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文档简介

1、1会计学初中生物实验讲座初中生物实验讲座as资料资料科科学学探探究究的的方方法法科学抽科学抽象象调调查查实实验验观观察察数据的转换数据的转换数理统计方数理统计方法法测定技术与手段测定技术与手段变量分析与条件变量分析与条件控制控制操作技能操作技能测量测量记录记录关系分关系分析析归纳、概归纳、概括括建立模型建立模型问题与假问题与假说说获得事获得事实的实的 方方 法法处理资处理资料的料的 方方 法法得出结得出结论的论的 方方 法法提出问提出问题题作出假作出假说说基本环基本环节节主要方主要方法法技能手技能手段段结结论论进一步探究评价、发表与交流科学探究的一科学探究的一般过程般过程提出问题提出问题 作出

2、假设作出假设 制定计划制定计划实施计划实施计划 得出结论得出结论 表达交流表达交流作出假设:需要根据作出假设:需要根据已有的知识和经验来已有的知识和经验来进行。在科学实验中,进行。在科学实验中,不能盲目地作出假设,不能盲目地作出假设,任何假设都应该有一任何假设都应该有一定的依据。定的依据。重复实验:实验测得的数据往往存重复实验:实验测得的数据往往存在误差,实验结果应取各重复组的在误差,实验结果应取各重复组的平均值,排除偶然因素的影响。平均值,排除偶然因素的影响。对照实验:在研究一种条件对研究对照实验:在研究一种条件对研究对象的影响时,所进行的除了这种对象的影响时,所进行的除了这种条件不同以外,

3、其他条件都相同的条件不同以外,其他条件都相同的实验。实验。(单一变量原则单一变量原则)案案 例例探究光对黄粉虫生活的影响探究光对黄粉虫生活的影响绿叶在光下制造有机物绿叶在光下制造有机物探究二氧化碳是光合作用必需探究二氧化碳是光合作用必需的原料吗?测定某种食物中的的原料吗?测定某种食物中的能量能量馒头在口腔中的变化馒头在口腔中的变化1234 探究实验探究实验目录目录5【背景知识】【背景知识】 黄粉虫,又叫面包虫,喜群居,生性好动,其蛋白质含量丰富。 这种小动物似乎总生活在阴暗的角落里。那么,光照是否会影响黄粉虫的分布呢?探究光对黄粉虫生探究光对黄粉虫生活的影响活的影响 1探究光对黄粉虫生探究光对

4、黄粉虫生活的影响活的影响 1【提出问题】【提出问题】 光会影响黄粉虫的分布吗?【作出假设】【作出假设】 光会影响黄粉虫的分布。 作出假设的依据:作出假设的依据:在比较阴暗的地方(如粮仓的粮食堆里)看到了黄粉虫,且黄昏后活动较盛。探究光对黄粉虫生探究光对黄粉虫生活的影响活的影响 1虫数目,统计虫数目,统计1010次。次。 时间 /分 环境23456789 10 11明亮阴暗【得出结论得出结论】 _。【表达和交流】【表达和交流】 各小组交流探究结果,如果结论不一致,则在小组内进行讨论,分析其原因。注意事项:注意事项:1、在制备装置时,装置不宜过高,因为在进行光照时,如果装置过高,一侧就会产生阴影,

5、会对实验结果产生影响。2、实验过程中保持安静,避免噪声影响实验动物的反应。【讨论】【讨论】1、这个实验所探究的非生物因素是什么?还有哪些因素对黄粉虫会有影响?2、如何保证黄粉虫出现的变化只能是由于光照因素引起的?3、为什么要用10只黄粉虫做实验?用一只做实验能行吗?4、为什么要计算全班各组的平均值?绿叶在光下制造有绿叶在光下制造有机物机物 24.5.取出黄白色的叶片并用清水漂洗,取出黄白色的叶片并用清水漂洗,然后平铺在培养皿中,向叶片滴加然后平铺在培养皿中,向叶片滴加碘液,放置约碘液,放置约5min。6.用清水冲洗掉碘液,观察叶片颜色。用清水冲洗掉碘液,观察叶片颜色。论不一致,则在小组内进行讨

6、论,分析其原因。注意事项:注意事项:1. 本实验需要使用酒精灯。虽然已经向学生说明并嘱咐过酒精灯的用法,但是为了预防万一,实验室要准备几条较大的湿毛巾,一旦实验中出现酒精燃烧现象,即可用湿毛巾盖上燃烧的酒精。2. 在小烧杯中放入酒精的量,应恰好浸没叶片。太少实验效果不好,甚至出现酒精耗尽、叶片也不变色的现象;太多会浪费酒精。3. 在隔水加热酒精去除叶片的绿色时,一定要提醒学生注意,叶片一旦变色,就要停止加热,并按照先后顺序解除实验装置。要用镊子将小烧杯从大烧杯中取出;用镊子拿掉石棉瓦,以防烫手。【讨论】【讨论】1、为什么要把天竺葵提前放到黑暗处一、为什么要把天竺葵提前放到黑暗处一昼夜?昼夜?2

