H12O6 + 6O2 + 6H2O6 →CO2 + 12H2O + 能量 在无氧条件下进行无氧呼吸,产生酒精和少量二氧化碳： C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 少量能量

2、检测：

(1)检测CO2的产生：使澄清石灰水变浑浊，或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。

生物学实验设计方法 第3篇

关键词：教学模式；高中生物；实验教学

加强培养学生的观察能力、实验能力、思维能力和自学能力是新课改教材改革的主要特点之一。在使用新教材教学的两年多的时间内，我们深感这一特点给生物课教学带来的勃勃生机。现仅从如何安排教学过程中的实验问题谈谈认识、看法和做法。

一、激发学生兴趣，明确实验目的

在教学实践中，教师和学生的转变需要一个过程，大量的实验让教师有措手不及之感，而学生也无法快速地适应教师教学的转变，加之有些教师盲目跟风，导致实验教学形式化，学生不但没有学好知识，技能培养更成为了口号。在有的学校还出现了以演示实验来代替学生动手操作的现象，有的学生认为上实验课没有用。因此，实验前除要求学生明确教材上的实验目的外，还要明确该实验在生产、生活等方面的实际应用。如：上“显微镜的使用”一课时，为了使学生较好地掌握显微镜的有关知识，使学生尽可能多地了解和掌握显微镜的有关内容，教师在实验前应该指导学生阅读教材，让他们对实验原理、实验流程有一个大概了解，然后再给学生一些时间观察现成装片进行练习。遇到不愿意动手的学生，教师应指导学生把实验材料制作成装片在显微镜下观察，并和学生一起探讨显微镜下观察到的结构，让学生依次轮流观察同学们制作的装片。

二、依据教材把握实验类型

1.教材实验安排概况

新教材将教师做的演示实验、学生做的分组实验以及课内外的小实验较合理地穿插到有关章节课文的前面、中间或后面，成为每节教学内容的重要组成部分。我们一般将安排在课文前面或中间的学生分组实验称为探索性实验（或称探究性实验），把安排在课文后面的叫做验证性实验，演示实验和课内外小实验视具体情况也可分别归入上述两类实验。

2.对两类实验类型的认识和理解

（1）探索性实验。由于实验的过程就是在探索和学习新知识的过程，学生在此基础上学习课本内容就能更深刻地理解和掌握知识。如果再根据具体情况将实验和理论有机地结合起来，采用“边做边讲”的形式，就自然形成了“以实验为中心组织教学”的教学模式。探索性实验在未知的情况下进行，不受诸多限制和影响，学生进行独立思考，从而有利于学生观察、分析、解决问题以及实验操作能力的培养，改变落后的学习和思维方法。

（2）验证性实验。验证性实验是指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验。这类实验的目的明确，实验步骤规范，结果已知，比较容易达到实验目的。验证性实验受季节、课时因素的影响小，可以较灵活地安排。但验证性实验犹如一道已揭过谜底的谜语一样，缺乏吸引力，学生对实验的过程、现象和结果往往不进行充分思考，实验质量不易提高。

三、指导学生掌握实验步骤的方法，规范操作

实验步骤是学生动手规范操作的要领，只有理解、掌握才能规范操作，实验才能成功。实验前指导学生预习，将实验步骤由繁化简，抓住每一步的关键词语串通于实验步骤之中可以取得好的实验效果。经过认知定向掌握了局部活动程序之后，活动之间经过练习与实践形成一个完整的内部活动程序，该阶段的重点是使适当的刺激与反应形成联系。如制作临时装片，学生必须完成整个反应过程：净化→滴水→取材→盖片→染色→观察→检验，完成上一步操作的反应已成为下一步的刺激，表明联系形成。

四、优化生物实验教学设计与建设

首先，明确实验目标是为了让学生做到心中有数，通过实验来验证自己是否达到了目标。因此，实验教学设计中，教师首先就应向学生明确实验目标。如在“制作DNA结构模型”的实验教学中，在实验之前教师就应向学生明确“通过制作DNA结构模型，理解DNA的结构特点”，当学生制作实验模型完成后再以是否理解了DNA的结构特点来审视模型制作实验过程。

其次，关于实验准备，以往很多教师在实验前都会做好充分的准备，但忽视了学生在实验前的准备。结果在实验过程中，只要一遇到问题，学生就会将思考的重点放到多个方向上，有时教师为了向学生解释和实验相关的知识，占据了实验时间而导致实验效果受到影响。

新课程强调学生尝试应用科学探究的方法研究高中生物问题，验证高中生物规律。对某个问题或某个方面的探究，教师要从学生的生活实际来引导，让实验成为学生的一种思维和生活习惯，这样的实验就会成为高效的实验、有用的实验。

参考文献：

[1]牟金芝.高中生物实验教学的优化策略[J].考试周刊，2011，（18）.

[2]赵文宝.高中生物实验教学的思考[J].新課程学习，2011，（01）.

生物学实验设计方法 第4篇

一、剖析科学家的经典实验, 领悟实验设计的巧妙方法

每一个生物科学实验都有其独特的实验设计思路, 一个成功的实验 (例如证明DNA是转化因子的肺炎双球菌转化实验) , 其设计思路包含着对已有知识的灵活应用与创新性的科学构想。科学家完成一个成功的实验需要经历不断改进、敢于超越前人的创新设计过程。在生物学教学中要通过剖析科学家的经典实验, 引导学生领会科学家实验设计的巧妙之处, 体会科学家所经历的曲折、漫长的艰难探索过程, 这是培养学生实验设计能力的有效途径。许多生物科学经典实验, 其设计思路是极其巧妙的而又有独到之处。如孟德尔通过豌豆杂交试验揭示出两大遗传基本定律——基因分离定律和基因自由组合定律。选用豌豆作遗传实验材料, 是孟德尔获得成功的原因之一;他先针对一对相对性状的遗传情况进行研究, 再对多对相对性状在一起的遗传情况进行研究, 这种研究方法是孟德尔获得成功的第二个原因;用统计学方法对实验结果进行统计, 是孟德尔获得成功的第三个原因。这些设计思路教师应该好好挖掘并在课堂教学中逐一展示, 为学生设计实验提供借鉴和有益的启示。

二、拓展教材实验内容, 培养学生实验设计意识

深入研究教材, 我们不难发现教材中的不少实验有改进之处。适当的增加或改进教材中的实验, 能增强实验效果, 拓展课本知识, 还能培养学生实验设计的意识, 激发设计热情。我做了如下尝试:

1.增加演示实验

演示实验是生物课堂教学中教师最常使用的教学实验, 是学生认识生物现象、理解教材难点的突破口。演示实验能让学生就近观察, 看到的生物现象更清楚、生动、直观, 具有高效的示范作用, 能帮助学生更好地理解教材内容。做好生物教材中的各种演示实验, 生物课堂教学就会更加生动直观。适当添加课堂演示实验, 能使学生更好地领悟实验设计方法。例如, 观察细胞质的流动, 可以增加“不同外界条件下细胞质的流动情况”的演示实验, 我在讲台前摆放四台显微镜, 分别是缺水 (萎蔫) 、光照 (强光照射过) 、化学刺激 (质量分数为5%的盐酸刺激过) 以及温度 (45℃温水) 四种不同条件下黑藻叶的装片, 让学生上台轮流观察细胞质的流动情况。通过观察、对比、分析, 使学生了解细胞质的流动不是一成不变的, 细胞质的流动速度会随外界条件下的改变而发生相应的变化。从而进一步明确实验原理, 掌握实验目的和实验要求。

