高中生物实验有关问题.doc

本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有世纪教育网高中生物实验有关问题实验变量或称自变量是指实验中要研究需人为设定为不同的因素或条件反应变量或称因变量是指实验中由实验变量直接引起的变化和结果无关变量是指除实验变量外对反应变量有影响但不是本实验需要研究的因素通常要求不同实验组的无关变量要适宜且相同从而减少干扰观测指标通常是指为衡量反应变量而设置的易于观察的现象或便于量化的参数若反应变量自身容易观察或衡量就可直接作为观测指标生物实验设计题的设计原则科学性原则实验是人为控制条件下研究事物对象的一种科学方法是依据假设在人为条件下对实验变量的变化和结果进行捕获解释的科学方法科学研究的过程本身就是科学并不是说研究的结论才是科学方法因此在实验设计中必须有充分的科学依据生物学实验中一种生命现象的发生往往有其复杂的前因后果从不同角度全面地分析问题就是科学性的基本原则如绿色植物新陈代谢中的物质代谢有各种细胞的参与有各种物质在不同方面的变化分析问题设计实验的全面性和科学性体现了逻辑思维的严密性科学性原则包括实验原理的科学性实验材料选择的科学性实验方法的科学性实验结果处理的科学性平行复重原则即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任何实验必须有足够实验次数才能避免结果的偶然性使得出的结论准确科学平行重复原则要求控制某种因素的变化强度在同样条件下重复实验观察其对实验结果的影响程度采用了平行重复的原则来进行消除了无关变量与额外变量的干扰可多次重复该实验使得实验结果更加客观科学可行性原则可行性原则是指在设计生物学实验时从实验原理实验的实施到实验结果的产生都具有可行性随机性原则随机性原则是指被研究的样本是从总体中任意抽取的这样做的意义在于一是可以消除或减少系统误差使显著性测验有意义二是平衡各种条件避免实验结果中的偏差简便性原则实验设计时要考虑到实验材料要容易获得实验装置简单实验药品较便宜实验操作较简便实验步骤较少实验时间较短单因子变量原则和等量性原则此两个原则都是在设计对照实验时必须坚持的原则所谓单因子变量原则强调的是实验组和对照组相比只能有一个变量只有这样当实验组和对照组出现不同结果时才能确定造成这种不同结果的原因肯定是这个变量造成的从而证明实验组所给实验因素的作用因此在设计对照组实验时首先要确定变量并加以正确设置至于将谁作为变量则很容易确定即要验证谁则把谁作为变量也就是要把所要验证的中心条件作为变量如要探索对淀粉酶活性的影响则需把作为变量要验证光合作用需要光则应将光作为变量要验证光合作用需二氧化碳则把二氧化碳作为变量等等等量性原则与单因子变量原则是完全统一的只不过强调的侧面不同单因子变量原则强调的是实验变量的单一性而等量性原则强调的是除了实验变量之外的一切对实验结果有影响的无关变量必须严格控制等量即相同以平衡和消除无关变量对结果的影响需要强调的是这些无关变量在进行严格控制时不但要等量而且是在适宜条件下的等量常态条件下的等量如在探索对酶活性影响的实验中单一变量是除之外的其他一切对酶活性有影响的无关变量不但要严格控制等量而且要适宜的量如对温度的控制不但要相同而且要适宜即要给予酶活性所需的适宜的温度而不能控制在低温或高温条件下的等量不论一个实验有几个实验变量本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有世纪教育网都应确定一个实验变量对应观测一个反应变量这就是单一变量原则它是处理实验中的复杂关系的准则之一实验变量与反应变量实验变量是实验中由实验者操纵的因素或条件是作用于实验对象的刺激变量也称自变量自变量须以实验目的和假设为依据应具有可变性和可操作性反应变量又称因变量是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量反应变量是研究是否成功的证据应具可测性和客观性二者关系实验变量是原因反应变量是结果即具因果关系例如关于唾液淀粉酶水解淀粉的实验中低温冰块适温高温沸水就是实验变量而这些变量引起的实验变化结果就是反应变量该实验旨在获得和解释温度变化实验变量与酶的活性反应变量的因果关系无关变量与额外变量无关变量控制变量是指实验中除实验变量外的影响实验结果与现象的因素或条件即是指与研究目标无关但却影响研究结果的变