科学实验的基本步骤十篇-pa视讯

科学实验的基本步骤篇1

关键词：实验设计 解题策略

生物学是一门以实验为基础的学科，“得实验者得天下”。实验设计题是高考试题命题的新趋势。从近几年出现的高考试题分析，实验设计和分析是一个热点，主要考查学生是否理解实验原理和能否分析实验结果，是否具有灵活运用实验知识的能力及在不同情景下对知识的迁移能力。这类题一般只提供条件，要求设计实验步骤、分析实验结果和得出结论。对于此类题型的解答，一般要求根据提供的实验材料和仪器，设计一实验，来验证或说明某一生物现象，相对难度较大，不仅考查学生对基础知识的掌握情况，还考查学生综合分析能力、理解能力、收集处理信息能力、语言表达能力、逻辑能力、解决问题能力和创新能力等。由于学生缺乏实验设计的相关知识，平时也较少练习，觉得繁杂、麻烦，遇到此类型题更是无从下手，也是学生失分最多的一项。为解决学生的这一难题，本人依据多年担任毕业班的教学实践以2006年全国卷第30题为例，谈谈实验设计题的解题思路与基本方法，以便使学生在复习过程中加以重视，增强学生解决此类型难题的综合能力。

（2006年全国卷）为了验证叶片在光合作用和呼吸作用的过程中有气体的产生和消耗，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上，继续完成实验步骤的设计和预测实验结果。并对你的预测结果进行分析。

实验材料与用具：烟草幼苗、试管两支、蒸馏水、nahco3稀溶液（为光合作用提供原料）、真空泵、暗培养箱、日光灯（实验过程中光照和温度等条件适宜，空气中o2和co2在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计）。

实验步骤和预测实验结果：

（1）剪取两小块相同的烟草叶片，分别放入盛有等量蒸馏水和nahco3稀溶液的两支试管中。此时，叶片均浮在液面上。

（2）用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后，敞开试管口，可观察到叶片均下沉到底部。

（3）……

分析预测的结果：

［分析］本题考查考生利用所学的生物学知识，运用所学的实验方法和技能，按照要求设计新的简单的生物学实验，并能够对实验结果进行解释和分析。本题以一定的基础知识作为前提，注重考查考生的实验设计能力和表达能力。它涉及叶的结构、光合作用和有氧呼吸等相关知识，属于必修1（分子与细胞）的内容范围。

本题所要具有的基础知识是：①光合作用吸收二氧化碳，释放氧气；②有氧呼吸吸收氧气，释放二氧化碳；③nahco3稀溶液中为光合作用提供二氧化碳，有氧呼吸放出的二氧化碳溶解于nahco3稀溶液中。通过题目中的实验步骤（1）和（2）可知，叶肉细胞之间有间隙，可容纳一定量的气体。当叶肉细胞间隙充满气体时，叶片浮在水或nahco3稀溶液的液面上；当叶肉细胞间隙缺乏气体时，叶片沉到试管底部。

本题是在实验步骤（1）和（2）的基础上，进一步设计实验来验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗，并说明设计的思路。

解答本题的基本思路是：由于实验步骤（1）和（2）的提示，加上上面所述的基础知识，验证叶片的气体产生和消耗的实验结果，可通过叶片的上浮或下沉现象来显示。实验步骤⑵叶肉细胞间隙中的气体被抽掉后，结果是叶片都沉在试管的底部。因此，步骤（3）应设计实验让叶片浮起来。由于水和nahco3稀溶液中都缺乏氧气，故不能设计有氧呼吸的实验。又由于题干中已讲明nahco3为光合作用提供原料（二氧化碳），而水则不能，故可设计光合作用的对照实验。即用日光灯照射试管的底部的叶片，其结果是nahco3稀溶液中的叶片能进行光合作用，释放氧气，使叶片上浮，而水中的叶片不能进行光合作用，仍在试管底部。在分析该实验结果时，还要注意表达的准确性。即nahco3稀溶液中的叶片细胞进行光合作用产生了氧气以后，叶片细胞也能进行有氧呼吸，但光合作用释放的氧气多于有氧呼吸消耗的氧气，故氧气能不断积累，当积累到一定量时，叶片上浮。接着实验步骤⑷就应设计实验使步骤⑶中上浮的叶片下沉。要使该叶片下沉就必须消耗掉叶肉细胞间隙中的氧气。只有在没有光合作用时，细胞通过有氧呼吸才能消耗叶肉细胞间隙中的氧气。将试管放在暗培养箱中即可达到此目的。即在暗环境中，叶肉细胞不能进行光合作用，只能进行有氧呼吸，消耗叶肉细胞间隙中的氧气，所释放出的二氧化碳溶解于nahco3稀溶液中，叶肉细胞的间隙中缺乏气体，使叶片下沉。在该实验中，蒸馏水中的叶片都起着对照作用。

依上所述解答思路与方法，解决此类型题应从以下几方面着手：

一、掌握扎实的生物实验知识与操作技能，并能独立完成“生物知识表”的实验

包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握基本操作技能，并能把它们综合运用。

二、掌握实验设计的基本原则

1. 科学性原则在进行实验设计时，实验目的、原理、材料和手段要有充分的科学依据，整个实验设计具有科学思想、科学方法，不能偏离生物学的基本原理及其他科学手段。

2. 单因子变量原则实验组和对照组相比只能有一个因素改变，即只有一个变量，而其他因素不变。如上题涉及的变量是不同时间段的对照。

3. 对照实验原则在实验过程需设置对照组，与实验组进行对比，以显示实验的结果，对照常用的方法有：①空白对照。不给对照组任何处理因素。②条件对照。虽给予对照因素，但不是需研究的处理因素。③自身对照。对照和实验都在同一研究对象上进行。如上例涉及的对照就是此方法。④相互对照。不仅单设对照组，还同时具有几个实验组进行相互对比。

4. 平行重复原则控制某种因素的变化幅度，在同种条件下重复实验，观察对实验结果的影响程度。

三、理解实验设计的基本内容

对这类实验题解答思路与方法应明确以下实验设计内容：1.了解题目要求；2.明确实验目的；3.确定实验原理；4.确定实验设计思路；5.设计实验步骤；6.预测实验结果和分析实验现象，得出结论。

因此，要提高学生高考实验题得分能力，解答此类型题应掌握实验解题的以下几个步骤：

1. 审――明确“做什么？”（即搞清实验目的），抓准目标，保证答题方向正确。

这一步看似简单，但它却是正确解题的基础。如果偏离了这一方向，就会导致“全军覆没”。一般，要你做什么，在题目中都已明确告诉了你，问题就是：你的整个解题过程都要围绕实现这个目标而努力。以上面的高考题为例，实验目的是“验证叶片在光合作用和呼吸作用的过程中有气体的产生和消耗”，需要从两方面来证明：既要验证叶片光合作用产生气体，又要验证呼吸作用消耗气体，对于是产生、消耗什么气体并不要验证。有的学生审题错误，实验目的不明确。错误1验证：叶片在光合作用和呼吸作用过程中有o2的产生和o2消耗两个方面；错误2验证：叶片在光合作用过程中既产生气体又消耗气体，呼吸作用过程中既消耗气体又产生气体；错误3验证：叶片在光合作用过程中既产生o2又消耗co2，呼吸作用既消耗o2又产生co2。

