生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本知識(shí)

生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本知識(shí)第1頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第2頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第3頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第4頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第5頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第6頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第7頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六課時(shí)練習(xí)：P6導(dǎo)例3P10應(yīng)用解題2P15應(yīng)用解題2P19應(yīng)用解題3第8頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則--第二課時(shí)1、對(duì)照性原則2、單一變量原則3、等量原則4、科學(xué)性原則5、平行重復(fù)原則第9頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（1）種類★空白對(duì)照：對(duì)照組不做任何實(shí)驗(yàn)處理?！?/p>

自身對(duì)照：實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組在同一研究對(duì)象上進(jìn)行，不再另設(shè)對(duì)照組?！?/p>

相互對(duì)照：不單獨(dú)設(shè)對(duì)照組，而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組相互對(duì)照?！飾l件對(duì)照：對(duì)照組施以部分實(shí)驗(yàn)因素，但不是所研究的實(shí)驗(yàn)處理因素，而這種處理是作為對(duì)照意義的。不論實(shí)驗(yàn)組還是對(duì)照組的對(duì)象都作不同條件的處理，目的是通過(guò)得出兩種相對(duì)立的結(jié)論，以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的正確性。

2.對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組的確定實(shí)驗(yàn)組：是接受實(shí)驗(yàn)變量處理的對(duì)象組。對(duì)照組：對(duì)實(shí)驗(yàn)假設(shè)而言，是不接受實(shí)驗(yàn)變量處理的對(duì)象組。1、對(duì)照性原則第10頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2、單一變量原則單一變量原則：控制其他因素不變，只改變其中一個(gè)因素（要研究的因素），觀察其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。遵循單一變量原則，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分析和增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度與說(shuō)服力。自變量（亦稱實(shí)驗(yàn)變量）是指實(shí)驗(yàn)中要研究和控制的因素或條件。因變量（亦稱反應(yīng)變量）是指實(shí)驗(yàn)中由于實(shí)驗(yàn)變量而引起的變化和結(jié)果。無(wú)關(guān)變量（也稱控制變量）是指實(shí)驗(yàn)中除實(shí)驗(yàn)變量以外的影響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或結(jié)果的因素或條件。第11頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六控制變量法施加得到實(shí)驗(yàn)組：對(duì)照組：不施加改變消失程度改變實(shí)驗(yàn)變量反應(yīng)變量無(wú)關(guān)變量對(duì)照科學(xué)結(jié)論分析操縱實(shí)驗(yàn)變量控制無(wú)關(guān)變量檢測(cè)反應(yīng)變量相同第12頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3、等量性原則（1）生物材料要相同：即所用生物材料的數(shù)量、質(zhì)量、長(zhǎng)度、體積、來(lái)源和生理狀況等方面特點(diǎn)要盡量相同或至少大致相同。（2）實(shí)驗(yàn)器具要相同：即試管、燒杯、水槽、廣口瓶等器具的大小、型號(hào)、潔凈度等要完全一樣。（3）實(shí)驗(yàn)試劑要相同：即試劑的成分、濃度、體積要相同。尤其要注意體積上等量的問(wèn)題（4）處理方法要相同：保溫或冷卻；光照或黑暗；攪拌或振蕩都要一致。有時(shí)盡管某種處理對(duì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，看起來(lái)似乎是毫無(wú)意義的，但還是要作同樣的處理。第13頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六4、科學(xué)性原則（1）實(shí)驗(yàn)原理的科學(xué)性（2）明確實(shí)驗(yàn)要求和目的，確定實(shí)驗(yàn)思路科學(xué)性（3）實(shí)驗(yàn)材料選擇的科學(xué)性（4）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟要合理（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性5、平行重復(fù)原則在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中必須注意實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性。任何實(shí)驗(yàn)必須有足夠的實(shí)驗(yàn)次數(shù)，才能避免結(jié)果的偶然性，使得出的結(jié)論準(zhǔn)確、科學(xué)。

第14頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六[例1]：為了驗(yàn)證甲狀腺激素的生理作用，試以大白鼠的耗氧量和活動(dòng)量為觀察指標(biāo)，根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)材料和用具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并作出分析。（1）材料和用具：日齡相同體重相近的雄性成年大白鼠兩組，甲狀腺激素溶液，蒸餾水，灌胃器，耗氧量測(cè)定裝置，小動(dòng)物活動(dòng)測(cè)定儀等。（實(shí)驗(yàn)提示：給藥途徑為每日灌胃，給藥劑量和儀器操作不作考試要求，室溫恒定。)（2）方法與步驟：_________________________________________。（3）結(jié)果預(yù)測(cè)與分析：_________________________________________。第15頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六【分析】（1）確定是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)還是探究性實(shí)驗(yàn)：

