内容正文:
实验设计遵循的原则
科学性原则
(1)选材科学性:如鉴定还原糖的实验中不能以西瓜汁为实验材料,因为西瓜汁的红色会干扰颜色反应。
(2)实验方法科学性:如使用双缩脲试剂时应先加入A液,再加入B液。
单一变量原则和等量原则
(1)单一变量原则:是指实验组和对照组之间自变量是唯一的。只改变一个因素(实验自变量),观察其对实验结果(因变量)的影响,严格遵守单一变量原则才能确定自变量与因变量的对应关系。
(2)等量原则:强调的是除了自变量之外的一切对实验结果有影响的无关变量,保证无关变量的一致性,例如“等量”“同种”“相同”等,所有组的无关变量应该相同且适宜。
平行重复原则
排除偶然因素的影响,取材时应强调:若干、等量;实验操作:可能会涉及多次重复取平均值。
对照原则(为使实验结果更有可信度,需设置对照组)
(1)空白对照:即对照组不做任何变量处理。
例如:探究胰岛素的生理作用实验中,对小鼠进行饥饿处理后,注射胰岛素的为实验组,注射等量生理盐水的为对照组。
(2)相互对照:实验中不单独设对照组,而是几个实验组相互对照。
例如:要确定噬菌体的遗传物质是DNA还是蛋白质,如何设计实验?你的判断标准是什么?
可以用32P标记一组噬菌体的DNA,用35S标记另一组噬菌体的蛋白质,用标记的噬菌体分别和无标记的细菌混合培养一段时间后,检测两组实验的细菌和最终形成的子噬菌体哪一组带有放射性,最终,根据实验结果确定哪一种物质在亲子代之间具有连续性。
(3)自身对照:指对照组和实验组都在同一研究对象上进行。
例如:质壁分离和复原实验。实验处理前后的细胞状态分别为对照组和实验组,通过比较二者差异分析得出实验结论。
(4)条件对照:即给对照组施加变量处理,但这种处理不是实验假设所定的。
例如:探究甲状腺激素的生理作用实验中,实验组为饲喂甲状腺激素,空白对照为饲喂等量生理盐水,可以再增加一组对照组,饲喂甲状腺激素抑制剂,即条件对照,这样可以增加实验的说服力。
变量的控制和实验组与对照组
变量的控制
实验探究能力培养,特别关注在复杂实验背景下,理清自变量、因变量,从而进一步确定实验组与对照组,这是解实验设计题的关键。
(1)变量定义:①自变量:是指实验中根据实验目的需要人为改变的变量。②因变量:是指随着自变量的变化而变化的变量。③无关变量:是指除自变量外,实验过程中可能还会存在的一些对实验结果造成影响的因素。
(2)变量之间的关系
(3)变量的处理办法
①自变量的处理办法
a.“加”或“减”:例如验证甲状腺激素的生理作用——“加”即口服或注射该激素;“减”即手术切除甲状腺法。
b.“换”:例如探究温度对酶活性的影响实验,对自变量温度无法“加”或“减”,就用“换”的方法。
②无关变量控制的方法如下:
消除法
排除或隔离无关变量对实验结果的影响。例如,验证“生长素能促进果实发育”的实验中,有一组要求无生长素,需开花前用纸袋将雌花套住,使雌花不能完成受粉,不能形成种子产生生长素,并保持其他条件相同
恒定法
在整个实验中,尽量使所有的实验条件、实验处理、实验对象等都恒定不变。例如,在“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”实验中,始终将试管处于恒温水浴中,以消除温度这一无关变量对实验的影响
平衡法
设立对照组,除自变量外,无关变量对实验组与对照组的影响都是均等的。从而可平衡无关变量的影响,得到实验单一变量的效果
③因变量的确定:因变量必须是可测量或可观察的指标,例如:某溶液中是否存在淀粉酶,肉眼看不到,通过实验加淀粉,但淀粉含量是否发生变化还是看不到,所以需要通过加碘液进行颜色方面的鉴定。
实验组和对照组
(1)实验组和对照组定义
实验组:接受实验变量处理的一组。
对照组:不接受实验变量或者常态下的一组。
(2)实验组和对照组的判断方法
①运用加减法设计的实验,做了加(减)法处理的是实验组。没有做加(减)法处理的是对照组。
例1 为了验证光是植物生长发育的必要条件,设计如下实验:选择生长状况一致的小麦幼苗200株,随机均分为实验组和对照组,分别处理并预期结果。下面是关于实验组或对照组的处理方法,其中对照组和实验组处理及结果分别是什么?
a.黑暗中培养 b.在光下培养
c.生长良好 d.生长不良
思路引领[找常态:处于常态的为对照组(生物生存的环境)]
(1)实验目的:验证光是植物生长发育的必要条件。
(2)实验变量:光照。
(3)找常态:自然光照环境。光照环境是常态组;
黑暗环境为变量处理组。
对照组:b、c
实验组:a、d
[练1-1] 为了解土壤微生物是否能分解农药,并尽快得出结论,有人用“敌草隆”(一种除草剂)进行了实验,取等量的砂土分装于相同的容器中,A组高压灭菌,B组不灭菌,A组和B组哪组是实验组?
思路引领[找常态:处于常态的为对照组(生物