2. 想――解决“怎么做？”（即设计出实验方案），理清思路，保证思维过程合理。

这一步的突破口是要抓住变量。需要思考的问题是：该实验的实验变量是什么？应该如何操纵它？反应变量是什么？应该如何捕获它？哪些是可能影响实验结果的无关变量？应该如何控制它？这些问题解决了，实验的基本思路也就出来了。以上面的高考题为例，学生存在的错误是对实验步骤（1）错误地理解为每支试管都加入等量蒸馏水和nahco3稀溶液，这样有无光照是实验变量，所以很多学生接下来的步骤是一支试管给光照，另一支暗处理，造成失分。

变量的问题解决了，其他的问题也就迎刃而解了。实验设计就是要你解决如何操纵实验变量、控制无关变量、捕获反应变量来达成实验目的这一问题的过程；实验分析就是要你分析实验变量与反应变量之间的因果关系，推导得出相应结论的过程，或者要你说明“为什么这么做（实验原理）”的道理；实验评价就是要你评判整个实验过程的思维是否合理，如：实验变量是否具有可操作性，反应变量是否具有可观测性，无关变量是否得到了有效控制，额外变量是否都被平衡和抵消了。

实验过程的设计要完整、科学、严谨：准确选用实验材料、器皿支持实验。题目中提供的材料和器皿通常还能对实验的设计起到一定的提示作用，如上述例题题干给出的nahco3稀溶液可满足光合作用对二氧化碳的需求，也可以吸收二氧化碳。根据题干给出的实验步骤（1）、（2）可知本实验的观测指标为：叶片是否上浮或下沉。在此基础上，紧紧围绕实验目的，设计出完整的实验步骤，各步骤之间要前后顺序得当，且不出现科学性的错误，从而逐步将实验引向正确结论。

3. 答――把自己求解的思维过程按题目要求明白无误的表述出来，把分拿到手。

最关键的是要准确地表达自己的思想，保证自己的思维过程合理。在文字表述上讲究用词，力求准确、精辟、简明地组织语言文字。

答题时要注意这样几点：

①步骤设计一般不宜连续描述，往往需要分段叙说，要用代号明确标出实验步骤，如果没有明确的实验步骤，整个实验设计就会显得杂乱无章，没有条理。

②在使用器皿时用标记号(甲烧杯、a试管、1号培养皿等)来辅助，这样在表达时一方面清晰明了，另一方面可以节省篇幅、节省时间。

③应尽量使用题目中出现过的比较规范的表述，尽量用规范的实验术语，不能用含糊的口语，如：“盖玻片”不能说是“薄的玻璃片”；“等量的”不宜说成“一样多的”；“振荡”不宜说成“晃动”、“摇动”等等。

④表达方式，按题目要求可以是纯文字、表格、图示等。

⑤在解答实验设计题时，最好能先在草稿纸上画草图拟草稿看图说话，以求理顺思路，设计尽量完整并使卷面整洁。

这里需明确实验步骤设计的基本框架：三个基本要素：第一个是实验相同部分的准备处理和分组编号；第二个是单一变量的处理如a组用××处理，b组不处理（注意“等量”），其它条件相同（注意“适宜条件”）；第三个是观察现象、测量、记录等。每一题具体的答题就根据题目情境而异。

4. 查――换位复查，不留遗憾出考场。

科学实验的基本步骤篇2

关键词：应用型本科院校 自动控制原理 matlab 仿真

research on the experimental teaching of automatic control theory in the application-oriented universities

zhao haifeng

xuzhou institute of technology， xuzhou， 221111， china

abstract： according to the characteristics of the automatic control theory course in the application-oriented universities， an experimental teaching method which combined matlab simulation with experiment box was proposed. in addition the development was carried on based on the basic experiments. the teaching practice shows that the interest of students in learning is increased and the important concepts， principles and methods of the automatic control theory are understood better through contrasting simulation experiment results with the imitation results.

key words： application-oriented universities； automatic control theory； matlab； simulation

自动控制原理是我校电气工程及其自动化专业的一门专业必修课，也是进一步学习和研究其他控制理论的先行课程。自动控制原理主要内容包括：自动控制理论的发展简史和自动控制系统的一般概念、自动控制系统的一般表示方法和数学模型、三种常用分析方法（包括时域分析法、根轨迹法、频域法）的基本概念、基本原理及其应用、线性定常系统的设计等[1]。学生对自动控制原理的掌握程度，直接影响到计算机控制技术、调速技术等课程的学习，在电气工程及其自动化专业课程体系中占有极其重要的地位。本课程的教学目的与任务在于通过学习使学生掌握自动控制系统的工作原理、系统数学模型的建立、系统性能的分析方法以及改善系统性能的途径，从而为学生今后的学习和工作打下基础。但由于自动控制原理内容抽象，含有大量的数学公式推导以及图表曲线，系统性强，学生普遍反映该课程比较难学，期末考试通过率较低。

我校作为应用型本科院校，与研究型本科院校不同，不要求学生掌握烦琐理论公式的推导与证明，而是注重理论与实际相结合，培养学生工程实践能力。因此，相比理论教学环节，实验教学环节显得更为重要。为了有效提高实验教学质量，提出了实验箱模拟与matlab仿真相结合的实验教学方法，并在基本实验内容的基础上对其进行了拓展。

1 自动控制原理实验箱模拟

目前国内各高校在自动控制原理实验教学环节中大多采用了自动控制原理实验箱，以提高学生的动手能力[2]。我院所使用的el-at-iii型自动控制原理实验箱面板如图1所示。实验箱面板主要包括：八组实验模块、二极管、电阻、电容区、a/d、d/a卡输入输出模块、电源模块以及变阻箱、变容箱模块。

图1 自动控制原理实验箱面板示意图

el-at-iii型自动控制原理实验箱的基本原理是采用复合网络法模拟各种典型环节，即利用运算放大器不同的输入网络与反馈网络模拟各种典型环节，然后按照给定系统的结构图将这些模拟环节相连，便可得到相应的模拟系统。再将输入信号加到模拟系统的输入端，并利用计算机测量系统的输出，便可得到系统的动态响应曲线，通过简单计算便可获得系统动态与稳态性能指标。通过自动控制原理实验箱模拟实验，有利于学生进一步掌握系统模拟电路的构成。

笔者以编号为s05203302的“二阶系统阶跃响应”为例。本实验的主要目的在于研究二阶系统特征参数：阻尼比和无阻尼自然振荡频率对系统动态性能的影响，分析阻尼比和无阻尼自然振荡频率与最大超调量和调节时间之间的关系。在本实验中，自动控制原理实验箱模拟实验的具体步骤如下：

步骤1：连接被测量典型环节的模拟电路。如图1所示，电路的输入u1接a/d及d/a卡的da1输出，电路的输出u2接a/d和d/a卡的ad1输入，将两个积分电容的两端连在模拟开关上。检查无误后接通电源。

步骤2：启动计算机，运行软件。

步骤3：测查usb线是否连接好。按f1键并在实验项目下拉框中选中任一实验，按f5键并在弹出的参数设置对话框中设置参数，然后按确定按钮。如果此时无警告对话框出现，则表示通信正常，如果出现警告，则表示通信不正常，需首先找出原因，使通信正常后方可继续进行实验。

步骤4：在实验项目的下拉菜单中选择实验“二阶系统阶跃响应”，按f5键弹出实验参数设置对话框。在参数设置对话框中设置相应的实验参数后，用鼠标单击确认，等待屏幕的显示区显示实验结果。

步骤5：根据式（1）由显示的波形计算最大超调量 以及调节时间的数值，并与理论值比较，保存系统动态响应曲线。

（1）

步骤6：改变系统参数，进一步分析研究参数对系统性能的影响。

2 matlab仿真

作为目前国际控制界最流行的仿真语言，matlab可提供丰富的矩阵处理功能，可方便设计控制系统[3]。仍以“二阶系统阶跃响应”为例，matlab仿真实验的具体步骤如下：