2.改进教材实验

有些教材实验, 如果对它稍作改进, 会收到意想不到的效果。教学中, 教师应积极引导学生大胆尝试改进教材实验, 激发学生设计实验的欲望。例如, 人教版高中生物教材中 “生物组织中可溶性还原糖的鉴定”的实验, 实验仪器多, 过程复杂, 在实际的教学过程中因为45分钟课堂时间的限制, 实验难以有效完成。对此我做了如下改进: (1) 材料的改进。苹果汁在空气中很容易氧化, 影响实验结果, 而梨汁在空气中氧化的速度比较慢, 在实验中可用梨来代替苹果。 (2) 方法的改进。原来的实验需要将苹果去皮、切块、研磨、过滤、收集苹果的组织样液、水浴加热, 实验所用仪器多、时间长、过程繁琐。如果我们用梨代替苹果, 可直接将梨切成小块, 向果肉上滴加刚配制好的斐林试剂, 然后用试管夹夹住梨块, 将加有斐林试剂的梨块一面放在酒精灯上烘烤。很快就可以观察到有砖红色出现。该方法省时省事, 实验效果明显。也让学生体验到, 改进实验并不困难, 只要把自己学到的知识技能灵活地应用, 就会有意外的收获。

3.适当延伸、补充教材实验

把教材中的有关实验进行适当延伸、补充或重新设计, 能进一步巩固并拓展学到的知识。例如, 做“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验时, 可指导学生补充设计验证洋葱细胞液浓度的方法步骤。再如, 教师引导学生设计“用洋葱根尖做多个实验”的方法:观察根尖的结构、研究植物细胞吸水的原理、观察植物细胞的有丝分裂、观察植物的质壁分离和复原。通过拓展课本实验, 培养了学生的创新的意识, 提供更多动手操作的机会。

三、将验证性实验改为探究性实验, 培养学生实验设计的灵活性

高中生物教材中的实验多为验证性质即通过实验验证某一结论是否正确, 这种实验教学的安排, 学生容易操作, 也易于得出结论, 但不利于学生探究能力和创新能力的培养。而探究性实验是在学生未知的情况下, 通过自己动手操作、观察、分析和推理获得新知识。在整个实验过程中学生始终处于主体地位, 学生的积极性高涨, 能激发学生去积极思考。

新课标生物教材中的实验形式虽有所改进, 增加了许多实习、探究性实验, 但毕竟数量有限, 不利于学生通过实验观测来模仿科学家的发现过程, 不利于培养学生独立设计实验的能力。因此, 我在教学中尽可能把验证性实验变为探究性实验, 使学生由被动操作变为主动发现的积极探究过程, 取得了明显的教学效果。例如在“比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率实验”, 我在实验前不讲授新课, 也不告诉实验原理、方法步骤和实验结果, 而是根据实验设计, 提出探究方向的基本要求, 让学生自行操作, 并且增设实验:增设2支试管, 各注入2mL过氧化氢溶液, 向3号试管内加入1g块状肝, 4号试管内加入煮沸并冷却的肝脏研磨液, 当学生发现4支试管的现象各有差异时, 学习兴趣和求知欲一下被激发出来, 实验过程始终都处在积极探究的气氛中。这样的探究实验能使传授知识、培养技能和发展能力集于一体, 更重要的是教会了学生科学实验的方法和技巧, 感悟科学探究的快乐和成就, 为培养学生的独立设计实验能力打下坚实的基础。

四、增加课外实验, 提升学生实验设计能力

高中生物新教材虽然增加了大量的实验, 但同理论知识相比, 所占总课时还是偏少。另外, 分散的实验课时破坏了某些实验的连续性和完整性, 也一定程度地削弱和限制了学生实验能力的有效培养。利用简单仪器装置, 作些课外小实验, 拓展实验内容是培养学生实验设计能力不可或缺的一环。例如, 设计实验探索“3%的食盐水能否使洋葱鳞片叶的表皮细胞发生质壁分离”及前面提到的做“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验时, 让学生设计实验测定洋葱植物细胞的细胞液浓度, 这些都是对课本实验和知识的延伸, 但不是仅仅45分钟的课堂上所能完成的, 而是通过课内外结合实现的。在高中生物教材中, 有的设计性小实验安排在习题中, 教师应好好的挖掘, 并指导学生在课外生物科技活动中保质保量完成。这样, 学生在学习中如遇到问题, 就能依据所学的知识、技能、技巧, 自行设计一些探究性实验, 通过实验观察, 得出正确的答案, 从而发挥学生的主观能动性, 养成独立实验的良好习惯, 培养探究科学未知领域的浓厚兴趣和强烈的探索精神。

总之, 设计实验要求学生具备较高水平的综合能力, 需要学生动用已学过的多种理论知识, 结合实验操作的经验, 经过周密的分析, 必要的逻辑推理才能做出一个科学、合理的实验设计方案。这个方案还要能够在实验中经得起实验操作的检验, 达到实验目的和要求, 获得正确的结论。这将给我们的教学提出更高的要求。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准[S].北京:人民教育出版社, 2003.

[2]赵占良.人教版高中生物课标教材中的科学方法体系[J].中学生物学, 2007, (3) .

高三生物实验复习方法和策略范文 第5篇

一轮复习：按照一轮复习的计划，单独安排实验专题复习。

首先让学生在熟悉和掌握课本实验的基础上了解实验的基本理论和方法，通过认真分析教材涉及的实验，理解每个实验的原理、目的和要求，归纳总结教材实验的方法体系。如：显微观察法、同位素示踪法、化学分析法、理论分析法、对照实验和模拟实验。

其次教学中着重培养和训练学生实验和探究能力以及综合运用能力。比如归纳综合探究实验的方法和步骤。明确掌握以下问题：

1.实验设计原则

2.验证性实验和探究性实验的比较

3.实验探究的设计策略：常用的语言模板（如实验材料选择、试剂选择、工具选择）、对照处理、培养观察记录、注意观察指标（如颜色变化、形态结构和生理变化、液面变化及其他）

4.实验设计的完善和分析

5.实验方案的评价和修正

二轮复习：在一轮复习的基础上注重学生对实验的系统和灵活掌握，对实验重新归类复习。比如：

一、把有颜色反应的实验归为一类，比较不同实验的具体反应现象，准确区分和表达具体颜色。

二、通过试剂归类复习，比如酒精和盐酸这两种试剂，教材中涉及的不同浓度、不同实验、不同作用进行比较复习。

三、实验材料的活性比较归类复习，即教材中哪些实验中选用的是活细胞，哪些是死细胞。

四、显微观察类实验涉及的高倍显微镜和低倍镜观察，如质壁分离和复原实验是唯一使用低倍镜观察的实验

五、同一生物材料可做的不同实验进行归类复习比较（如洋葱的不同部位所做的不同实验，让学生掌握原理）

高考中实验题常见的考查方式

生物实验教学方法的研究 第6篇

一、依托已有知识,明确实验设计原理

教育学认为决定教学效果有三个主要因素:认知的前提能力(基础知识)、情感的前提特性(参加学习的动机情感)、教学的质。其中的认知则是一个前提基础,也就是说有了知识不等于就有了能力,但没有知识则不可能提高能力,因此,实验设计之前必须深谙实验设计的原理。

