實驗設(shè)計的理論及方法

1、實驗設(shè)計的理論及方法實驗設(shè)計的理論及方法一、考綱要求一、考綱要求實驗與探究能力實驗與探究能力1 1、能獨立完成、能獨立完成“生物知識內(nèi)容表生物知識內(nèi)容表”所列的實所列的實驗，包括理解實驗?zāi)康?、原理、方法與操作步驗，包括理解實驗?zāi)康?、原理、方法與操作步驟，掌握相應(yīng)的操作技能，并能將這些實驗涉驟，掌握相應(yīng)的操作技能，并能將這些實驗涉及的方法和技能進(jìn)行綜合運用。及的方法和技能進(jìn)行綜合運用。2 2、具備驗證簡單生物學(xué)事實的能力，并對實、具備驗證簡單生物學(xué)事實的能力，并對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理。驗現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理。3 3、具有對一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的具有對一些生物學(xué)問題進(jìn)

2、行初步探究的能力，包括運用觀察能力，包括運用觀察、實驗與調(diào)查實驗與調(diào)查、假說演繹假說演繹、建立模型與系統(tǒng)分析等科學(xué)研究方法。建立模型與系統(tǒng)分析等科學(xué)研究方法。4 4、能對一些簡單的實驗方案做出恰當(dāng)?shù)脑u能對一些簡單的實驗方案做出恰當(dāng)?shù)脑u價和修改。價和修改。二、實驗設(shè)計的基本內(nèi)容二、實驗設(shè)計的基本內(nèi)容實驗名稱：實驗名稱：實驗?zāi)康模簩嶒災(zāi)康模簩嶒炘恚簩嶒炘恚簩嶒瀸ο螅簩嶒瀸ο螅簩嶒灄l件：實驗條件：實驗方法與步驟：實驗方法與步驟：實驗測量與記錄：實驗測量與記錄：實驗結(jié)果預(yù)測與分析：實驗結(jié)果預(yù)測與分析：實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：三、實驗設(shè)計的一般程序三、實驗設(shè)計的一般程序1 1、明確目的和要求、明確目的和

3、要求2 2、確定原理和研究對象、確定原理和研究對象3 3、明確實驗條件、明確實驗條件4 4、確定設(shè)計思路、確定設(shè)計思路5 5、設(shè)計實驗步驟、設(shè)計實驗步驟6 6、實驗結(jié)果預(yù)測和分析、實驗結(jié)果預(yù)測和分析7 7、實驗結(jié)論、實驗結(jié)論四、實驗中的變量和原則四、實驗中的變量和原則1 1、變量、變量自變量：自變量：又稱實驗變量，是實驗者操縱的因素或又稱實驗變量，是實驗者操縱的因素或 條件。條件。因變量：因變量：又稱反應(yīng)變量，是實驗中由自變量引起又稱反應(yīng)變量，是實驗中由自變量引起 的變化和結(jié)果。的變化和結(jié)果。無關(guān)變量：無關(guān)變量：又稱控制變量，是實驗中除自變量外又稱控制變量，是實驗中除自變量外 的影響實驗現(xiàn)象和

4、結(jié)果的因素和條件。的影響實驗現(xiàn)象和結(jié)果的因素和條件。額外變量：額外變量：又稱干擾變量，是實驗中由于無關(guān)變又稱干擾變量，是實驗中由于無關(guān)變 量引起的變化和結(jié)果。量引起的變化和結(jié)果。2 2、實驗原則、實驗原則單一變量原則：單一變量原則：無論一個實驗有幾個自變量，都應(yīng)做到一個無論一個實驗有幾個自變量，都應(yīng)做到一個自變量對應(yīng)觀測一個因變量。自變量對應(yīng)觀測一個因變量。實驗中盡可能避免無關(guān)變量對實驗結(jié)果產(chǎn)生實驗中盡可能避免無關(guān)變量對實驗結(jié)果產(chǎn)生的干擾。的干擾。對照原則：對照原則：設(shè)置對照，既可排除無關(guān)變量的干擾減少實驗設(shè)置對照，既可排除無關(guān)變量的干擾減少實驗誤差，又可增強實驗結(jié)果的可信度和說服力。誤差，又

5、可增強實驗結(jié)果的可信度和說服力?？瞻讓φ湛瞻讓φ兆陨韺φ兆陨韺φ障嗷φ障嗷φ諚l件對照條件對照五、實驗設(shè)計題的解題思路五、實驗設(shè)計題的解題思路例題例題（0505廣東廣東生物生物3939） 研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在某電鍍廠排水口采集重研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在某電鍍廠排水口采集重金屬污染液金屬污染液l00OmLl00OmL。利用以下實驗材料和器材設(shè)計實。利用以下實驗材料和器材設(shè)計實驗，驗，探究不同濃度重金屬污染液對水稻種子萌發(fā)和生探究不同濃度重金屬污染液對水稻種子萌發(fā)和生長的影響。長的影響。實驗材料和器材：水稻種子、試管、培養(yǎng)皿、紗布、實驗材料和器材：水稻種子、試管、培養(yǎng)皿、紗布、尺子（尺子（l00