量实验者应严格控制无关变量否则实验结果的真实性无法得到认定我们常在实验过程中强调选取生长状况相同的幼苗数量大小相同的种子置于相同并适宜条件下培养加入等量的清水等均是为了控制无关变量对实验结果的干扰由无关变量引起的变化结果就叫额外变量二者关系也是前因后果的关系但它们的存在对实验与反应变量的获得起干扰作用实验中的无关变量很多必须严格控制要平衡和消除无关变量对实验结果的影响由于同一种实验结果可能会被多种不同的实验因素所引起因此如果没有严格控制即使出现了某种预想的实验结果也很难保证该实验结果是由某因素所引起的这样就使得所设计的实验缺乏应有的说服力如何尽量去保证其它条件的完全相等具体来说有如下四个方面所有用生物材料要相同即所用生物材料的数量质量长度体积来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同所用实验器具要相同即试管烧杯水槽广口瓶等器具大小型号要完全一样所用实验试剂要相同即试剂的成分浓度体积要相同尤其要注意体积上等量的问题所用处理方法要相同如保温或冷却光照或黑暗搅拌或振荡都要一致有时尽管某种处理对对照实验来说看起来似乎是毫无意义的但最好还是要作同样的处理例如唾液淀粉酶实验中除实验变量温度外试管的洁净程度唾液的新鲜程度淀粉浓度温度处理的时间长短等等就属于无关变量如无关变量中的任何一个或几个对三组实验不等同不均衡就会产生额外变量影响实验的真实结果实验变量或称自变量指实验假设中涉及的给定的研究因素反应变量或称因变量指实验变量所引起产生的结果或结论而其他对反应变量有影响的因素称之为无关变量观察其对实验结果的影响生物课本内温度对酶活性影响的实验中实验变量是低温冰适温高温沸水酶的活性变化即反应变量试管的洁净度淀粉酶的稀释度可溶性淀粉的浓度碘液的量和浓度温度处理时间操作程序等是无关变量实验中不论有几个实验变量都应做到每个自变量对应一个因变量此外还要做到操作规范在实验设计实施的全过程中应严格操纵实验变量严格控制无关变量尽可能消除误差获取较为精确的反应变量对照性原则科学合理的设置对照可以使实验方案简洁明了且使实验结论更有说服力对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法设置对照实验能有效地排除其它因素干扰结果的可能性才能使设计显得比较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何设置对照实验呢所谓对照实验是指除所控因素外其它条件与被对照实验完全相等的实验设置对照组有种方法空白对照即不给对照组做任何处理例如在唾液淀粉酶催化淀粉的实验中实验组滴加了唾液淀粉酶液而对照组只加了等量的蒸馏水起空白对照课本中涉及到的用甲本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有世纪教育网状腺制剂饲喂蝌蚪与正常情况下蝌蚪不作任何处理对照就属于空白对照在还原糖鉴定实验中留一部分样液不加入斐林试剂以作对照条件对照即虽给对照组施以部分实验因素但不是所研究的实验处理因素这种对照方法是指不论实验组还是对照组的对象都作不同条件的处理目的是通过得出两种相对立的结论以验证实验结论的正确性例如在动物激素饲喂小动物的实验中采用等组实验法甲组为实验组饲喂甲状激素乙组为条件对照饲喂甲状抑制剂不饲喂药剂的是空白对照组课本中涉及到温度对淀粉酶活性影响的实验中等温度下的对照则为条件对照显然通过条件对照实验说服力大大提高自身对照指对照组和实验组都在同一研究对象上进行不再另外设置对照组例如质壁分离与复原实验自身对照简便但关键要看清楚实验处理前后的现象及变化差异将过氧化氢酶加入过氧化氢溶液中证明酶是生物催化剂可催化过氧化氢水解即自身对照处理前的对象状况为对照组处理后的对象变化为实验组课本中涉及到将过氧化氢酶加入液中说明酶是生物催化剂则属于自身对照相互对照不单独设置对照组而是几个实验相互为对照即实验与对照在同一对象上进行这种方法常用于等组实验中植物向光性实验中利用若干组燕麦胚芽的不同条件处理的实验组之间的对照说明了生长素与植物生长弯曲的关系证明玉米根的生长方向与地心引力的关系实验中不同方向放置的玉米种子之间则属于相互对照再如在探究温度或对酶催化活性影响实验中温度或度度度为条件对照清水软水河水硬水对加酶洗衣粉影响中清水软水河水硬水为相互对照用缺素营养液培养的出现缺素症状的植株加入某元素后