1.挖掘教材中的实验设计理论知识。在现行的教材中对生物学实验设计的基本原则和方法等内容没有专门的系统阐述,而是把它们隐含在教材的实验内容和生物学史的内容中,教师就应善于发现并挖掘出教材中的潜在信息,帮助学生了解和掌握实验设计的理论知识。

2.补充经典实验,优化实验设计理论知识。分析教材中的实验,发现实验内容少且缺乏系统性的方法指导,这对于学生全面了解实验设计的理论知识是不够的。因此,在教学中可以适当地补充生物学的经典实验,如童弟周培育单尾鳍金鱼实验等,着重让学生了解实验意图,认识实验的形成过程,分析实验设置的实验条件的目的。这对于学生进一步理解实验设计的原则,掌握实验设计的方法,都是十分重要的。

二、强化实验设计训练,提高实验设计能力

1.由浅入深,循序渐进,帮助学生树立实验设计的自信心

课本实验是学生熟悉的知识,教师在课本实验的复习中可灵活地改变实验的某个条件,让学生模仿课本实验的程序进行简单的实验设计,使学生从中获得成功体验,增强对实验设计的兴趣;同时在“模仿”过程中训练学生实验设计的思维方式,使学生初步形成实验设计的正确思路,为实验设计实施的可行性奠定良好的心理基础。

2.培养学生设计实验方案的能力

无论哪种类型的生物实验设计,其本质都是根据实验题目所提出的问题,运用已具备的生物知识或生物技能,有时甚至是根据实验题目所给出的信息或提示,构思出解决问题的方案,这有助于培养学生思维的发散性,提高其综合知识和解决实际问题的能力。实验设计的基本思路为:明确要求和目的→联系理论原理→确定实验思路→设计实验步骤→实验结果的预期、分析和讨论。由于实验设计题往往开放度较大,设计的实验步骤甚至在方法上可能不统一,但只要是科学的、合理的、可行的,都应给予认可。

3.进行专题训练

学生在明确了实验设计的基本原则和思路之后,完成一定数量的设计练习是必要的,它可培养学生综合处理信息的能力、逻辑思维能力以及语言文字的综合能力等,并能提高实验设计题的应答准确性。为了使学生更好地掌握实验设计的方法,提高运用知识解决问题的能力,可以按照实验设计题的类型采用专题训练的做法。这有利于培养学生想象能力、设计能力和创造能力,引导解决问题的思路方法,进一步培养学生的科学素质和实验思维能力。

4.进行讨论交流

生物学实验设计方法 第7篇

一、实验结果检测的方法不当, 导致实验设计不严密

猪笼草是一种食虫植物, 为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶, 某学生设计了一个实验, 如下图1所示。在35℃水浴中保温一段时间后, 甲、乙试管中加入适量的双缩脲试剂。观察实验结果。若甲乙两支试管都变紫色, 说明猪笼草分泌液中没有蛋白酶;若甲试管不变紫色, 乙试管变紫色, 说明猪笼草分泌液中有蛋白酶。

实验设计似乎没有问题, 但仔细考虑一下就会发现, 若甲试管中的分泌液中有蛋白酶, 则将甲试管中的蛋白质分解掉后, 虽然没有蛋白质了, 但分泌液中的蛋白酶依然在, 它也是蛋白质, 量虽然很少, 可能也不会引起颜色反应, 但甲试管毕竟存在蛋白质。因此该实验的设计并不是很严谨。

改进后的实验如下图2。

改进后的实验不再用双缩脲试剂来检验丙丁两试管中有无蛋白质, 而是通过观察蛋白块是否消失来判断分泌液中有没有蛋白酶。蛋白块消失的说明分泌液中有消化酶, 蛋白块不消失的说明分泌液中没有消化酶, 从而避免了前面所提的不严谨之处。

二、实验材料选择不当, 导致实验设计不严密

探究温度对酶活性的影响时, 我们一般选择淀粉溶液和淀粉酶作实验材料, 而不采用过氧化氢溶液和过氧化氢酶。因为在一定范围内, 随温度升高, 过氧化氢酶活性增大, 由过氧化氢酶催化的过氧化氢的分解速率会加快, 但是, 由于过氧化氢溶液在没有酶催化的情况下也能自行分解, 而且自行分解的速率也会随着环境温度的升高而升高, 从而对实验结论产生影响。因此如果选择过氧化氢溶液和过氧化氢酶为实验材料来探究温度对酶活性的影响, 则实验设计就会不够严密。

相反, 在探究p H对酶活性的影响时, 我们选择过氧化氢溶液和过氧化氢酶作实验材料, 而不用淀粉和淀粉酶。因为在酸性溶液中淀粉会自行水解成麦芽糖、葡萄糖。当酸性较强时, 也就是p H小时, 酶应当失活, 淀粉水解应当停止, 但由于在酸性溶液中淀粉会自行分解, 从而干扰实验结果。而过氧化氢溶液的自行分解则不受p H变化的影响。

三、无关变量的影响没有排除, 导致实验设计不严密

下图3装置常用来测定植物光合作用强度和呼吸作用强度。

某学生利用该装置设计实验测定植物的光合作用强度, 具体方法步骤如下:

先用该装置测定植物的净光合作用强度:

1. 在装置的D中都放入少量Na HCO3溶液;

2. 将装置放在适宜的光照强度和温度等条件的环境

中, 60分钟后记录装置红墨水滴移动的方向和刻度, 并填入下表。

再用该装置测定植物的呼吸作用强度, 方法步骤是:

1.在装置的D中放入少量的Na OH溶液;

2.将装置遮光处理, 60分钟后分别记录装置红墨水滴移动的方向和刻度, 并填入下表。

上述实验看起来好像没有问题, 其实是有问题的。实验测得的数值并没有经过校正, 也就是没有排除无关变量的影响。在实验中, 由于光照等因素的影响, 可能会导致装置内的温度上升, 使得其中气体体积膨胀, 测得的数值有可能偏大而不准确。排除无关变量影响的方法是设计相应的对照实验, 原来的实验装置为甲, 再增加一个同样的装置乙, 只是其中的植物改成死的植物。

改进实验的具体步骤如下:

先测定植物的净光合作用强度:

在甲、乙两装置的D中都放入等量Na HCO3溶液, 装置乙作为对照;将甲、乙两装置放在适宜的光照强度和温度等条件相同的环境中;60分钟后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向和刻度, 并填入下表。

再测定植物的呼吸作用强度:在甲、乙两装置的D中都放入等量的Na OH溶液, 装置乙作为对照;将甲、乙两装置遮光处理, 放在温度等条件相同的环境中;60分钟后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向和刻度, 并填入下表。

乙装置的读数是对甲装置读数的修正, 从而排除了光照、温度等无关变量的变化对实验结果的影响。

四、自变量的分析不够全面, 导致实验设计不严密

在探究植物向光性过程中, 达尔文曾经做过具有开创性又极其严谨的四个经典实验, 如下图5:

许多老师对达尔文的这组实验存在理解上的误区。

首先, 许多师生误将这四个实验当成两组对照实验, 即实验 (1) 和 (2) 为一组对照、 (3) 和 (4) 为一组对照。实验 (1) (2) 为对照是没有问题的, 但 (3) (4) 就不是一组对照了。因为 (3) (4) 的处理不符合对照组的要求, (3) 罩住尖端为实验组, 它的对照组应该是不作任何处理;同理, (4) 罩住尖端以下部位, 它的对照组也应该是不作任何处理。所以 (3) 的对照组应当是不作任何处理的实验 (1) , (4) 的对照也应当是不作任何处理的实验 (1) 。达尔文做的四个实验实际上分为三组对照, 分别为 (1) (2) 、 (1) (3) 、 (1) (4) , 而不是两组对照实验。