步骤1：利用函数tf建立系统传递函数模型。tf调用格式为sys=tf（num，den），其中num为传递函数分子系数向量，den为传递函数分母系数向量。

步骤2：利用函数step求二阶系统阶跃响应。step调用格式为：y=step（num，den，t），其中t为选定的仿真时间向量，y为系统在仿真时刻各个输出所组成的矩阵。

步骤3：根据y与t，利用matlab编程计算二阶系统阶跃响应的动态性能指标：超调量、调节时间、峰值时间、延迟时间、上升时间。

步骤4：在同一张figure中，利用matlab编程绘制不同阻尼比对应的典型二阶系统单位阶跃响应曲线以及不同无阻尼自然振荡频率对应的典型二阶系统单位阶跃响应曲线，总结归纳相关结论。

步骤5：对比自动控制原理实验箱模拟实验结果与matlab仿真实验结果，总结归纳相关结论。

3 实验教学内容拓展

学生完成基本实验内容之后，可在任课教师指导下，对其进行拓展。仍以“二阶系统阶跃响应”为例，完成上述实验内容后，可指导学生通过matlab编程，分别实现比例—微分控制和输出量的微分反馈控制（如图2所示），以改善二阶系统响应特性。其中比例—微分控制是在二阶系统前向通道中加入了比例—微分环节（td为微分系数），而输出量的微分反馈控制是将输出量的微分信号采用负反馈的形式，反馈到输入端并与误差信号相比较（kt为微分反馈系数）。

比例-微分控制 输出量的微分反馈控制

图2 改善二阶系统响应特性的两种常用方法

为了便于学生验证自己所编写程序的准确性，任课教师可提供比例—微分控制前后系统阶跃响应曲线（如图3所示）。任课教师指导学生通过matlab编程计算，定量分析两种常用方法对二阶系统响应特性的改善，并尝试分析定性所得结论。

图3 比例-微分控制前后系统阶跃响应曲线

4 结束语

为了提高学生学习自动控制原理的兴趣，加深对自动控制原理重要概念、原理、方法的理解与掌握，针对应用型本科院校自动控制原理的课程特点，提出了自动控制原理实验箱模拟与matlab仿真相结合的实验教学方法，并在基本实验内容的基础上对其进行了拓展。教学实践验证了方法的有效性。

参考文献

[1] 刘丁.自动控制理论[m].北京：机械工业出版社，2013.

科学实验的基本步骤篇3

关键字：高中生物；实验设计；方法步骤

生物科学是一门以实验为基础的科学，因此实验一直是生物学高考的热点和重点。从近几年的高考实验题题型变化来看，借助实验方法创设新情境，侧重考查学生对实验原理的理解和运用能力、对实验现象的解释和分析能力已成为命题趋向，其中设计型实验题更是热点。实验设计的内容一般有实验设计原则、方法步骤和观测实验现象及实验结论三部分，学生掌握了这三部分的内容，就可以设计出具有科学性的实验。本文旨在就如何进行生物实验的设计进行探究。

一、实验设计的原则

（一）对照性原则

所谓对照实验是指除人为控制因素外，其他条件与被对照实验完全相同的实验。因为实验中的无关实验因素很多，同一种实验结果可能是由多种不同的实验因素所引起的，因此必须严格控制无关因素，要平衡和消除无关因素对实验结果的影响。而设置对照实验，能有效地排除其他因素干扰实验结果的可能性，使实验设计更加严密，所以大多数实验尤其是生理类实验往往都要有相应的对照实验。如在“唾液淀粉酶促进淀粉水解”实验设计中，运用与唾液等量的清水作对照，排除了“淀粉本身就可以在水溶液中快速水解”这一非本质的特征。设计实验对照可以有多种方式，如空白对照（指不做任何实验处理的对照组）、相互对照（指不加设对照组，而是利用几个实验组相互对照）、自身对照（指实验和对照在同一对象上进行，即不另设对照组）、条件对照等（给实验组某种处理，给对照组另一条件的处理，给对照组施以部分实验因素，但不是所要研究的实验因素）。

（二）单一变量原则

单一变量原则即单因子变量原则，指控制其他因素不变，而改变其中一个因素，观察其对实验结果的影响。如“探究ph值对酶活性的影响”时，只能改变反应的ph值，其它如温度、酶的浓度等条件均要求完全一样。设置单一变量即对照组和实验组只能有一项条件不同，其他条件都应相同，还应考虑是否有额外变量影响实验结果。

（三）平行重复原则

平行重复原则指控制某种因素的变化幅度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果影响的程度。任何实验都必须能够重复，这是具有科学性的标志。实验虽然要求随机抽取样本，这能够在相当大的程度上抵消非处理因素所造成的偏差，但不能消除它的全部影响。平行重复的原则就是为解决这个问题而提出的。在实验时，有些情况的出现是有偶然性的，多做几个对照实验，出现相同结果，更有说服力，更具科学性。让这几组实验装置在相同条件下同时进行，这就是平行重复原则。

二、实验设计的基本方法步骤

在明确了实验目的和实验原理、选准实验材料、遵循实验原则做出实验假设后，就应该编制一个严密、科学的实验程序进行实验。对于编制的实验程序，须要仔细推敲，形成一个最优化的程序，使实验科学、简捷、明了地进行设计。探究性实验一般可分为以下几步进行：（1）认真研读题干信息，分析题目类型属于验证型实验、探究型实验、完全设计型、实验评价型中的哪一种；（2）仔细审读，找准实验中所要控制的单一变量和因变量，并分析以什么指标表示或观察因变量；（3）运用对照实验思想合理设置对照组；（4）分析实验过程中需要平衡的无关变量，即避免（或排除）无关变量对实验结果（现象）的影响；（5）推敲精炼语言，准确表达实验步骤和实验结果及结论；（6）通读自己的实验设计。运用实验设计所遵循的原则进行对照，检查是否有遗漏。通过对实验目的和要求的分析，正确选择出实验的变量，按照正确的实验步骤去分析，即可形成一个科学的实验步骤。

三、实验的现象及结论

在设计实验步骤时，还应注意实验结果的预期、分析和讨论：要求运用实验原理和假设，推导分析出实验的结果或对实验组与对照组作出预期的分析讨论。

探究性实验的设计一般规律（预期结果）是：

（1）若条件a存在事件b能发生，条件a改变事件b不能发生（或发生程度改变），结论是__。

（2）若条件a存在事件b能发生，条件a改变事件b能发生（或发生程度改变），结论是___。

（3）若条件a存在事件b不能发生，条件a改变事件b能发生（或发生程度改变），结论是___。

例如:现有一种植物的种子，已经知道它的萌发受水分、温度和氧气的影响，但不了解其萌发与光是否有关。为探究光的有无对该种子萌发的影响，请你依据所给材料和用品设计实验的方法步骤，预测可能的实验结果，并分别得出相应的结论。方法步骤：①____；②____。可能的结果及相应的结论：①____；②_____；③______。

解析：根据题目要求可知，光照则是变化的条件a，因此可作出理论假设：当水分、温度、氧气条件满足时，光照则是实验的变量，有光照，种子可能萌发，也可能不萌发；无光照，种子可能萌发，也可能不萌发。具体设计如下：①取a、b两组培养皿，倒入适量的水，将等量的种子分别放入两组培养皿中(实验准备)；②将a组置于黑暗的环境中，b组置于有光环境中（做对照），③培养过程中使两组水分、温度、氧气的状况适宜且相同。a组实验组与b组对照，符合“单因子变量”“平行重复”原则。

实验结果及相应的结论：①a组萌发，b组不萌发(或a组发芽率高于b组)，光抑制该植物种子的萌发；②a组萌发，b组也萌发(或发芽率差异不显著)，该植物种子萌发不受光的影响；③a组不萌发，b组萌发（或a组发芽率低于b组），光是该植物种子萌发的必要条件之一。

四、结语

生物科学是以实验为基础的科学，科学概念、原理和规律都是由实验推导和论证的。教学过程中的实验有助于加深学生对生物科学概念、原理和规律的理解，实验能力也是学生将来从事科学研究的基础。高中生物实验要求学生了解实验目的、实验原理和实验步骤，会控制实验条件和使用实验仪器，会观察和分析实验现象，解释实验结果（数据），并得出实验结论，能够根据要求设计简单的实验方案。

参考文献

[1]谭雪琴. 浅谈对高中生物实验教学的认识[j]. 新课程研究，2008，（15）.

