课题验证性和探究性设计

课题验证性实验和探究性实验设计

蒋素琼

考点分析：实验设计是近几年高考的热点，它能综合考查学生理解实验原理、学会分析实验结果及灵活运用实验原理的能力，同时还考查学生的创新能力和语言表达能力等。这类题目一般难

度较大，开放程度较高，答案较灵活。

教学目标：归纳和总结验证性实验与探究性实验的不同，加强和巩固实验设计原则及方法的应用。

教学重点：验证性实验和探究性实验设计的区别，生物实验设计时变量及原则的运用。

教学难点：解答生物实验设计题的思路及方法

教学过程：

实验设计是近几年高考的热点，这类题目一般难度较大，开放程度高，答案较灵活。在前阶

段复习的过程中，我们已涉及到这类题目的训练，但并没有系统化，所以我们今天就如何进

行实验设计将作为一个专题进行讨论、归纳和总结。通常情况下，实验设计根据不同的划分

标准可以分为不同的类型，如根据实验目的的不同分为验证性实验和探究性实验，根据对实

验过程的要求不同分为完善实验步骤类和纠错改正类，根据对实验设计的内容不同分为生理

过程类和实践应用类。今天我们重点探讨第一类，即验证性实验和探究性实验设计（板书标

题）。

通过我们以前做过的一些实验设计题，请大家回顾并思考：验证性实验与探究性实验的主

要区别是什么？请大家把表格的问题进行思考并请学生回答。

为了进一步区分这两类实验，下面我们来分析两个例题：

例1.胰高血糖素对小白鼠和人具有相同的生理作用。为了验证“胰高血糖素具有升高血糖的生理作

用”，请以小白鼠为实验对象设计实验步骤，预测和解释实验应出现的结果，并写出实验结论。（一）实验材料和用具

正常小白鼠2只，生理盐水，用生理盐水配制的适宜浓度的胰高血糖素，班氏糖定性试剂，注射器，试管，烧杯，酒精灯等。

（二）实验原理

（三）实验步骤（提示：采用腹腔注射给药，给药剂量不做实验设计要求；给药1小时后，用注射器在小鼠膀胱处穿刺取尿液）

1

2

3

4

（四）实验结果的预测、解释和结论

解题思路：

1．准确把握实验目的：实验目的是实验设计的灵魂，在进行实验设计前首先认真审题，准确把握实验目的。

问题一请找出本实验的目的并判断实验类型（学生答）

2．细心地弄清实验原理并选择实验方法：一个结论的证实，可通过许多不同的实验方法来证明，但究竟选用何种方案，则要根据题目的具体要求来确定，找到一种最简单最巧妙的方法。

问题二请学生分析本实验的原理及要求（提示：结合所给的材料和用具）

原理：胰高血糖素小鼠血糖升高尿糖班氏试剂砖红色沉淀

方法：用鉴定还原糖的方法

3．合理地设计操作过程：实验设计要充分地利用题目中所给的实验条件，注意几点：一是题目给出的实验试剂和材料都必须充分运用；二是除非题目条件允许，否则不能自己随意增加实验试剂和材料；三实验组和对照组一定要进行不同的操作；四是由于实验设计是一种开放性试题，可能存在多种实验步骤，但一般应遵循以下几个要求：简便性、可行性、安全性和精确性。

回看本实验的试剂，材料和条件，同时注意在实验步骤的设计中，应遵循实验设计原则，请大家思考：

问题三进行实验设计时应遵循的原则有哪些？（单一变量，等量对照原则）即

4．严格设置对照实验

问题四请学生说出具体的实验步骤

提示：（一）通常第一步是编号（二）弄清实验组和对照组

（三）根据实验原理和实验提示进行设计

问题五上述实验过程中涉及到几次对照？实验变量和反应变量分别是什么？

第一次对照：实验变量是胰高血糖素的有无，反应变量是是否产生糖尿

第二次对照：实验变量是糖尿的有无，反应变量是是否产生砖红色沉淀

问题六实验对照有哪几种类型？本实验的对照方式是什么？

5.准确地预测实验结果

问题七本实验的结果是否需要预测？为什么？如果不需要预测，那么其结论如何？（因是验证性实验，结果是唯一的）

通过这个例题，大家明确了实验设计的基本思路，同时也掌握了验证性实验的设计方法，下面请例题2。例2

大部分普通果蝇身体呈褐色（YY），具有纯合隐性基因的个体呈黄色（yy）。但是，即使是纯合的YY 品系，如果用含有银盐的食物饲养，长成的成体也为黄色，这就称为“表型模拟”，是由环境造成的类似于某种基因型所产生的表现型。现有一只黄色果蝇，你如何判断它是属于纯合yy还是“表型模拟”？（一）材料用具：三种类型的果蝇，不含银盐的饲料，含银盐的饲料，培养器等（材料根据需要选取）。（二）探究的问题：

（三）实验原理及方法

（四）实验步骤：

1

2

3

（五）结果预测及结论

分析：注意审题

1.从变异的类型分析这种“表型模拟”属于什么类型？为什么？

（可遗传的变异还是不遗传的变异）

总结：它的基因型仍为YY

2.本实验属于探究性实验还是验证性实验？为什么？

（因研究的对象是未知的，所以是探究性实验）

3.探究的问题即实验目的是什么？

4.实验原理及方法如何?

(1)交配类型有哪几种?(杂交、自交、测交、)

(2)本实验用什么方法?(杂交)如何杂交?

原理：yy ×纯黄果蝇（yy）黄色

黄色果蝇YY ×纯黄果蝇（yy）褐色

（3）能否用未知的黄色果蝇自交？为什么？（果蝇是动物，不能自交）

（4）能否用未知果蝇与纯褐果蝇杂交？为什么？（后代全为褐色）

（5）能否用测交的方法？为什么？（未知果蝇不能确定其基因型，而测交是指杂交后代与隐性类型交配）

5.实验步骤怎样？

6.实验结果预测及结论

总结：今天我们通过两个例题的分析，请大家掌握验证性实验和探究性实验的区别以及如何进行实验设计题的解答。

巩固练习：

现有一植物的种子，已知它的萌发受水分、温度和氧气的影响，但不了解其萌发是否与光有关。为了探究光的有无对该种子的影响，请你依据所给的材料和用品设计出实验的方法和步骤，预测可能的实验结果，并分别得出相应的结论。

（一）材料用品：数量充足的铺有滤纸的培养皿，无菌水，表面消过毒的种子等

（二）探究的问题：

（三）方法步骤

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（四）可能的实验结果和相应的结论

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2

3