其次, 许多老师认为实验 (4) 是多余的, 没有必要做。他们认为 (1) (3) 对照已经可以得出“尖端是感光部位, 尖端以下不是感光部位”的结论了。理由如下: (3) 的尖端被罩住, 不能接受光照, 直立生长, 可以得出一个结论:尖端是感光部位;还可以得出第二个结论:尖端以下部位不是感光部位。第一个结论是大家共识, 没有疑义, 但对于第二个结论, 许多人可能没有注意到, 被忽视了, 我们可以用反证法来证明:如果尖端以下部位是感光部位, 则实验 (3) 应当向光弯曲, 实验结果 (3) 不弯曲, 则证明尖端以下部位不是感光部位。而 (1) (4) 对照会得出什么结论呢? (1) (4) 尖端都裸露, 尖端以下部位一个被罩住一个裸露, 两者都向光弯曲, 说明尖端是感光部位。这与 (1) (3) 对照得出的第一个结论相同。

既然 (1) (4) 得出的结论用 (1) (3) 也能一样地得出, 那么达尔文为何要做实验 (4) 呢?实验 (4) 真的多余吗?

其实不然。达尔文认为感光部位有四种可能性:

1. 只有尖端是感光部位。罩住尖端, 胚芽鞘直立生长, 暴露尖端, 胚芽鞘弯曲生长。

2. 只有尖端以下部位是感光部位。罩住尖端以下部分, 胚芽鞘直立生长, 暴露尖端以下部分, 胚芽鞘弯曲生长。

3. 尖端和尖端以下部位都是感光部位。只罩住尖端, 或只罩住尖端以下部分, 胚芽鞘都弯曲生长, 只有同时罩住尖端和尖端以下部分, 胚芽鞘才能直立生长。

4. 尖端和尖端以下部位共同组成感光部位。只罩住尖端, 或只罩住尖端以下部分, 胚芽鞘都直立生长, 只有同时暴露尖端和尖端以下部分, 胚芽鞘才能弯曲生长。

实验 (3) 只罩住尖端而直立不弯曲, 说明“只有尖端以下部位是感光部位”和“尖端和尖端以下部位都是感光部位”是不可能的, 但究竟是“只有尖端是感光部位”, 还是“尖端和尖端以下部位共同组成感光部位”, 还不能分辨清楚。增加实验 (4) 的目的:如果 (4) 直立生长, 则肯定是“尖端和尖端以下部位共同组成感光部位”;如果 (4) 弯曲生长, 则肯定是“只有尖端是感光部位”。实验 (4) 的结果是弯曲生长, 从而最终确定并肯定“只有尖端是感光部位”。

从上面分析来看, 如果没有实验 (4) , 我们只根据实验 (3) 就得出“只有尖端是感光部位”的结论是很草率的, 不严谨的, 因为还存在一种“尖端和尖端以下部位共同组成感光部位”的可能。出现这种不严密情况的原因是我们对自变量的分析不够完全, 遗漏了“尖端和尖端以下部位共同组成感光部位”这一可能性。

五、实验操作步骤设计不严谨, 导致实验设计不严密

某学生为了探究温度对酶活性的影响, 设计的实验方法步骤如下:

1. 取3支洁净的试管, 编上号, 并且分别注入2m L质量分数为3%的可溶性淀粉液;

2. 将3支试管分别放在60℃左右的热水、沸水、冰块中各维持5min;

3. 取出, 分别滴入1m L质量分数为2%的新鲜淀粉酶溶液, 摇匀后, 再在各自温度中维持5min;

4. 在3支试管中分别滴入1滴碘液, 观察现象。

按照课本实验原理的推测, 沸水和冰块中的试管应变蓝色, 而60℃左右热水中的试管不变蓝色。

该实验设计似乎没有问题, 许多教辅材料和习题集都是这样设计的, 其实还是有问题的。根据实验设计的程序, 步骤3是先将三只盛有可溶性淀粉液的试管处在60℃左右热水、沸水、冰块中, 目的是使淀粉液达到实验所要求的不同温度条件, 探索不同温度对淀粉酶活性的影响。但是, 步骤3中滴入的是室温下的淀粉酶溶液, 室温时淀粉酶溶液的温度一般维持在15℃—20℃左右, 这样, 当滴入淀粉酶溶液后, 试管中的温度必然会发生改变:60℃和沸水中的温度会暂时下降, 冰块中的温度会暂时上升!另外滴入的淀粉酶溶液量也比较多, 与淀粉液溶液的体积比是1∶2, 有的资料是1∶1, 再加上酶具有高效性这一特点, 所以在步骤3中, 当分别滴入淀粉酶溶液后, 因为试管中温度的瞬间改变, 尤其是置于沸水和冰块中的试管内温度的改变, 淀粉酶溶液可能很快就将淀粉液给分解了, 即使摇匀后, 再放入各自的温度中维持5分钟, 那已经没有什么意义了, 在第4步骤中, 再各滴入1滴碘液后, 3只试管有可能都不变蓝色。

改进后的实验设计如下:

1.取3只洁净的试管, 编号, 分别注入2m L质量分数为3%的可溶性淀粉液;同时, 再取3支洁净试管, 编号, 分别注入2m L质量分数为2%的新鲜淀粉酶溶液。

2.将3支盛有淀粉液的试管分别放入60℃左右的热水、沸水、冰块中, 同时, 在三种温度中各放入一个盛有淀粉酶溶液的试管, 维持各自的温度5min。

3.将三种温度下的淀粉酶溶液分别倒入各自温度下的3支淀粉液试管中, 摇匀后, 维持各自的温度5min。

4.在3支试管中各滴入1滴碘液, 摇匀, 观察其颜色变化。

改进后的实验步骤保证了酶与淀粉溶液一接触的瞬间就使反应处在所要求的温度条件下, 从而自始至终将实验控制在所要求的条件下, 如此实验才能严密。

生物学实验设计方法 第8篇

关键词：美国,高中生物实验,光能利用,问题设计

光能利用,在我国高中阶段主要是较为详细的介绍植物对光能的利用,即光合作用。经查阅国内近几年涉及光能利用或光合作用的文献可知,绝大多数是探讨植物对光能的利用情况。而在中学阶段教学中,几乎没有涉及动物对光能的利用部分的介绍。此篇《光能利用》的实验,译自美国中学生物核心教材Pearson2010年版《Biology》。通过合理利用可作为高中生物必修课程光合作用部分学习的额外补充,也可作为校本课程中提高学生学习生物兴趣的素材,在实验探究过程中,提高学生的探究能力、动手操作能力。同时,提升学生从数据表格中获取信息,加以分析、解释,以达到训练学生思维的目的。

实验是培养学生能力的一种重要途径。而问题解决是将条件与目标之间相互联系的一种重要的思维活动。实践中能增强学生学习的主动性、掌握学习方法、培养创新精神,还能提高教师的工作能力和理论水平。

一、实验内容介绍

“光能利用”实验与我国高中生物实验部分的环节大致相似,分为实验名称、实验目的、能力要求、构建联系、分析与总结和构建科学能力,共六部分。具体实验内容如下 :

1.实验名称 :光能利用。

2.实验目的 :探究一种变温动物的行为与其体温的关系。

3.能力要求 :解释表格、分析数据、预测。

4.构建联系 :随着全球气候变化,科学家们担心变温动物将如何适应全球气候变暖的趋势。变温动物是一类体温随着所生活环境的温度变化而变化的生物,如蜥蜴。一位科学家观察了一种生活在实验室的沙漠蜥蜴,收集了蜥蜴的体温及它周围温度的数据,并观察了这种蜥蜴相应的行为。请利用表格中的数据,回答下面问题。

5.分析与总结。

(1)解释数据。请描述蜥蜴从早上6点到下午6点之间的体温变化。

(2)推断。三种热源中,哪种导致了这种蜥蜴的体温在白天升高?