科学实验的基本步骤篇4

案例：化学实验学案的设计和实施

人教版必修2第74页【实验3-6】这个实验比较简单，但它包含的知识点非常多，是教学的重点和难点，更是考试必考的内容。这个实验虽然老师演示过，学生自己做过，但在练习和平时的作业中往往做不出来。为此根据本节课的课程目标利用学案，将这个实验做了如下处理：

实验名称：

实验仪器：

实验步骤与现象：【提示：实验前画出流程图】

问题思考：

做步骤1的目的是什么？

步骤1的稀硫酸起什么作用？

步骤2与步骤3有什么不同？

做步骤2、3的目的是什么？

为什么要调ph值？

怎样调节ph值？

步骤1和步骤2、3的加热是否相同？

实验结论：

［扩展与迁移］如何设计实验证明淀粉的水解已经开始？如何证明淀粉的水解已经完全？

在这节课中，首先创设生活情景：为什么我们每天要吃不同种类的食物？（通过生活情景激发学生探究的兴趣和欲望）引出糖类、油脂、蛋白质都能发生水解反应。接着让学生阅读实验并画出实验流程图。（让学生清楚地知道实验每一步的做法及使用的实验仪器。）接着让小组讨论学案中的“问题思考”（这不仅使学生明晰实验步骤每一步的目的和意图，而且也把知识与实验有机地结合起来。）接着让学生动手实验，记录实验现象，小组讨论得出结论。（培养学生的动手能力、观察能力，培养小组协作能力。通过观察、分析、联想、归纳、总结得出结论。）在这基础上，提出扩展和迁移并要求小组讨论设计出实验的方案。（这个知识扩展和迁移是教学的重点和难点，也是考试的热点。通过扩展和迁移调动学生积极主动地参与实验，思考、讨论，深化了学生的知识内涵。）

这节课通过学案导学给学生恰当的诱导、点拨，让学生充分发表意见，开展热烈的讨论、认真思考、质疑辨难，使探究更深入，使学生参与整个学习过程中增强学生的学习兴趣，促进学生探究能力的提高，促进学生加深对科学现象的理解，使学生的思维更富有逻辑性。

实践表明，实验学案导学不但为老师在实验的有效教学中提供了一个很好的平台，而且有助于帮助老师的教学从关注结果变为关注过程，从重视知识传授变为重视学习方法、学习能力的培养。

科学实验的基本步骤篇5

abstract： plant genomic dna extraction is the most basic molecular biology experiment for undergraduate students in agricultural colleges， but this experiment has some questions such as complicated procedures， time-consuming and frostbite resulting from liquid nitrogen caused by the improper operation of students， which can be avoided after improvements in order to ensure the security and the smooth going in the experiment.

关键词：分子生物学；dna提取；改进

key words： molecular biology；dna extraction；improvements

中图分类号：s188 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2015）35-0165-02

0 引言

分子生物学实验是农业院校中为农学、园艺、植保和生物工程等专业开设的一门重要的专业基础实验课，旨在提高学生的实验技能和培养学生的科研素养。dna是遗传信息的载体，是重要遗传物质。快速提取高质量的dna样品是进行pcr扩增、限制性酶切、southern杂交、测序等分子生物学实验的保障[1]。因此，“植物基因组dna提取”实验是分子生物学实验中最基础、最常用的一个实验。选择合适的方法快速提取植物基因组dna显得极为重要。

该实验采用液氮研磨植物叶片，裂解植物细胞，再利用有机溶剂多次抽提，使蛋白质等沉淀于有机溶剂中，使核酸保留在水相[2]。实验需要配制大量的提取液，而且步骤繁杂，学生常常顾此失彼，不能在规定时间内完成实验。此外，在用液氮研磨植物叶片过程中，学生们常常会因为好奇或操作不小心造成液氮冻伤情况。鉴于此，笔者对该实验操作步骤做了些适当的调整与改进，化繁为简，缩短了实验所需时间，提取的dna质量完全能满足后续分子生物学实验的要求，而且避免了液氮对学生们引起的冻伤；同时，在实践中总结出学生实验操作中的注意事项，减少了学生实验出错的几率，提高了学生实验教学效果。现将结果报告如下。

1 实验的基本原理

植物dna提取方法有很多，常用的方法有ctab法、sds法、urea法等，这些dna提取方法在原理上基本一致，都是用液氮研磨植物幼叶破碎细胞，利用ctab或sds、urea和β-巯基乙醇蛋白变性剂，再经加热使蛋白变性与dna分离，在此基础上edta鳌合金属二价离子、氯仿的抽提使dnase对dna的作用降到最低，经离心获得含有dna的上清液，再用乙醇沉淀，得到生物基因组dna。

2 实验材料、试剂和仪器

①材料：用常规方法培育的大豆植株的叶片。②试剂：ctab、乙丙醇、无水乙醇，苯酚：氯仿，te buffer：异戊醇（25：24：1），氯仿。③仪器：高速离心机、恒温振荡器，恒温水浴锅。

3 原实验步骤

用液氮对大豆叶片进行充分研磨，取0.2g分装到2.0ml离心管中。在离心管中加入750ul预热的ctab提取缓冲液，用涡旋混合器充分振荡混匀，放置在65℃水浴锅中温浴30分钟。冷却4-5分钟，加入750ul苯酚：氯仿：异丙醇（25：24：1）混合，放置水平摇床混匀20分钟，12000rpm/min离心10min。取上清液于1.5ml离心管中，加入等体积氯仿，水平摇床混匀5min，12000rpm/min离心10min。取上清，加入120ul异丙醇，12000rpm/min离心5min。弃上清，用乙醇洗涤、烘干后，用te buffer溶解。

4 改进后实验步骤

取大豆幼嫩叶片，用剪刀剪碎放入0.5ml离心管中。加200ul tps提取液，用涡旋混合器充分振荡混匀，95℃加热10min，4000rpm/min离心10min。取上清，加入等体积的异丙醇混匀，12000rpm/min离心3min。弃上清，用乙醇洗涤、烘干后，用te buffer溶解。

5 效果评价

改进前，要用ctab提取液、苯酚：氯仿：异丙醇（25：24：1）、氯仿反复抽提3次；改进后只用tps提取液抽提1次。因此，改进后的实验既简化了实验步骤，又缩短了实验时间，而且通过改进后的方法提取的基因组dna质量和数量完全能满足后续分子生物学实验的要求[3]。改进前，用液氮研磨植物叶片；改进后，用剪刀将植物叶片剪碎即可，虽然提取量会有所下降，但避免了因学生操作不当引起的液氮冻伤。

6 实验中的注意事项

①要尽可能剪碎植物叶片。用剪刀将植物叶片剪成细小部分，剪得越细，提取的dna的量会越多。

②要充分涡旋混合样品与提取液。因为此时dna还没有分离，涡旋混合不会破坏dna。充分涡旋使样品与提取液混匀，不要有结块儿现象，可提高dna的提取量。

③操作要迅速、准确。剪切样品速度要快，转移样品要完全，以避免样品损失减少dna的提取量。

7 结论

通过分子生物学实验方法的改进，不仅提高了学生的实验技能和科研素养，还有效的缩短了实验时间、减少了学生实验出错的几率，确保了实验的安全、顺利进行，提高了教学效果。由于分子生物学技术的持续革新和教学模式的不断发展，分子生物学实验教学方法的改进成为了一项长期而艰巨的任务，教师仍要根据时代的发展和学校的特色，积极探索并完善适合本校的分子生物学实验的建设。

参考文献：

[1]詹少华，尹艺林.大豆基因组dna提取纯化方法研究[j]. 安徽农业科学，2008，36（23）：9871-9872.