6、mml00mm）、蒸餾水、恒溫光照培養(yǎng)箱）、蒸餾水、恒溫光照培養(yǎng)箱 （溫度設(shè)（溫度設(shè)定為定為2828，光強度為，光強度為2000 Lux2000 Lux ）。（實驗材料和器）。（實驗材料和器材的數(shù)量不限）材的數(shù)量不限）根據(jù)給出的實驗材料和器材，請設(shè)計實驗方法和步驟根據(jù)給出的實驗材料和器材，請設(shè)計實驗方法和步驟，預(yù)測實驗結(jié)果并作出分析。，預(yù)測實驗結(jié)果并作出分析。（1 1）方法和步驟：）方法和步驟：（2 2）結(jié)果預(yù)測和分析：）結(jié)果預(yù)測和分析：解題方法分析：解題方法分析：1 1、明確實驗?zāi)康?、明確實驗?zāi)康拿鞔_實驗?zāi)康目梢垣@得：明確實驗?zāi)康目梢垣@得：單一變量單一變量不同濃度的重金屬不同濃度的重金屬操作

7、對象操作對象水稻種子水稻種子監(jiān)測指標(biāo)監(jiān)測指標(biāo)種子萌發(fā)率和植株平均高度種子萌發(fā)率和植株平均高度2 2、理解實驗原理、理解實驗原理實驗原理一般應(yīng)包括兩個方面的內(nèi)容：實驗原理一般應(yīng)包括兩個方面的內(nèi)容：（1 1）表述用到的生物學(xué)理論。表述用到的生物學(xué)理論。（2 2）表述結(jié)果檢測要用到的原理、實驗觀察到的表述結(jié)果檢測要用到的原理、實驗觀察到的指標(biāo)或現(xiàn)象。指標(biāo)或現(xiàn)象。 本題實驗原理是用不同濃度的重金屬鹽溶液本題實驗原理是用不同濃度的重金屬鹽溶液來處理正在萌發(fā)的種子，以蒸餾水處理種子作對來處理正在萌發(fā)的種子，以蒸餾水處理種子作對 照，培養(yǎng)觀察水稻的生長情況。照，培養(yǎng)觀察水稻的生長情況。3 3、分析實驗材料和

8、用具、分析實驗材料和用具獲得具體操作信息獲得具體操作信息水稻種子水稻種子對象對象試管試管盛裝反應(yīng)液盛裝反應(yīng)液培養(yǎng)皿及紗布培養(yǎng)皿及紗布培養(yǎng)種子培養(yǎng)種子尺子尺子測量高度測量高度蒸餾水蒸餾水對照使用對照使用培養(yǎng)箱培養(yǎng)箱提供溫度、濕度、光照提供溫度、濕度、光照4 4、科學(xué)設(shè)計實驗步驟、科學(xué)設(shè)計實驗步驟設(shè)計模式分為四步設(shè)計模式分為四步分組、編號分組、編號每組實驗中單一變量的設(shè)置每組實驗中單一變量的設(shè)置每組實驗等量因素的加入每組實驗等量因素的加入實驗結(jié)果的檢測手段和方法實驗結(jié)果的檢測手段和方法5 5、嚴(yán)謹(jǐn)預(yù)測結(jié)果和結(jié)論、嚴(yán)謹(jǐn)預(yù)測結(jié)果和結(jié)論正確區(qū)分結(jié)果和結(jié)論正確區(qū)分結(jié)果和結(jié)論探究性和驗證性實驗的結(jié)果預(yù)測不一

9、樣探究性和驗證性實驗的結(jié)果預(yù)測不一樣結(jié)果的表達(dá)方式：結(jié)果的表達(dá)方式：表格、曲線、文字描述、遺傳圖解、柱狀圖表格、曲線、文字描述、遺傳圖解、柱狀圖（1）方法和步驟：）方法和步驟：用蒸餾水將重金屬污染液逐級稀釋用蒸餾水將重金屬污染液逐級稀釋10、102、103、104倍（稀釋過程中倍（稀釋過程中pH值的變化可不作考慮），獲得值的變化可不作考慮），獲得4種不同種不同濃度的污染液；濃度的污染液；挑選籽粒飽滿、大小一致的水稻種子挑選籽粒飽滿、大小一致的水稻種子250粒，隨機分成粒，隨機分成5組，組，50粒組；粒組；取取5只培養(yǎng)皿，墊上紗布；其中只培養(yǎng)皿，墊上紗布；其中4只培養(yǎng)皿加入等體積只培養(yǎng)皿加入等體

10、積的不同濃度重金屬污染液（浸潤紗布即可）。另的不同濃度重金屬污染液（浸潤紗布即可）。另1只培養(yǎng)只培養(yǎng)皿加入等體積的蒸餾水作為對照；皿加入等體積的蒸餾水作為對照；在每只培養(yǎng)皿的紗布上，均勻放置在每只培養(yǎng)皿的紗布上，均勻放置50粒水稻種子；粒水稻種子；將將5只培養(yǎng)皿置于恒溫光照培養(yǎng)箱培養(yǎng)；每天實驗組補只培養(yǎng)皿置于恒溫光照培養(yǎng)箱培養(yǎng)；每天實驗組補充等量的相應(yīng)濃度重金屬污染液，對照組補充等體積的蒸充等量的相應(yīng)濃度重金屬污染液，對照組補充等體積的蒸餾水，以保持紗布的濕潤；餾水，以保持紗布的濕潤；1周后統(tǒng)計各組的發(fā)芽率；用尺子測量幼苗株高（或根周后統(tǒng)計各組的發(fā)芽率；用尺子測量幼苗株高（或根長），計算其平均值。長），計算其平均值。（2）結(jié)果預(yù)測和分析：不同濃度的重金屬污染液對）結(jié)果預(yù)測和分析：不同濃度