(3)解释表格。一天中最热的时候,气温和地温是什么样的?蜥蜴如何控制此时的体温?

(4)分析数据。判断蜥蜴的三种行为方式哪种能帮助它调节自身体温。

6.构建科学能力。除一些特例,一般动物的体温范围在1℃到45℃。在沙漠地区由于气候的变化,比如气温上升2℃到5℃。你认为变温动物通过改变行为,足以应对环境的变化吗?解释你的想法。

二、参考答案与评析《光能利用》实验

1.解释数据。请描述蜥蜴从早上 6 点到下午 6 点之间的体温变化。

蜥蜴早上6点到下午6点的体温变化 :早上6点体温最低为25℃,此后随着时间的变化,体温先上升后下降,在下午2点达到最高体温39.5℃,之后体温逐渐下降,在下午3点有小幅回升,然后再降低到27.4℃。

2.推断。三种热源中,哪个导致了蜥蜴的体温在白天升高?

从表格中数据可知,气温和蜥蜴生活的地表温度均随着时间变化,在早上6点和下午6点的温度相对较低,在中午十二点温度为全天最高值。太阳辐射是地表温度年周期变化的主要控制因素。因此,推测蜥蜴在白天体温升高的直接原因是受生活的环境温度的影响,而根本原因是受到太阳活动周期的影响。有文章曾谈到冷血动物之所以随着温度的变化而引起行为的变化是因为它们的肌肉活动能力取决于一系列化学反应,这类化学反应在温度高时反应加速,温度低时反应变慢。因此,像蜥蜴这类冷血动物喜欢晒太阳,以升高自身温度。一般将自己身体与太阳光线垂直,让更多的阳光照射在身上。有的动物会使皮肤颜色变深,以吸收更多的热量。倘若温度过高,则会让身体与太阳光线平行,或者爬到阴凉处,并让皮肤颜色变浅。

3.解释表格。一天中最热的时候,在气温和地温是什么样的?蜥蜴如何控制此时的体温?

从表格中的数据可知,一天中气温最高的时候是中午12点,气温达40℃,地表温度54℃。这个时候,这种蜥蜴为了防止体温过高,钻回了洞穴。

4.分析数据。判断蜥蜴的三种行为方式哪种能帮助它调节自身体温。

从记录的数据中可知,蜥蜴除了觅食外会躺在岩石上,爬到仙人掌上,伸展腿,且把尾巴放在头上。早上蜥蜴的体温相对较低,通过平躺在岩石上,最大体表面积的暴露在太阳之下,以吸收红外线的能量 ;同时,如果趴在较热的岩石上,有助于通过传导获得热量 ;并且停止活动,减少能量消耗,以提高自身体温,加快新陈代谢,增强其后的活动能力。

下午2点30分时,蜥蜴的体温有所下降,但周围温度仍然较高。通过爬上仙人掌,将自己暴露在阳光下,吸收光的能量 ;同时减少活动,降低自身能量消耗,以达到提升自身体温的目的,为其后寻觅食物、水源的活动做准备。

而下午3点30时,空气温度和环境温度迅速下降,为了迅速降低自身温度。通过减少活动、伸开腿、将尾巴放在头上等方式,增大散热面积,以迅速降低体温来适应环境。

三种方式协调共同调节蜥蜴自身体温的行为,通过调整行为来适应环境的方式称为行为体温调节。

5.构建科学能力。

除一些特例,一般动物的体温范围在1℃到45℃。在沙漠地区由于气候的变化,比如气温上升2℃到5℃。你认为变温动物通过改变行为,足以应对环境的变化吗?解释你的想法。

从表格中数据获知,外界空气温度变化可从20℃~39℃,变化幅度达19℃;环境温度变化从26℃~54℃,变化幅度达28℃;蜥蜴的体温变化可从25.0℃~39.5℃,随环境变化幅度达14.5℃。

由此推知,如果沙漠地区环境温度小幅度变化,蜥蜴通过行为可应对环境的变化。但是,行为体温调节的能力是有限的,如果超过一定限度,将不能应对环境的变化,而出现内稳态失调,甚至死亡。

6.实验评析。

(1)“实验目的”部分 :我国高中生物实验大多探讨植物对光能的利用,几乎没有动物对光能利用的探讨。本实验可作为高中生物必修部分《能量之源——光与光合作用》学习的补充资料,也可作为学校开设校本课程,提高学生学习生物兴趣的素材。

(2)“能力要求”部分 :“能力要求”部分,美国教材与国内高中生物教材的要求大致相同,均以行动性词为教学目标,提高学生科学素养为宗旨。

(3)“构建联系”部分 :与国内实验部分不同,该实验为达到实验目的,先创设情境,介绍与实验对象相关的背景知识,让学生具备一定的基础知识,但不介绍实验原理,而是让学生通过数据分析完成探究,找出问题答案。这也是美国实验册的一大特点,相比我国教材实验部分直接给出实验原理,让学生更容易理解做实验的目的,但采用不介绍实验原理,通过实验探究得出结论的方式,更利于培养学生的创造性思维。

此外,值得质疑的是,一般环境温度在下午2点时达到最峰值,但是在表格中出现的是中午12点达到最高温度。

(4)“分析与总结”部分 :实验设计的问题设置层层深入。首先是解释数据,这是初步对数据的一个解读或者认识。然后,进行推断,在做推断的时候,需要学生能够结合多组数据进行分析。之后在此基础上,在“解释表格”的问题设置中,要求学生先对表格中的数据进行筛选,找到有用的那组数据进行对比分析才能得出答案。最后,通过分析数据加以判断。

(5)“构建科学能力”部分 :要求学生在已经分析的基础上,总结得到结论并说出理由。

总体来说,整个实验的问题设计顺序上,环环相扣,相辅相成。前一个问题是解答后一个问题的基础 ;同时,各个问题又相互独立,分别从不同的角度进行引导 ;而且问题之间的深度不断加强。让学生通过问题引导,逐步提升思维能力。例如上述实验中,首先分析表格数据,分析数据的变化趋势 ;接着分析自变量和因变量的关系,分析思考数据背后的原因 ;最后增加对数据的判断与评价,加深对知识的构建或理解。

问题设置可从多角度进行设计,具有一定逻辑顺序。具体可通过增加比较、分析、评价等学习活动,培养学生从表格数据中,获取有用信息的能力,并能加以分析,进行评价。同时,还可以训练学生一定的语言表达能力和逻辑思维能力。从事实性问题(是什么),到分析性问题(为什么),再到应用性问题(怎么做),用不同形式串联起来设问。