科学实验的基本步骤篇6

关键词　中美生物教材　实验比较　细胞大小　物质运输关系

中图分类号g633.91　文献标识码b

新课程倡导以一本教材为本，多本教材作为参考，国外的教材也是一种良好的课程资源。

1　教材介绍

《biology-principles&explorations》是美国holt，rinehart and winston公司出版的高中生物教材。该教材的总体特点是教学设计的可视化以及对基础知识、实验技能和生物理念的高度重视。同时，此教材密切联系生活，关注健康饮食和sts教育；注重介绍现代生物科技和热点生物问题，注重对学生实验技能和探究能力的培养，其目标是引导学生以正确的方式看世界。教材一经面世，就被许多国家选作教材或教学参考书，后经过多次修订，至今仍长盛不衰。

此外该教材中的实验项目设置也很有特色，主要包括实验室项目和拓展的实验项目两类，实验室项目包括快速实验室、数字实验室、数学实验室；拓展的实验项目包括实验设计、实验室技术和交互探究。丰富多层次的实验栏目和活动项目能够满足不同层次学生的学习需求，对于提高学生的学习兴趣、培养学生的综合能力、渗透sts教育、提高学生的生物科学素养具有重要作用。

目前我国国内普遍采用的教材是经全国中小学教材审定委员会2006年初审通过的普通高中课程标准实验教科书，共有5套，其中以人民教育出版社等编著的教材使用最为广泛。人教版教材分模块呈现，由现代生物思想观念统帅各个模块，突出探究性学习，强调核心基础知识的掌握和应用，将科学技术和社会的关系及科学史的发展过程贯穿于教材的各个章节。下面分析的是人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书《生物1•分子与细胞》模块“细胞大小与物质运输关系”这个实验。

2　细胞大小与物质运输关系实验的比较分析

“细胞大小与物质运输的关系”是人教版高中生物《必修1•分子与细胞》模块第6章“细胞的生命历程”中的第一节“细胞增殖”中的一个实验，在hrw教材中是第一单元第四章“细胞及其生活的环境”中的实验。该实验在国内外教材中位置较前，都属于重点安排和设计的实验。实验内容涉及到扩散、物质表面积与体积比的计算、相对表面积与物质扩散速率的关系、物质进出细胞的效率与相对表面积成反比等知识点。

这个实验可以设计成演示实验、验证性实验以及探究性实验等多种形式，又可以对动作技能进行多层次训练。以这个实验为载体，可以让学生通过探究，知道细胞不能无限长大的原因，明白了细胞分裂的必要性，再来学习“细胞分裂”，体现了知识的系统性。此外，本节内容还与后续模块中微生物的代谢、细胞进化有着紧密联系。同时，通过本实验可以提高学生的动手操作能力、探究能力、运用数学知识解决问题等多种能力，促进学生体会科学探究的思维过程和方法，培养学生严谨科学的态度和精神。总体而言，中美教材中的这一实验内容不同主要体现在实验类型和实验过程上。

3　实验栏目的比较分析

人教版教材中的这一实验分为目的要求、材料用具、方法步骤、结论和讨论五个部分，此外还以便签的形式标出了实验中需要注意的问题；hrw教材则分为目标、材料、化学安全性、实验前的提示、步骤、分析与结论、思考题七部分，以下将分别进行比较分析。

3.1　实验题目和目标的比较分析

人教版教材的实验题目为“细胞大小与物质运输的关系”；hrw教材为“细胞大小如何影响扩散作用?”，以疑问句来促进学生思考。

两个教材实验目标在教材都有列出。人教版教材的目标通过探究细胞大小与物质运输关系，促进学生理解相对表面积对物质运输速率的影响，从而理解细胞不能无限长大的原因，在实验过程中学会用数据表格分析问题，养成严谨科学的实验态度，没有明确分为技能目标及知识目标。而hrw教材的实验目标分为技能和目标，技能是运用科学方法，收集、整理数据并作图，目标则为联系细胞的大小和表面积与体积比之间的关系，并预测细胞的表面积与体积比如何影响物质扩散进入细胞。两个教材中这一实验的目标最终落脚点都在细胞大小与物质扩散之间的关系上。

3.2　实验原理和实验材料的比较分析

两个实验原理都是颜色反应。人教版教材的实验原理是琼脂块(内含酚酞)模拟细胞，naoh模拟被细胞吸收的物质，因naoh溶液遇到酚酞试液变粉红色，了解naoh扩散进入细胞的深度，比较不同体积的琼脂块“细胞”吸收物质的速度，探究细胞大小与物质运输的关系。hrw教材则用粉红色琼脂块(内含碱性酚酞)模拟细胞，醋酸模拟被细胞吸收的物质，因醋酸溶液遇到酚酞后粉红色褪去，根据褪去颜色的深度了解醋酸扩散进入细胞的深度，从而探究细胞大小如何影响扩散的。

两个实验材料用具大致相似，不同之处在于人教版教材把质量分数为0.1％的naoh溶液作为扩散进入琼脂块的显色剂，hrw教材把醋酸作为扩散进入琼脂块的显色剂，取材源于生活，同时材料旁附有图片，使学生对实验有直观的认识。

3.3　实验类型的比较分析

“细胞大小与物质运输关系”实验在中美教材中的主要区别在于实验类型的不同。人教版教材中的这一实验，从探究活动的类型来看是一个模拟探究实验，引用模型来解释生物上的原理，也体现了新课标对数学在生物上运用的重视。从探究的内容来看，这个实验属于部分探究实验，探究活动的问题已经给出，探究的计划已经制定好，学生只需完成收集数据、并对数据进行概括和推理，实验操作过程比较简单，有利于学生当堂完成，目的是促进学生对细胞不能无限增殖这一知识点的理解。

hrw教材中的这一实验属于“实验设计”这个栏目，承载着培养学生探究能力的目标，是引导探究式实验。教材没有给出明确的实验步骤，而是把探究性学习的过程分解为多个步骤，通过问题引导学生自己设计实验并实施，获得数据后循序渐进地分析实验结果，自主性强，难度更大。

3.4　实验步骤的比较分析

人教版教材中的实验步骤为：给出实验步骤，根据步骤完成实验，填表记录数据，分析实验数据得出结论。实验过程呈现简单明确，实验方法严谨科学，是促进学生掌握科学方法，培养学生的科学思维和科学态度很好的材料。

hrw教材中的实验过程分为a、b、c三部分，教材没有给出明确的实验步骤，a部分是提出问题和设计实验，b部分为实验实施和实验后的清理与回收。两部分明确按照探究性学习的方式，把探究性学习的过程分解为多个步骤，让学生自己根据问题设计实

