实验设计与实验分析是近年来高考的一个重点内容,而教材中没有单独的实验设计与实验分析的章节。怎样让学生掌握这部分知识呢?笔者在教学中发现,一个较完整实验设计方案的掌握是关键,它既可让学生掌握实验设计又有利于实验分析,现以如下试题为例,设计了一个完整实验设计方案各项内容确定的分析,供同行参考。
　　斐林试剂遇到可溶性还原糖加热煮沸后出现砖红色沉淀,用这种试剂设计一个较完整的实验设计方案,证明唾液淀粉酶的作用。
　　
　　1课题
　　
　　一般是根据题目要求来确定,可将课题分为验证性实验和探究性实验两类。验证性实验设计是先有结论,然后用实验来验证结论。探究性实验设计是通过实验探索研究得出结论。课题:探究唾液淀粉酶的作用。
　　
　　2目的
　　
　　根据课题来确定,即课题要达到的最终目标。目的:证明唾液淀粉酶的作用。
　　
　　3材料用具
　　
　　根据题目要求定,有时题目已经告诉。由于本题有斐林试剂遇到可还原糖煮沸后出现砖红色沉淀。材料用具:斐林试剂、可溶性淀粉、试管、烧杯、酒精灯、温度计等。
　　
　　4原理
　　
　　即依据,是根据实验目的来确定。一是题目中告诉,二是课本学过的内容寻找。原理:①酶的专一性(淀粉酶水解淀粉生成麦芽糖和葡萄糖);②斐林试剂遇到还原糖加热煮沸出现砖红色沉淀。
　　
　　5假设
　　
　　即对可见现象提出一种可检测的解释,但未经证实的论题,依据发现的事实材料(课题、目的)和已知的科学原理(实验原理)通过思考提出。假设:唾液淀粉酶能水解淀粉。
　　
　　6预期和分析
　　
　　即在检测一个假设之前,先提出实验预期结果。如果预期没有实现,则说明假设不成立,则作出否定性结论。如果预期结果实现,则作出肯定性结论。预期和分析:①无砖红色沉淀。说明唾液淀粉酶不能水解淀粉。②有砖红色,说明淀粉酶能水解淀粉。
　　
　　7实验变量
　　
　　变量有多个,一般只能确定一个变量(即对实验预期结果直接影响的变量)。而其它变量在实验中应严格控制不让其发生变化。变量:淀粉酶。(淀粉酶受温度、酸碱度的变化、加斐林试剂的多少、可溶淀粉的量等都要控制好不让其变化。)
　　
　　8对照实验
　　
　　必须遵循对照的原则,有比较才有监别,对照常用方法有以下几种。空白对照:不给对照组任何处理。自身对照:对照组和实验组都在同一研究对象上进行。相互对照:不单设对照组而是几个实验组相互对比较。条件对照:给对照组施以部分实验因素,但不是所要研究的因素。而对照组的选择一般根据变量来确定,也可以根据实验目的、假设、预期、变量、原理等确定。对照:空白对照(即一支加唾液淀粉酶,另一支加蒸馏水)。
　　
　　9实验方法步骤
　　
　　根据实验目的、原理、变量、对照实验并遵循实验设计原则(即科学性、可行性、简便性、可重复性原则)编写。方法步骤:第一步:取两支洁净的试管编上A、B标记,各加入2ml淀粉液,A管中加入稀释的唾液2ml,B试管中加入等量蒸馏水2ml。第二步:取大烧杯加入温水并放入温度计,对、A、B两支试管进行37°C水浴保温10分钟。第三步:在两支试管内加入斐林试剂2ml,下部放入盛有热水的大烧杯中,用酒精灯加热煮沸1分钟。
　　
　　10观察和数据的收集
　　
　　即定时、定期观察实验过程发生的现象或采集数据并如实计录。结果(现象):A试管出现砖红色沉淀,B试管没有砖红色沉淀。
　　
　　11分析
　　
　　对实验记录下来的现象、结果、数据进行整理分析,有的可以用图表表示出来。分析:A试管,唾液淀粉酶把淀粉分解为麦芽糖和葡萄糖,它们是可溶性还原糖,与斐林试剂加热煮沸时发生反应生成砖红色沉淀;B试管,是对照实验,淀粉不能水解。
　　
　　12结论
　　
　　根据实验事实进行推论得出结论的过程。结论:唾液淀粉酶的作用是水解淀粉。