生物学实验设计方法 第9篇

一、仔细审题

在“仔细审题”这项内容上, 主要考查学生的细心程度、分析总结能力及判断能力。为了更好地培养学生的实验设计能力, 在审题时应该要求学生认真浏览试题, 明确要求, 挖掘条件 (特别是隐含条件) 。例如, 实验题:“设计实验验证赤霉素能提高生长素含量, 完成实验思路并预测结果。”在这个实验中, 用到的实验材料是:生长状况相同的燕麦胚芽鞘 (3个) 、赤霉素、蒸馏水、琼脂块、刀片等。在做这道实验题时, 应让学生认真仔细地读题, 通过仔细审题, 学生挖掘出“该实验是验证性实验, 不是探究性实验, 不需要假设, 实验的结果只有一个, 不用分情况来讨论”这个条件, 使问题迎刃而解。

二、原理分析

在进行原理分析时, 要求学生结合所学知识并充分利用题中给出的实验条件来确定实验原理, 考查学生对原有知识的再现能力与分析能力。例如上面实验中, 学生应能想到赤霉素能促进细胞的生长, 生长素能促进细胞的生长。这些内容都是书本上学过的内容, 再想想它们之间有什么关系, 是协同作用还是拮抗作用, 学生能判断出是协同作用。这样实验原理清楚了, 问题也就能解决了。

三、实验材料分析

试题一般会给出实验材料, 完全开放性的试题要求学生根据实验目的, 自主选择实验材料和用具 (原则不要少用也不要多用) 。此部分内容主要考查学生依据实验原理合理选择实验材料的能力, 要求是实验材料要容易获得, 实验装置简单, 实验药品较便宜, 实验步骤少, 实验时间短, 而且实验材料不会对师生健康带来危害。上例中实验材料已经给出, 不用选择, 但需要仔细分析实验材料。因此应该让学生仔细阅读材料, 并分析思考燕麦胚芽鞘用了几个, 有没有对照的信息, 如果有, 应该是谁和谁对照, 琼脂块有怎样的作用。因此, 教师应注重引导学生分析实验材料, 实验材料分析好了, 设计实验也就容易了。

四、变量分析

所谓变量分析, 就是要求学生通过分析获取实验变量 (唯一不同的量) 。上述实验中的变量是赤霉素和蒸馏水, 胚芽鞘用了三个, 应该让学生分析出赤霉素处理一株胚芽鞘, 蒸馏水处理一株胚芽鞘, 现在只剩下了一个胚芽鞘和琼脂块。实验步骤应该是:用赤霉素来处理一个胚芽鞘的尖端, 用等量蒸馏水处理另一个胚芽鞘的尖, 把各自的尖切下来, 分别放在两块琼脂块上, 然后从两块琼脂块各切割相等的两小块, 分别放在剩下的去尖的胚芽鞘的两端, 那么培养一段后, 找到可操作的双测指标 (特定的颜色变化、沉淀反应、形态结构、生理特征变化) 。本实验的观测指标是去尖的那个胚芽鞘向哪一侧弯曲生长。

五、结果分析

学生是否根据实验原理确定已知实验结果, 并对实验结果进行准确描述, 进而得出正确的实验结论, 是验证实验要考查的内容。教师应依据实验考查的内容让学生进行实验结果分析。如引导学生分析:涂了赤霉素的胚芽鞘的尖端产生的生长素的含量多于用等量的蒸馏水处理过的胚芽鞘的尖端, 然后把含有两个接触过两种尖端的胚芽鞘尖端的胚芽鞘的琼脂块放在去尖的胚芽鞘的两侧, 胚芽鞘应弯向接触过蒸馏水处理过尖端的那个琼脂块的一侧, 实验的结论就是赤霉素能提高生长素的含量。

六、表达与检查

实验的表达是将实验分析的结果用语言、文字、图表、曲线等给予正确的表述, 实验表达主要考查学生的语言表达能力和语言组织能力。很多学生对实验过程、实验结果的思考都正确, 但因为语言表达能力差, 而得不了高分或不得分。对此, 我这样引导学生:实验结果就是你观测到的指标, 只要把观测到的指标用简洁的语言描述出来就行了。像上述实验只要描述出胚芽鞘向哪一侧弯曲生长就行了, 实验结论就是本实验的验证。最后要求学生再检查实验设计及语言表达有没有科学性错误。

生物学实验设计方法 第10篇

在进行分子生物学和细胞生物学实验时,常常会遇到仪器运行异常或不稳定等小故障,这些故障严重阻碍了实验进展和科研效率。积累故障分析与排除方法的资料,有利于对生物仪器的故障做出判断并提高排除技能。根据所在实验室进行科研实验中使用仪器时遇到的一些小问题或故障,以及排除、分析和解决这些故障的方法与经验,整理出8种常见仪器的故障分析与处理方法,供实验室管理人员及同行参考,同时希望对实验人员的仪器操作使用有所帮助。

一、低温超速离心机常见故障与排除方法

1.转动声音异常。(1)操作程序不熟练,离心管放置不对称,重量不平衡;(2)离心管和离心转子选用不合适,造成人为损伤;(3)轴上端的螺帽松动,转轴磨擦发出噪音;(4)转子孔内可能存在异物,使负荷不平衡;(5)转子长期磨损导致机体震动剧烈或响声异常等。

2.冷冻机启动及制冷效果差。(1)仪器安装在通风不良或日光直射处,或散热器盖满灰尘等,都会影响散热器效果,导致制冷效果差。(2)电源不通或保险丝异常是导致冷冻机制冷效果差及启动故障的主要原因。(3)安全装置出现故障或电压过低导致冷冻机启动出现故障。

3.电机不能正常启动。(1)首先检查主电源指示灯,当灯不亮时,检查电源线接触是否良好、保险丝是否熔断等,确保电路畅通。(2)主电源指示灯亮而电机无法启动时,检查炭刷的磨损情况,当磨损量大时及时更换新炭刷。(3)定期检查转头平衡性,当转头不平衡时导致离心管破损,样品渗漏,从而损坏转子。

二、超低温冰箱常见故障与排除方法

1.警报器启动报警。(1)检查电源是否出现故障或插头与插座接触不良等。(2)检查冰箱内部的温度计是否超出合适的范围,否则放入样品时会使冰箱进一步升温,从而触发警报器。(3)避免一次性置入物品过多,引起冰箱快速升温而导致报警器启动报警。

2.冰箱冷却效果差。(1)检查冰箱背部是否离墙面太近,影响散热和压缩机功能。(2)检查冰箱是否出现大量结霜,如出现,应尽早化霜。(3)避免频繁开关冰箱门,影响冰箱内温度的稳定性。(4)一次性放入过多样品时,会导致冰箱内温度快速升高而影响其冷却性能。

3.冰箱噪音过大。检查底板是否坚固、冰箱是否稳固。如不稳,调好活动螺丝以使四角稳固地支撑在底板上,并检查是否有物件接触到冰箱背部。如果制冷效果差,散热管不热,蒸发器有很小气流声,是因为慢渗漏造成制冷剂严重缺损的缘故。

三、PCR仪常见故障与排除方法

1.反应管壁出现液滴。由于运行程序前没有开启热盖加热功能或反应结束后低温保存时间过久。运行时开启热盖加热功能后,冷凝就会自然出现,这不影响实验结果,将反应管瞬时离心使液滴回到管子底部即可。

2.反应液出现明显蒸发。(1)若使用的微孔板,反应后反应液有明显蒸发。使用高质量的微孔板,反应前要严格密封;确保盖紧热盖,适当提高热盖的温度,增大反应体积。(2)反应后PCR管内反应液有明显蒸发。使用高质量的PCR管或仪器配套的PCR管,保证热盖压在各PCR管上的压力均匀。