验，并引导学生思考设计时应注意的问题，例如确定探究的问题和假设、如何确定醋在琼脂块中的面积等。b部分的实验实施比较简单，用红色图标列出了注意事项，并引导学生制作表格记录数据。实验后的清理和回收告诉学生将实验用后的溶液、琼脂和用过的实验材料投入指定的垃圾桶，不要随意丢弃，把试验台清理干净，将可以重复利用的实验材料回归原位。

3.5　实验结论的比较分析

人教版教材实验结果分析与结论部分主要是让学生填表，并根据表格中的数据作图，得出琼脂块的表面积与体积之比和琼脂块大小之间的关系，再进一步得出物质扩散(naoh扩散)与细胞大小之间的关系，分析步骤严谨简单，可以在较短的时间得出实验结论，便于学生当堂完成实验，有利于教学效率的提高。

hrw教材中的实验重视对实验结果和数据进行分析，从而得出实验结论的过程，弱化对实验步骤的关注。实验结果分析的步骤层次感强，非常详细，共9步：

①描述琼脂块表面的变化。

②运用数据，以扩散距离(mm)作为纵轴，以相对表面积作为横轴画图。

③根据②中的图，做出相对表面积与物质扩散距离关系的结论。

④以扩散速率(mm／分)作为纵轴，以相对表面积作为横轴再次作图。

⑤分析实验结果：运用步骤④中的表格，做出相对表面积与物质扩散速率关系的结论。

⑥估实验方法：是否能够忽略细胞的表面特征，把琼脂块简化为细胞?

⑦计算：如果琼脂块的边长为5cm、10cm，算出其相对表面积，比较哪一种琼脂块的更大。

⑧得出结论：细胞的大小是如何影响物质扩散进入细胞的?

⑨进一步探究：想出一个关于细胞大小与扩散的新问题，并进一步探究。

通过以上9个步骤，让学生运用数学的方法解决生物学问题，并知道科学探究的基本步骤和实验结果的分析方法，强调运用数学中的图形图像逐步得出生物学结论。

3.6　实验后思考题的比较分析

两本教材实验后的思考题差别较大。人教版教材实验后的思考题有3道，需要学生计算分析，共同讨论，得出细胞越大运输效率越低的结论，利于学生学习随后的“细胞分裂”内容，局限于本节和本章内容。三道思考题设置巧妙，逐步深入地探讨细胞大小与物质运输的关系，将书本的前后知识联系起来，融会贯通，理解现象与本质的差异，发散学生的思维，激发学生的求知欲，培养学生的科学思维方法。

hrw教材后的思考题需要学生查阅资料和网站，深入分析自主探索才能得出答案，题后附有相应的网址供学生查阅，不局限于一节或一章的内容，综合性强。第1题需要学生查阅资料，联系真核细胞与原核细胞的区别及物质运输特点进行分析；第2题考查了学生对基本知识的掌握情况，需要学生联系不同物质进入细胞的方式和特点进行分析。两题突出了对学生综合运用知识能力培养。与人教版教材中的讨论相比，hrw教材中的资料查阅与分析属于自主学习，是另一种促进学生思维发展的方式。

4　结论与启示

4.1　注重学科知识的综合

人教版和hrw教材均注重学科间知识的综合。人教版教材将此实验与数学、化学知识联系，学生需要知道化学知识中酚酞遇naoh后颜色变化的原理，并会计算正方体和球体相对表面积，分析数据表格。hrw教材同样需要学生用到醋酸遇粉色碱性酚酞褪色的化学原理及数学知识中正方体相对表面积的计算，并根据数据做出表格和图像的数学方法。我国教材对实验精度要求高，重视对实验数据和误差的分析，有利于培养学生认真严谨的科学态度。

4.2　注重对学生探究能力的培养

人教版教材在这一实验属于部分环节的探究性学习，没有实验设计环节，探究主要体现在实验实施和实验后的分析与讨论部分。实验的实施过程严格按照步骤，科学记录数据，根据数据得出实验数据，运用数据、表格比较、分析问题，并对结果进行分析和讨论，利于培养学生的科学探究能力，促进学生之间的合作和交流。对于探究性学习，人教版教材在不同部分和章节渗透探究性学习的理念，在不同的实验呈现探究性学习的不同环节，有些明确给出实验步骤，利于课堂教学的展开，从整本教材的角度培养探究能力，更加高效，但不利于学生的自主学习和实验设计能力、自我监控能力的培养。

hrw教材通过问题，循序渐进地引导学生关注实验设计的方法及具体观察指标的确定和记录，明确按照探究性学习的步骤提出问题要学生思考、讨论，通过学生自己设计和修正实验并加强对探究性实验各个环节的落实，有利于学生掌握科学方法。教师在教学时，可以关注一些美国教材中的实验设计，吸取其中可以利用的课程资源，增加一些操作性强，耗时少的探究性实验，加强对学生探究能力的培养。

4.3　注重对学生实验安全性和环保意识的培养

两本教材均有关于实验安全性的指示。人教版教材的步骤用叹号图标及文字内容，让学生知道实验过程中naoh具有腐蚀性，防止对皮肤、眼睛及试验台伤害。相对而言，hrw教材中实验安全性环节更加明确突出，实验前专门列出“化学安全性”栏目，实验后有专门的清洁与整理环节，重视实验药品的回收与处理，从小处培养学生的环保意识。

4.4　加强与现实生活的联系

科学实验的基本步骤篇7

1 启发学生的思维积极性

兴趣是思维活性的触发剂，求知的需要是学习动机的基础。当学生对某个问题发生兴趣时，就会围绕着这个问题积极地思考起来。但是，单纯由“实验”表面的“魅力”所引起的，只是直接的兴趣，如果没有更深层次内涵的吸引，维持不了多久。要想保持学生持久的兴趣，就要善于“创造”种种诱因。比如，从生产实际和学生生活实际引出实验课题，不断明确实验目的和意义，不断提出有趣而又有思考性的问题引起学生思考，等等 。通过这些手段，及时地把学生的直接兴趣发展为生物实验课的间接兴趣。

2 明确实验目的，激发学生学习动机

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。但是七、八年级学生好奇、好动，对实验陌生。有的学生认为上实验课好玩，缺乏科学态度，有的学生认为升学不考，学习目的不明确，这些都给实验课组织教学带来一定困难。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，提出医生对贫血、癌症等疾病的诊断，除看、问、查以外，还要通过化验，用显微镜、电子显微镜等对病人患病部位的细胞组织等进行病理诊断，才能得出结论。没有科学手段会使病人误诊，严重时会危及生命，造成不可弥补的损失。同时介绍显微镜在工、农、医学方面的广泛应用，以此激发学生学习动机，树立科学态度，提高学习兴趣，这样有利于克服组织教学难的问题。

3 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。因此，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。如显微镜使用过程中的“三个一”：一、安放距桌边一掌（5-7cm）；二、对光要目（目镜）物（物镜）通光（通光孔、光源）一直线，光强用平面镜，光弱用凹面镜；三、观察时标本对孔正中距离物镜一厘米，视野中出现标本颜色或杂质时观察目标即将到位，微调粗旋镜升降，细旋校象清晰，找不到目标时缓缓移动玻片标本即可找到。教师规范操作一步，边讲该步的注意事项，边让学生模仿操作一步，教师巡视，及时表扬规范操作快而且准确的学生。纠正错误操作，如用左眼观察时，纠正学生用右眼观察或闭着右眼的习惯，转动转换器时，纠正扳物镜的错误操作。这样学生很快对好光，观察到标本在视野中的图象。用完显微镜擦干净外表。转动转换器，把物镜偏两旁，放回镜箱原处。制作临时装片的实验，先将擦滴取展盖染的实验步骤写在黑板上，让学生看书了解每一步的涵义，圈上关键的词语，教师再讲每一步的涵义及注意的问题，边操作边叫学生模仿操作。然后强调注意事项。滴一滴清水，太多易外溢，太少易出现气泡。取材薄而透明透光易观察，展平防重叠，轻盖防气泡。气泡与细胞的区别，气泡圆边厚黑，中间亮白，轻压变形。这样学生很快掌握步骤、要领，在显微镜下观察到自己制作临时装片中的细胞，认识细胞壁、细胞质、细胞核（细胞膜紧贴细胞壁，在光镜下看不见），然后绘出细胞结构图。这样学生就达到了实验的目的要求。