恢复正常为自身对照在实验中要找出一个最佳效果点就要采取相互对照进行实验实验组与对照组确认一个实验通常分为实验组和对照组控制组实验组是施加实验变量处理的被试组对照组是不施加实验变量处理的对象组两者对无关变量的影响是相等的两组之间的差别被认为是来自实验变量的结果如为研究光对幼苗生长的影响时实验变量应为撤掉光照因而暗处生长的小麦幼苗应为实验组而自然状态即来接受实验变量处理的小麦幼苗应为对照组通过对照组能增强实验的信度说明根据实验目的要求凡是涉及确定变化因素之间的因果关系的实验中一般都需要设计对照组实验中学阶段所要求的实验设计一般多采用对照的原则因为科学合理的设置对照可以使实验方案简洁明了且使实验结论更有说服力实验设计的类型探究性实验与验证性实验探究性实验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知活动验证性实验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实验步骤设计要合乎逻辑书写要规范实验步骤设计的一般规律第一步取材分组编号实验材料包括实验中用到的各种动植物和器具实验材料的取舍应遵循单一变量因子原则分组编号应遵循随机性原则第二步相同处理和不同处理根据实验变量设置对照注意除实验变量不同外其他因素都应相同且适宜第三步进一步的相同处理其他因素相同且适宜的继续第四步检测观察统计比较找出具体的观察和记录对象观察记录比较实验数据和现象如果实验现象是隐蔽的必须找出具体的检测方法以显现实验结果便于观察实验步骤书写要规范实验步骤书写一般不宜连续描述往往要分段叙述并加以编号例如试管烧杯水槽等加以编号叙述简洁书写步骤尽量用规范的实验术语如载玻片盖玻片无培养基等量的其他条件相同且适宜等不能用含糊的口语如盖玻片本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有世纪教育网不能说成薄的玻璃片等量的不宜说成一样多的等等实验结果分析要全面实验结果是指可观察或测量的实验现象是实验中实际出现的情况是得出实验结论的主要依据如果是验证性实验则结果只有一个结论也只有一个如果是探究性实验则结果有多种可能每一个结果有一个结论实验结果分析出现问题最多的就是探索性实验表现在分析不全面不能准确分析各种可能性结果和结论不能一一对应表达不正确结果和结论颠倒实验结果分析常用条件复句如果那么说明进行表达先叙述实验结果进而得出实验结论实验设计的方法体系常用器材和药品的使用方法吸收或改变溶液的鉴定解离或改变溶液的提供滤纸过滤或纸层析纱布或尼龙布过滤斐林试剂可溶性还原性糖的鉴定碘液鉴定淀粉苏丹脂肪的鉴定双缩脲试剂蛋白质的鉴定二苯胺试剂鉴定柠檬酸钠血液抗凝剂配制生理盐水及其它不同浓度的盐溶液可用于动物细胞内液或用于提取琼脂激素或其它物质的载体用于激素的转移或培养基亚甲基蓝用于活体染色或检测污水中的耗氧性细菌细菌的氧化可使之褪色酒精用于消毒处理提纯叶片脱色及配制解离液蔗糖配制蔗糖溶液用于测定植物细胞液浓度或观察质壁分离和复原龙胆紫溶液或醋酸洋红碱性染料用于染色体染色实验结果的显示方法如速度光合速度释放量或吸收量或淀粉产生量呼吸速度吸收量或释放量或淀粉减少量有无产生余烬复燃无火焰熄灭细胞液浓度大小质壁分离细胞是否死亡质壁分离种子发芽率生长发育生根数长度身长变化身高宽度体重变化发育速度耗氧量动物活动状态生长素甲状腺激素生长激素胰岛素等作用存活率与死亡率观色法如生物组织中可溶性还原糖脂肪蛋白质的鉴定的实验测交结果预测除了全黑有白有黑外还有全白加碘后不变蓝不等于无色或没有颜色变化另外不变也不能说成无现象不能把褪色说成无色计录时间如保鲜时间长短实验条件的控制方法增加水中氧气泵入空气或吹气或放入绿色水生植物减少水中氧气容器密封或油膜覆盖或用凉开水除去容器中二气化碳氢氧化钠溶液除去叶中原有淀粉置于黑暗环境除去叶中叶绿素酒精加热除去光合作用对呼吸作用干扰给植株遮光如何得到单色光棱镜色散或薄膜滤光线粒体提取细胞匀浆离心初测法如初始长度初始刻度初始温度初始重量等重复法如测量上重复取其平均值这在统计学上才是更可靠的例如不同浓度香烟浸出液对水蚤的影响的课题研究不同浓度烟草浸出液每分钟心跳次数第一次测量第二次测量第三次测量第四次测量浓度浓度浓度本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有世纪教育网蒸馏水对照