3.不同PCR仪上扩增出的条带亮度有差异。不同型号的PCR仪所用的升降温优化策略不同,当换用另一类PCR仪时,PCR参数要进行试验优化。

四、酶标仪常见故障及解决方法

1.酶标仪开机后无反应。出现这种情况先检查电源线是否接好,保险丝是否烧断。也可能是由于酶标仪后部DIL开关设置不正确。DIL标准设置:左下下下下下下上下上上下下上下上上右。

2.仪器显示“酶标板错误”。(1)检查有无液体溅在透镜和光接收元件上,如发现应及时用擦镜纸轻轻吸掉。(2)检查酶标板是否按平,防止活板条进入测量室后被卡住。若被卡住,应先关机,再拆下测量室盖上的螺丝,将载板架连同活板条推出测量室。

3.酶标仪打印机出现异常。(1)检查打印机无纸或纸未装好,此时装好打印纸便可。(2)检查打印机是否联机,确保酶标仪内置打印机开关处于开的位置。(3)打印机有开机顺序,需先开打印机,后开仪器。

五、恒温摇床常见故障与排除方法

1.转速失控。有时实验瓶子打翻,有时振荡不工作,一般为传动带坏或打滑。检查轴承的润沪脂,确保填充量约占轴承总空间的三分之一,仪器连续工作期间,每半年加注一次润滑脂。

2.温度失控。常见为不加热、加热管坏或温控仪坏。实验样品在高温中瞬间毁坏,或无法长时间进行低温培养运行,设备积霜或化霜,工作室温度大起大落,低温实验根本无法连续进行。

3.整机不工作。电源保险丝断,电源开关坏或定时器出现故障。仪器连续工作时应定期检查保险丝、控制元件及紧固螺钉等是否正常,确保接触良好;检查电机和控制元件的整洁性,防止液体、污物等落入;定期清洁轴流风机上的异物及灰尘。

六、高效液相色谱仪常见故障处理与排除方法

1.系统噪音大,色谱图上出现毛刺。(1)泵垫圈的磨损易造成泄漏,引起高压下的压力不稳,若发现应立即换上新的垫圈,并定期更换泵垫圈。(2)管道中溶入流动相中的空气或吸入空气等均可引起噪音增加,系统压力不稳,导致色谱图上出现毛刺。应定期检查,确保不锈钢滤器沉到瓶底,避免吸入空气。(3)微粒污染单向阀。拆下单向阀、超声清洗、甲醇溶液清洗两次,安装单向阀。

2.柱压增高。(1)常见原因为样品沉积在柱内。拆开柱与检测器之间的接头,根据所测样品,选择能溶解的溶剂进行正向冲洗后接上检测器。(2)若冲洗不见效,考虑柱内滤片阻塞,这种情况下应更换新的柱头滤片。

3.出峰异常。(1)若出现双峰,原因为柱头填料塌陷。用不锈钢杆压紧、装入新填料填平、滴甲醇、再压紧,反复多次直至装满填平为止。(2)换柱后若出现峰肩,表明柱安装位置不佳。轻轻松开柱、转动角度、重新安装、甲醇冲洗即可。(3)峰面积改变,原因为加样针没有插到底或需要进行保养。确保针插到底,定期清洁储液器、检查流动相是否脱气、更换缓冲液等。

七、酸度计(PH计)常见故障与排除方法

1.指示灯或指针异常。(1)电源接通,但指示灯不亮。先检查仪器是否有电压输出,若有再检查指示灯是否烧坏;若保险丝没有熔断,则变压器电路出现局部短路。(2)接通电源,表头指针不定位或不稳定。检查并联电阻焊接是否牢固、面板内的表头是否出现卡针、线圈上有无异物、仪器机壳是否接地。

2.数值显示异常。(1)数字显示不稳定或出现漂移现象。通电后,先检查数字式PH计的各接口及插件是否接触良好、线路板有无被腐蚀、电压是否稳定等,再进行相应处理。(2)通电后,PH计显示的数字缺笔画,表明仪器的插件或接口处接触不良。若排除这些原因后仍显示不全,表明显示屏损坏,需要更换显示屏。

八、流式细胞仪常见故障与排除方法

1.开机出现异常。常见为长时间不能进入Ready状态,原因为接口漏气、试管出现裂缝导致漏气、喷嘴上的像胶圈老化或破损,也可能是电源部分出现问题。

2.喷嘴发生堵塞。正常情况下,喷嘴喷出的是一道水柱,若发现喷出的是气泡,表明喷嘴发生堵塞。排除故障时先放开机器托臂,用注射器套上胶管,在喷嘴上反复抽吸,直至喷出的水柱呈直线时表明堵塞现象已经排除。

3.图像异常或信号中断。流式细胞仪图像信息来源集中于激光照射区,散点图细胞群的分布和直方图信号的显示能够直观地反映检测状态,提示有无故障发生。若出现图像异常或信号中断,检查时先打开所有开关,观察顶盖、侧板,检查激光是否点亮、仪器接地是否良好及输入电源是否稳定等。

结语:

高中生物实验教学实施方法反思 第11篇

一、培养学生的实验设计能力

任何一个实验的开展并不是简单地让学生依照课本的要求完成实验，依照课本因循守旧完成的实验也无法很好地实现实验教学的目标。任何一个实验的开展都有预期的实验目标，具有一定的实验步骤地设计和需要设定出实验可能达到的效果。而这样的一个步骤其实也就是对实验进行设计。对实验进行设计是学生进入到实验之中要学会的第一课，也是培养学生能力中的第一个能力———实验设计能力。

教师应该积极地引导学生自己去设计实验，自己去安排实验的开展，这样才可以让学生更好地发挥出自己的自主性以及在实验设计中让学生更好地理解实验的进行。

例如，在“叶绿体色素的提取和分离”这个部分的实验之中，实验的开展是依据“叶绿体中的色素可以溶解在有机溶剂无水乙醇中以及不同的色素在不用的溶液中溶解度不同从而实现不同色素的分离”这两大原理来开展实验的。所以，在该部分的学习完成之后，教师引出这两大依据的原理要求学生自己对实验的步骤和相关内容进行设计。这样学生就会设计出这样的实验步骤：提取色素，准备绿色树叶、无水乙醇、氧化钙等试剂；制作过滤纸条，根据试管的大小制作过滤纸条；画出滤液线条；色素分离并观察结果。

这是学生在实验开展之前依据教师提出的两大原理对“叶绿体色素的提取和分离”的实验设计步骤，大体上是符合基本的实验实施步骤的。这样的方式就可以让学生自己对实验有一个统筹性的把握，从而让学生更好地开展实验，也将有效地帮助学生去认识该实验。

二、完善学生的实验操作能力

实验教学的实施还应该能够培养起学生的动手操作能力，所以在教学之中，笔者认为教师还应该多鼓励学生动手实验。在动手的过程中把握好每一个实验的步骤，在自己动手操作的过程中，使得学生对每一个实验的步骤有一个深刻的印象，并且让学生在这个过程中不断地发现自己在具体的实验操作中还存在着的不足。