4 指导学生观察实验现象

学生在实验过程中规范操作是进行实验的基础，而对实验现象的认真观察，是达到实验的目的、探索实验结果的关键。但学生在实验中往往重视操作，忽视观察、分析。如在解剖鲫鱼的实验过程中，学生认为解剖完了，实验就做完了。针对这一问题，我在实验前编好实验指导，要求学生预习实验时准备好硬纸板，在一定的位置写上鲫鱼各器官、系统的名称。做解剖鲫鱼实验时，先让学生观察鱼的各种鳍在游泳中所起的作用。然后，按步骤规范操作解剖，将观察后的器官，系统解剖放在硬纸板写好的相应位置上，并在实验指导的空白处填上相应的结构及功能，教师检查评分。这样通过学生动手、动眼、动脑、观察、分析思维，培养了学生认真的科学态度，掌握了知识，提高了能力。

科学实验的基本步骤篇8

1.分析实验原理，确定实验思路。一个结论可通过许多不同的实验来验证，但究竟应该选用何种设计方案，则要根据题目的具体要求来确定。所以在把握实验目的之后，要弄清题目的设计要求，之后在此基础上确定实验思路。

2.设计实验步骤。实验步骤是实验设计的核心，在解答实验设计题目中，对于实验能力的考查主要是通过实验设计的步骤来体现的。最好的实验设计思路也要通过具体的实验步骤来体现。要合理设计好实验步骤，一方面需要学生掌握一定的实验理论知识，明确实验设计应遵循的原则；另一方面要有一定的实验技能。5.分析实验结果。实验是手段，结果才是目的。因此，一定要对实验结果进行讨论、分析。

二、实验设计过程中要注意的几个问题

1.在分段叙述的过程中，要掌握一定的技巧，一般情况我们分三步进行：第一步，一般是对实验进行分组；第二步，一般是对实验对象进行处理；第三步，观察、记录数据、现象等。如果在题目中没有给出实验步骤，我们可以按照以上的方法设计实验。如果题目中已经规定步骤，那我们可以灵活处理。具体做法是压缩步骤或分解步骤，如把二、三步压缩为一步，或分为两步，要视题目的具体情况而定。

2.要注意分组以后的表述，前后一致，否则会导致实验设计过程中表述上的混乱。

3.实验材料和用具要充分利用。除题目特殊要求外，不要随便添加实验材料和用具。题目如果没有明确提出要选用的话，题目中给出的试验材料和用具要尽量用完。

4.语言表述要科学、准确和规范，尽量用学科术语。

科学实验的基本步骤篇9

在传统教育模式的影响下，中职生物老师在教学过程中关注的重点主要是学生是否通过实验现象领悟到实验结果所蕴含的生物知识，常常表现为老师在讲台上做实验，学生只是单纯的在台下等待看实验结果，这种错误的教学方式直接影响到了学生的动手能力和创新能力的培养。事实上，不管是教科书上的教学实验还是来源于生活中的实验，跟生物知识相联系的各种实验都是非常丰富多彩的，学生对这些实验也有着浓厚的兴趣，所以，老师更应该抓住这一契机，多安排一些内容丰富的生物实验让学生参与其中，在实验中一步步培养学生的创新能力和想象能力。

一、中职生物教师激发学生的学习兴趣是培养创新能力的基础

兴趣是学生学习生物知识最好的老师和推动力，中职生物教师激发学生的学习兴趣也是培养学生创新能力的基本条件。如果学生对生物学习没有丝毫兴趣，是不可能培养出创新能力的，也不可能取得理想的学习成绩。在中职生物教学中，需要老师通过科学合理的教学方式，激发学生学习生物知识和生物实验的兴趣，这是进一步培养学生创新能力的源泉。

1.为学生普及生物实验教学背景

中职生物老师在进行实验教学时不能仅仅准备实验器材、实验现象、实验结论等基本内容，还应该多准备一些与实验相关的教学背景，例如研究出某项重要理论成果的某生物学家的奋斗历程（如在学习孟德尔的豌豆杂交实验时，给学生讲讲孟德尔当年的奋斗史），还有生物学某部分知识从古至今的发展史（如自从著名生物学家克里克和沃森发现dna的双螺旋结构以后dna在这些年又取得了哪些发展成果）等等，在进行实验前，先给学生普及这些历史背景，能够充分激发学生的好奇心，调动学生的学习积极性，从内心深处激发学习生物知识的欲望。

2.多结合当今生物科学的新进展

中职生物老师在为学生讲解生物知识时教学内容应该多多结合当今生物科学的新进展，取得的新成果，不要仅仅局限于课本上的教学素材，这样有利于开拓学生的视野，进一步激发学生的学习兴趣。比如在做dna的粗提取和坚定实验时，老师可以为学生介绍近年来dna基因工程取得的一些成果和近来发展状况；又如在做还原糖的坚定实验时，老师可以将糖尿病的相关知识介绍给学生等等。类似这样的实验，学生都会主动在课后进一步了解相关知识，从而会激发学生的好奇心和学习兴趣。

3.多向学生提出问题

科学研究表明，问题是进行一切思维活动的基础，创新能力的培养也应该从提出问题开始。中职生物老师在带领学生做实验时先对学生提出问题而不是直接给出结论，会激发学生在自己动手实践时更专注的去探索、寻找答案，加深对生物知识的理解。比如，在做观察植物细胞的有丝分裂时，老师可以提问“应该使用什么物质作为解离试剂？”“解离这个步骤对整个实验起到了什么作用？”“解离试剂如果不是书中规定的浓度可不可以？”等等这些问题都会激发学生对实验继续进行的兴趣。

二、中职生物教师应通过注重实验过程培养学生创新能力

对于中职生物教材中提供的实验素材，是众多一线教育工作者以及生物学家共同研究的成果，非常的权威，但是在教学过程中，老师应该告诉学生任何的实验方法以及实验过程都不是固定不变的，鼓励学生在实验过程中去创新，不要过分关注实验结果而忽略了更重要的实验过程。

1.创新实验材料

学生在进行实验之前，针对同一个实验，老师可以鼓励学生准备不同的实验材料，而不局限于书上规定的实验材料。比如，在进行植物细胞质壁分离和复原这一实验时，书上要求使用紫色洋葱鳞片，但是学生同样可以使用花瓣、紫色甘蓝叶等实验材料。学生在使用不同的实验材料多次进行同一实验时，能够增强动手实践能力，并且在对实验整个过程及结果进行分析总结时，学生会从不同的出发点和角度进行考虑，让学生充分感受生物实验的趣味性，能够拓展学生的发散性思维，培养创新能力。

