1、设计制作:来凤一中田拥军老师,生物实验设计的基本方法,一：实验设计的基本原则,:单因子变量原则:,（）概念：即控制其他因素不变，而改变其中一个因素（实验因素），观察其对实验结果的影响。,（）例如：,温度对酶活性的影响实验,温度,值,酶浓度等,这些因素都会影响实验效果,实验因素,无关因素,无关因素会对实验的结果造成直接的影响，因此，排除无关因素对实验的结果造的影响才能保证实验结果的科学性，客观性和准确性。,实验变量,无关变量,（）实验变量与反应变量,变量：操纵的特定因素或条件。,实验变量：指实验中由实验者所操纵的因素 或条件,反应变量:(也称因变量) 指由实验变量而引起 的变化结果,二者之间是前
2、因后果的关系。实验的目的就在于获得和解释前因与后果。,例如：关于“温度对酶活性的影响”的实验中，“低温(冰块)、适温(37)、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：也称控制变量，指实验中除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件,额外变量:无关变量引起的变化结果就叫额外变量,它们之间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。,例如：“温度对酶的活性”影响中，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
3、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。,（）控制无关变量的方法,无关变量,相同,首页,例题1,解题步骤：1、明确实验目的2、分析实验原理3、提出实验思路实验变量： 操纵方法： 无关变量： 控制方法：反应变量： 检测方法：,为探究二氧化硫对植物叶片的影响，请根据所给的材料和用具，设计相关的实验步骤。材料用具：长势相同的盆栽黄瓜幼苗2株
4、，2只相同的小烧杯，大小相同的玻璃罩2个，玻璃板2块（比玻璃罩口径略大）、稀硫酸、亚硫酸钠，凡士林、水,SO2,黄瓜叶片生长状况,光照、温度等环境因素,使稀硫酸和亚硫酸钠反应生成SO2，干扰黄瓜幼苗生长,设置空白对照：不添加SO2 其它因素与实验组相同 适宜的环境,观察黄瓜叶片生长状况的变化,例题2,解题步骤：1、明确实验目的2、分析实验原理3、提出实验思路实验变量： 操纵方法：无关变量： 控制方法：反应变量： 检测方法：,设置空白对照：在实验狗丙的静脉 中注入等量的稀盐酸 (注射液中不含小肠黏膜物质),稀盐酸,：设计对照实验的原则,1)定义：,）为什么要设计对照实验：,由于同一种实验结果可能
5、会被多种不同的实验因素所引起，因此如果没有严格的对照实验，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。可见只有设置对照实验，才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,）设计对照实验的关键,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。对照实验设置的正确与否，关键就在于如何尽量去保证“其它条件的完全相等”。,所有用生物材料要相同,所用实验器具要相同,所用实验试剂要相同,所用处理方法要相同,如何尽量去保证“其它条件的完全相等”呢
6、,？,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,试管、烧杯、水槽、的大小型号要完全一样。,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,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。,1：空白对照,不给对照组任何处理因素,2：条件对照,虽给对照组施以部分处理因素，但不是所研究的实验因素，,3：自身对照,实验组和对照组都在同一研究对象上进行。,4：相互对照,不单独设立对照组，而是几个实验相互对照,首页,（）对照实验的常用方法,例如：“动物激素饲养小动物”
7、采用等组实验法，其设计实验方案是： 甲组：饲喂甲状腺激素(实验组) 乙组：饲喂甲状腺抑制剂(条件对照) 丙组：不饲喂药剂(空白对照组)显然，乙组为条件对照，该实验既设置了条件对照，又设置了空白对照，通过比较、对照，更能充分说明实验变量 甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育。显然，通过条件对照实验说服力大大提高。(3)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。 (4)相互对照:不单独设置对照组，而是几个实验相互为对照。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鞘的
8、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。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。 另外，对实验结果的分析要注意分析方法的选择，有时还要求用图表表示有关结果或事实，这也是常用的基本技能。,：平行重复原则,平行重复原则，即控制某种因素的变化幅度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果的影响程度。任何实验都必须能够重复，这是实
9、验具有科学性的标志之一,任何实验必须有足够的实验次数，才能避免结果的偶然性，平行重复原则的利用就使得实验得出的结论科学；准确；无误,明确实验目的,分析实验原理,提出实验思路,设计实验步骤,预期实验结果,实验变量,无关变量,反应变量,施加干扰,随机分组,设置对照,条件适宜,重复实验,观察现象,测量数值,操纵,控制,捕获,：实验设计基本解题思路,二：设计实验的基本思路和方法 ：,2：实验设计的一般程序,通过观察提出问题,提出假设,完设计并成实验,分析数据得出结论,：实验设计方案的基本内容,）实验名称目的：,）假设：,）预期：,）设计实验：,）观察和收集实验数据：,）分析，推论：,）实验名称目的：,
10、提出是做什么实验，明确实验要解决什么问题。,）假设：,提出假设并对可见现象提出一种可检测的解释，具体为：,提出假设,寻找证据,符合事实,不符合事实,假设成立,假设不成立,）预期：,在检测提出的假设以前，先提出实验的预期结果。若预期与实验结果相符则假设成立。反之，则假设不成立。,）设计实验：,根据实验目的和提出的假设，来设计实验的具体方法步骤，并按设计的方案进行操作。,）观察和收集实验数据：,客观如实的观察，记录实验现象和实验数据和实验结果。并通过一定方式将实验结果呈现出来。,）分析，推论：,对记录的数据（包括现象和结果）进行分析，并推导得出结论。,：实验设计的关键环节,1）：实验设计中的假说,
11、在实验设计中，每一个实验目的的确定，都是一个实验假说的形成过程,我们在作出实验假说时，必须在注意假说的预见性的同时，强调客观性和多样性,）：实验材料和实验手段的选择,选择恰当的材料和手段，是所设计的实验能否达到预期结果的重要保证,这经常是实验能否进行的关键！,）：反应变量的确定和控制,实验是否准确有效，就看这一步,关键呀！,三：实验设计举例,植物向光性实验设计方案举例：,：实验题目：,植物的向光性实验,：目的要求：,验证植物的生长具有向光性,：材料用具：,玉米幼苗小花盆泥土不透光的纸盒台灯剪刀等,：实验假设：,依据植物生长的向光性原理，幼苗应朝纸盒开孔的方向生长，也就是向着光源的方向生长,：实验预期：,经过一段时间以后，幼苗将弯向光源生长,：方法步骤：,）：用剪刀在不透光的纸盒一侧挖一个直径为cm的孔，待模拟单侧光照射时使用,）：将几株长势相同但真叶尚未出胚芽鞘的玉米幼苗依此排开，分别载种在两个花盆中,）：将一组用遮光罩扣住花盆，另一组用有孔的遮光罩扣住花盆白天放在光线充足的地方，夜晚用台灯代替光源，并使光从小孔透入纸盒,）：每天打开纸盒，观察幼苗的生长状况记录下高度，倾斜度等,：实验记录：,将观察日期，时间，环境条件（温度，天气），幼苗生长情况等列表记录。,：实验结果和结论：,分实验结果，得出结论。,谢谢大家!,