例如，在“叶绿体色素的提取和分离”这个实验之中，学生只有自己动手参与到实验之中，才会对以下几个问题有更好的认识：

1.在实验之中有一个步骤是要裁取过滤纸，因为这个步骤需要学生非常小心、仔细地进行实验，但是很多学生就会不小心地将手上的一些杂物带到过滤纸上，这样就容易引起实验的误差。而通过实验，学生分析后发现这一问题，这样学生就会对这一点引起注意，从而为以后更好地开展实验做好准备。

2.在实验之中，有一个步骤是要画出滤液线条，而画出滤液线条是为了更好地将色素分离出来。所以，为了更好地将色素均匀地分离出来，那么在画滤液线条的时候学生就要保证要对毛细吸管均匀地用力，并且要保证尽可能地匀速行进，这样才可以更准确地提炼出色素。

当然，在“叶绿体色素的提取和分离”这个实验之中，还有很多的注意事项，而这些注意事项都和实验的准确实施有密切的关系。而这些直观的体验必须要让学生在动手实验的过程中才能够更好地获得，所以，笔者认为在实验教学中教师一定要鼓励学生动手实验，并且引导学生把握在实验中的感受。

三、提升学生的实验创新能力

实验教学的开展和实施，不仅可以有效地提升学生动手能力、统筹能力，还能够有效地提升学生的创新能力和发展学生的创新性思维。

例如，在“叶绿体色素的提取和分离”这个实验之中，教师就可以引导学生改变滤纸的形状，将其换为“圆形滤纸”，而这一转变使得在实验步骤中需要注意的事项也将改变。但是这样一个小的细节的变化，却可以让学生在实验中取得一个近似同心圆的四色素环形的滤纸结果。

这样的一个小变化必然会给学生带来不小的冲击，也将有效地打破学生为书本所束缚的惯性思维。这样，学生就能够从这个实验中发现在实验中往往需要透过现象来探析本质，才可以更好地开展实验。久而久之，学生的创造性思维、创新能力将得以培养，高中生物实验教学的有效性也必将实现。

高中生物实验教学方法探索 第12篇

一、明确实验目的, 激发学生的学习动机

心理学告诉我们, 目的是人采取行动的结果, 而动机则是激励人去行动的动力。学生明确实验目的, 自觉地产生动手实验的内部动机, 实验效果就会很好。但是初一、二年级学生好奇、好动, 对实验陌生。有的学生认为上实验课没有用。因此实验前除要求学生明确教材上的实验目的外, 还要明确该实验在生产、生活等方面的实际应用。如上显微镜使用一课时, 为了使学生较好地掌握显微镜的有关知识, 使学生尽可能多地了解和掌握显微镜的有关内容, 然后再给学生一些时间观察现成装片进行练习。上课的时候, 我发现有不少同学偷偷地带着花草、蝴蝶、蜜蜂来到实验室, 而且, 一进实验室就迫不及待地放在显微镜下观察。我发现后并没批评他们, 而是告诉他们:按照你们的做法是什么也看不到的, 因为你们的操作方法不对。大家先把实验材料放好, 等学会了显微镜的结构和使用方法后, 老师再教大家如何制作装片进行观察。于是这些学生就安安静静地坐在座位上认真地听讲、操作, 等同学们掌握了实验内容之后, 我就开始指导学生如何把实验材料制作成装片, 如何在显微镜下观察, 并和学生一起探讨显微镜下观察到的结构, 还让学生依次轮流观察同学们自己制作的装片。一节课下来, 同学们不仅掌握了显微镜的结构和使用方法, 而且还学会了装片的制作, 更可贵的是不是我叫他们学, 而是他们要学。

二、认真分析教材, 把握好实验类型

1. 教材实验安排概况。

新教材将教师做的演示实验、学生做的分组实验以及课内外的小实验较合理地穿插到有关章节课文的前面、中间或后面, 成为每节教学内容的重要组成部分。我们一般将安排在课文前面或课文中间的学生分组实验称为探索性实验 (或称探究性实验) ;把安排在课文后面的叫做验证性实验。演示实验和课内外小实验视具体情况也可分别归入上述两类实验, 这两类实验在教材中的分布见下表。高中生物实验类型分布

2. 对两类实验类型的认识和看法。

(1) 探索性实验。探索性实验是指实验者在不知晓实验结果的前提下, 通过自己实验、探索、分析、研究得出结论, 从而形成科学概念的一种认识活动。这种实验的内容是没有学过的新知识, 学生有新奇感, 容易产生浓厚的兴趣, 能充分调动起学习的积极性。由于实验的过程就是学习新知识的过程、探索的过程, 在此基础上学习课本内容就能更深刻地理解、掌握, 如果再根据具体情况将实验和理论有机地结合起来, 采用“边做边讲”的形式, 就自然形成了“以实验为中心组织教学”的教学模式。探索性实验在未知的情况下进行, 不受诸多限制和影响, 学生进行独立思考, 从而有利于学生观察、分析、解决问题以及实验操作能力的培养, 改变落后的学习和思维方法。由于探索性实验具有以上优点, 故新教材安排的这类实验达到50%以上。

由于探索性实验要求实验者具有严谨的科学态度和良好的实验操作技能以及一定的分析、归纳和比较能力, 这些与当今高中学生的素质尚有一段距离, 因而高中生物探索性实验必须在教师的精心安排和指导下才能取得良好的效果。

(2) 验证性实验。验证性实验是指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容, 培养实验操作能力为目的的重复性实验。这类实验的目的明确, 实验步骤规范, 结果已知, 比较容易达到实验目的。验证性实验受季节、课时因素的影响小, 可以较灵活地安排。但验证性实验犹如一道已揭过谜底的谜语一样, 缺乏无法抗拒的吸引力, 学生对实验的过程、现象和结果往往不予以充分思考, 实验质量不易提高。

三、指导学生掌握实验步骤的方法, 规范操作

实验步骤是学生动手规范操作的要领, 只有理解、掌握才能规范操作, 实验才能成功。实验前指导学生预习, 将实验步骤由繁化简, 抓住每一步的关键词语串通于实验步骤之中可以收到好的实验效果。首先, 教师的任务则在于通过确切的示范、讲明并采取有效措施发挥学生的主动性与独立性, 使学生了解各个动作和各种规定的必要性, 同时提高学生学习的自觉性。这样, 学生头脑中建立起进行活动的初步的自我调节机制为进行实际实验操作提供了内部控制条件。然后, 经过认知定向掌握了局部活动程序之后, 活动之间经过练习与实践开始连锁并形成一个完整的内部活动程序。在该阶段重点是使适当的刺激与反应形成联系。如制作临时装片, 学生必须完成整个反应过程:净化→滴水→取材→盖片→染色→观察→检验, 完成上一步操作的反应已成为下一步的刺激, 表明联系形成。

四、教育学生爱护实验仪器, 节省实验材料

在做每个实验前后, 要求学生一定要养成洗手的习惯, 以免实验时玷污实验仪器和试剂、样品、标本, 从而引起实验误差, 同时还要求学生不应做与本实验无关的动作, 以免损坏实验仪器, 甚至发生意外事故。要节约实验材料, 如在制作洋葱表皮细胞临时装片时, 只要取一张洋葱表皮就够了, 不必取大块, 另外如擦镜纸、吸水纸, 大头针和各种试剂等也要节约使用。严禁将教学器具如镊子、放大镜、剪子等带出实验室。同时为保证实验用品、材料、仪器不丢失, 在实验前分发给每个小组一份实验仪器、材料登记表, 要求学生在实验前后核实, 并填写本节课的实验名称、日期、班级和组别等, 最后要签名, 以示清点核实无误并承担责任。