2.创新实验方法及实验步骤

在传统的中职生物实验教学过程中，老师往往要求学生按照教材上的实验方法及实验步骤按部就班的进行生物实验，从而得出与书上一样的实验结论，但是这样却脱离力创新的教育理念。老师可以把对书上实验步骤及方法的讲解改为让学生自己设计实验方法及实验步骤，这一举措是培养学生创新能力比较高级的阶段。比如，在做植物的向性运动实验时，让学生自己选择实验材料，自己设计实验方法及实验步骤，给学生一个创新的空间。学生在这个过程中就会积极主动的查阅相关资料，选择身边适合的实验材料，设计出更新颖的实验。

三、中职生物教师应通过对实验过程和结果的分析培养学生的创新能力

在传统的中职生物教学过程中，老师往往要求学生更多的关注实验结果的记录，但是却忽视了在整个实验过程中出现的实验现象的分析和记录。这样的错误实验教学方式只会让学生养成重视最终实验结果而不重视过程分析结果的不良学习习惯。另外，老师也更重视成功的实验而忽略了带领学生分析失败实验的原因。以上种种都非常不利于培养学生的实践能力和创新能力。

1.通过分析实验程序和实验现象培养学生的创新能力

中职生物教材中选用的实验教学素材的实验过程都是非常复杂的，是很多相关教育工作者和生物科学家长期探索研究的成果，常常需要进行几十次甚至上百次的实验才能最终确定。所以，中职生物老师在带领学生进行生物实验时应该认真分析每一个实验步骤，了解每个步骤对整个实验的作用，学会预测判断每个在实验过程中可能出现的现象，明白每个实验处理的意义和效果，以及各个步骤之间存在的联系等等。这样有助于学生从细节处全面深入的掌握整个实验程序和实验现象，从中学习解决问题的方法，进一步激发探究实验本质的学习欲望，这样学生才能在以后的实验中提出创新性的实验方案，培养自身的创新思维。

2.通过分析实验结果培养学生的创新能力

生物实验教学的教学目的就是让学生通过对实验结果的分析进而探索发现并掌握所学生物知识，然而在具体的实践过程中，实验结果存在多种可能，也许实验结果明显，也许不明显，甚至有可能完全失败。这个时候，中职生物老师应该鼓励学生积极的面对各种可能出现的实验结果，深入分析失败或者存在缺陷的原因，学生在老师的指导下才能提出一些创新的改进措施。比如，在进行叶绿素的提取和分离实验时，实验结果有的是色素颜色过浅，有的是色素带分离不明显，此时如果老师能带领学生分析实验结果并提出改进措施，则有利于培养学生的创新能力。

科学实验的基本步骤篇10

【关键词】 生物实验教学 创新能力培养

创新”是未来人们最基本、最重要的生存素质。无论是从培养 2 1世纪的建设人才的需要看还是从学生素质全面提高和发展来看 ，都需要生物学教师加强对于学生创新能力的培养。对此 ，我在教学过程中在这方面作了一些初步的探索。

一、激发学生的兴趣和好奇心是培养学生创新能力的基础

兴趣和好奇心是一个人有没有创新能力最基础的条件，一个人如果做什么事情都没有兴趣和好奇心，不太可能有创新和很大的成就。人对事业或事物有兴趣，一旦达到迷恋的程度，则更利于创新，高中生物教学中学生创新能力的培养亦如此。在实验教学中要通过老师的“导”，千方百计的激发学生对生物课和生物实验的兴趣和好奇心，这是培养学生兴趣的源泉。

1、在实验教学的引入上结合一些经典生物学实验、生物学发展史和着名生物学家奋斗的历程，以激发学生的兴趣。像光合作用的发现，生长素的发现等经典的实验，孟德尔植物杂交的实验以及他的生平，克里克和沃森发现dna双螺旋结构的过程都是很好的实例。通过教师绘声绘色的讲述同学们大部分会热情高涨。

2、结合当今生物科学的新进展、新成果激发学生的兴趣和好奇心。如在做dna的粗提取和鉴定实验前可以介绍当代基因工程在实践中的应用、发展以及取得的一些前沿成果；还原糖鉴定实验中可以加入糖尿的测定和糖尿病治疗上的一些前沿理论，激发学生兴趣和好奇心。

3、巧妙设问，激发学生的兴趣。现代思维科学证明：思维活动是从提出问题开始的，创新学习应从学会质疑开始。我鼓励学生在实验课前预习时要善于发现问题和提出问题 ，如本实验为何要采用这样的方法 ？能否采用其他方法 ？实验材料是否可以替代等等。还鼓励学生查阅课外资料 ,设计相关实验进行探索、尝试、验证在实验过程中提出一些问题，不要急着给结论，甚至是一些没有结论的问题，激发学生的兴趣和好奇心，让他们不断地去钻研、去探究。

二、注重实验过程，培养学生的创新能力

我们教材上的实验无论从实验材料的选择，实验器材的使用，实验药品的配置使用，实验的方法和步骤等都有较为合理完善的安排，是众多专家智慧的结晶。但我们要告诉学生，这不是唯一的，也不一定是最好的，这恰好为我们的创新提供了条件，因此我们要鼓励学生不断创新，不要把生物实验课上成实验验证课，只注重结果不注重过程。

1、实验材料多样化，力求创新。

同一个实验，各实验小组可以准备不同的实验材料。例如：在色素的提取和分离实验中,教材中的实验材料是菠菜，但是有的学生提出用韭菜叶和水萝卜叶替代行不行,带着问题让学生不仅“质疑”，而且要主动“释疑”，那就要通过各种途径获取相关知识，然后发现韭菜叶中含有丰富的叶绿素a和叶绿素b，水萝卜叶中富含叶黄素和胡萝卜素。在此基础上，由学生自己设计试验并验证试验。最后在“叶绿素提取”实验中层析后出现四条明显的色素带，利用新材料取得了新效果，同时也培养了学生的科学探索精神。可见，在选取不同实验材料的过程中，学生通过寻找多种实验材料，得出多种实验结果和结论。在启发动员学生选取多种实验材料的过程中，培养了学生的发散性思维；学生在用多种材料反复的实验中，熟练了实验操作的基本技能；在面对不同实验材料出现的实验结果时，学生学会了从不同的角度去分析与归纳；更重要的是让学生体验到了科学离他们并不遥远，自己也会做科学。对课本实验材料的再次探索，可激活学生的求异思维观，培养创新精神。我们还可以从对课本实验的实验结果等方面让学生进行再次实验的尝试，培养学生做科学的能力。实验器具和药品的创新使用亦如此。

2、实验方法及实验步骤的创新。我们传统的做法是学生依照教材上的实验方法和步骤，一步步的操作，最终得出结论，毫无创造性而言。对实验方法和步骤的讲解改为让同学们自己另外设计实验方法和操作步骤，效果会有很大的差别。通过学生拓展实验设计是培养学生创新能力的较高层次。例如，植物向性运动的实验设计，要求同学们不要局限于课本上的实验材料和用品，自己选择适合的实验材料和用品。同学们会按老师提出的要求利用课余时间，大量查阅资料，利用身边一切可利用的材料设计出多种多样的实验方法。

三、通过实验过程和结果的分析培养学生的创新能力

在实验中往往只注重实验结果的记录，而忽视了实验过程中间出现某些现象的记录，重视结果而不重视分析结果，重视对成功实验的肯定，而不重视对实验中的失败查找原因等现象。这不利于学生实验能力和创新能力的培养提高。

1、通过分析实验程序和现象培养学生创新能力。

一个较为复杂的实验过程是设计人员长期辛勤劳动的结晶，它往往是经过几十次甚至上百次的反复摸索。要指导学生去分析实验过程中每一步骤的作用，出现的每个现象，每一个处理的意义、处理的效果以及各步骤之间的联系，从中学习解决问题、研究事物的方法，创造性的提出改进方案。

2、通过实验结果的分析培养学生的创新能力。