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)（2）確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、觀察指標(biāo)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

驗(yàn)證甲狀腺激素的生理作用實(shí)驗(yàn)原理：

甲狀腺激素加速物質(zhì)的氧化分解，耗氧量增加，提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，使活動(dòng)量增加。觀察指標(biāo)：

大白鼠的耗氧量和活動(dòng)量。（3）確定自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量自變量：

甲狀腺激素和蒸餾水因變量：

大白鼠的耗氧量和活動(dòng)量無(wú)關(guān)變量：鼠齡、溫度、藥劑量、灌胃次數(shù)等第16頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（4）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟－－分組標(biāo)號(hào)、前測(cè)、控制無(wú)關(guān)變量：①將日齡相同體重相近的雄性成年大白鼠兩組大白鼠分別標(biāo)號(hào)為甲組和乙組，并分別用給出儀器測(cè)定與記錄耗氧量和活動(dòng)量－－設(shè)置實(shí)驗(yàn)組（甲組）和對(duì)照組（乙），設(shè)置單一變量、控制無(wú)關(guān)變量：②每日用灌胃器給與甲組鼠灌喂甲狀腺激素溶液，給與乙組灌胃等量的蒸餾水，飼養(yǎng)一段時(shí)間。

－－觀察、記錄、后測(cè)

③定期測(cè)量與記錄甲、乙兩組鼠的耗氧量和活動(dòng)量。

第17頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（5）結(jié)果預(yù)測(cè)與分析：實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹杏小膀?yàn)證……”，因?yàn)槭球?yàn)證性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)：

未給甲狀腺激素時(shí)，甲、乙兩組鼠的耗氧和活動(dòng)量相近。給甲組鼠甲狀腺激素后，其耗氧和活動(dòng)量均大于乙組。結(jié)果分析得出結(jié)論：

甲狀腺激素能促進(jìn)新陳代謝，加速體內(nèi)物質(zhì)的氧化分解，提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，從而使耗氧量和活動(dòng)量加大。第18頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六【例2】現(xiàn)有一種植物的種子，已經(jīng)知道它的萌發(fā)受水分、溫度和氧氣的影響，但不了解其萌發(fā)與光是否有關(guān)。為探究光的有無(wú)對(duì)該種子萌發(fā)的影響，請(qǐng)你依據(jù)所給材料用具設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)的方法步驟，預(yù)測(cè)可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并分別得出相應(yīng)的結(jié)論。材料用具：數(shù)量充足的鋪有濾紙的培養(yǎng)皿、無(wú)菌水、表面消毒過(guò)的種子等。方法步驟：①②③預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析：①②③第19頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六【例23】【解析】（1）確定是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)還是探究性實(shí)驗(yàn)：

探究性實(shí)驗(yàn)（2）確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、觀察指標(biāo)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

探究光對(duì)該種子萌發(fā)有無(wú)影響實(shí)驗(yàn)原理：

種子在適宜的條件下萌發(fā)觀察指標(biāo)：

種子發(fā)芽率（3）確定自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量自變量：

“有光”和“無(wú)光”因變量：

發(fā)芽率差異無(wú)關(guān)變量：

水分、溫度和氧氣、種子數(shù)量、大小等第20頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（4）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟－－分組標(biāo)號(hào)、控制無(wú)關(guān)變量：

①向培養(yǎng)皿中倒入適量的水，將等量的種子分別放入甲、乙兩組培養(yǎng)皿中－－設(shè)置實(shí)驗(yàn)組（甲組）和對(duì)照組（乙），設(shè)置單一變量：

②將甲組置于有光照的環(huán)境中，乙組置于黑暗環(huán)境中。－－控制無(wú)關(guān)變量：

使兩組所處溫度、水分、空氣狀況相同且適宜的條件下培養(yǎng)。－－觀察、記錄、后測(cè)：

③一段時(shí)間后統(tǒng)計(jì)兩組種子的萌發(fā)率，并分析其差異程度第21頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（5）預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析本實(shí)驗(yàn)為探究性試驗(yàn)，結(jié)果可能有多方面。①如果有光組萌發(fā)，無(wú)光組也萌發(fā)，但兩組發(fā)芽率差異不顯著，則說(shuō)明該種植物的種子萌發(fā)不受光的影響；②如果有光組發(fā)芽高于無(wú)光組，且差異顯著，則說(shuō)明光促進(jìn)該種植物種子的萌發(fā)；③如果有光組發(fā)芽低于無(wú)光組，且差異顯著，則說(shuō)明光抑制該種植物種子的萌發(fā)。第22頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.3

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和探究性實(shí)驗(yàn)有關(guān)內(nèi)容的比較（1）探究性實(shí)