7、、为什么要用黑纸片将叶片的一部分遮、为什么要用黑纸片将叶片的一部分遮盖起来?遮盖一面可以吗?盖起来?遮盖一面可以吗?3、脱去叶绿素时为什么要隔水加热?酒、脱去叶绿素时为什么要隔水加热?酒精的作用是什么?叶片颜色如何变化?精的作用是什么?叶片颜色如何变化? 探究二氧化碳是光合作用必需探究二氧化碳是光合作用必需的原料吗?的原料吗? 3(1),另一个装同样多的清水(2) 。把第一步的两枝天竺葵放进玻璃罩的水槽中。4.把整个玻璃罩装置,放在光照下几小时。5.分别在(1)(2)装置中取叶子进行酒精脱色、清水漂洗、碘液显色。论不一致,则在小组内进行讨论,分析其原因。注意事项:注意事项:1、不要让氢氧化钠液

8、体进入放有天竺葵的小锥形瓶中。2、实验过程中会用到氢氧化钠液体,要特别提醒学生不要让皮肤接触到它。如果皮肤不慎沾有氢氧化钠溶液,应尽快用清水清洗4-5min。会考实验题的创新设计,正在由验证性实验向会考实验题的创新设计,正在由验证性实验向探究性实验的方向突破和发展,已然成为今后探究性实验的方向突破和发展,已然成为今后一段时间内实验命题的方向和热点。那么,如一段时间内实验命题的方向和热点。那么,如何才能指导学生答好生物实验设计题,取得优何才能指导学生答好生物实验设计题,取得优秀的分数呢?这就必须了解一份完整的实验方秀的分数呢?这就必须了解一份完整的实验方案的设计,掌握实验设计的基本案的设计,掌握

9、实验设计的基本思路思路和和技巧技巧,在生物实验能力测试中就能够做到在生物实验能力测试中就能够做到有据可依有据可依,有法可循有法可循,总体考虑总体考虑,综合分析综合分析,达到事半功,达到事半功倍,获得高分。倍,获得高分。1 什么是实验设计什么是实验设计所谓实验设计,就是要求学生明确设计实验的所谓实验设计,就是要求学生明确设计实验的原理,选择实验器材,安排实验步骤,设计数原理,选择实验器材,安排实验步骤,设计数据处理的方法及分析实验的现象等。但在生物据处理的方法及分析实验的现象等。但在生物综合能力测试中由于受时间和卷面的限制,实综合能力测试中由于受时间和卷面的限制,实验设计能力考查无法面面俱到,或

10、者是考查验设计能力考查无法面面俱到,或者是考查实实验步骤的设计验步骤的设计、续写或修改续写或修改,或者是,或者是实验现象实验现象的观察和分析的观察和分析,或者是,或者是实验数据的加工和实验实验数据的加工和实验结果的分析结果的分析,或者是考查,或者是考查实验结果的预期与讨实验结果的预期与讨论论,或者是,或者是实验装置的检验或改进实验装置的检验或改进等等。等等。2 实验设计的基本内容实验设计的基本内容设计一个较完整的实验方案一般应包括:设计一个较完整的实验方案一般应包括:明确实验目的明确实验目的确定实验变量确定实验变量分分析实验原理析实验原理提出实验假设提出实验假设落实实落实实验用品验用品设计实验

11、步骤设计实验步骤预测实验结预测实验结果果得出实验结论得出实验结论2.1实验设计的基本解题思路实验设计的基本解题思路2.1.1明确实验目的,分清实验类型明确实验目的,分清实验类型明确实验目的就是要弄清明确实验目的就是要弄清“做什么做什么”的问题,即探的问题,即探究或者是验证什么生物学现象或原理。明确实验目究或者是验证什么生物学现象或原理。明确实验目的才能明确运用哪一原理进行实验设计,才能明白的才能明确运用哪一原理进行实验设计,才能明白实验设计中哪一因素是实验变量。例如实验设计中哪一因素是实验变量。例如“设计实验设计实验验证呼吸时二氧化碳体积分数的变化验证呼吸时二氧化碳体积分数的变化”。此实验原。

12、此实验原理或实验思路与七年级上册教材理或实验思路与七年级上册教材“植物呼吸作用产植物呼吸作用产生二氧化碳生二氧化碳”的实验原理相同,因此采用教材中相的实验原理相同,因此采用教材中相似的实验设计思想:先准备两个盛有澄清石灰水的似的实验设计思想:先准备两个盛有澄清石灰水的烧杯或锥形瓶,然后将含有二氧化碳的气体投入盛烧杯或锥形瓶,然后将含有二氧化碳的气体投入盛有澄清石灰水的烧杯或锥形瓶中。再如有澄清石灰水的烧杯或锥形瓶中。再如“口腔内的口腔内的化学变化化学变化”,探讨的问题是温度与酶活性之间的关,探讨的问题是温度与酶活性之间的关系,那么在实验设计中,系,那么在实验设计中,“温度温度”这一因素应是实这

13、一因素应是实验变量。验变量。实验设计一般有两种类型:验证性实验设计实验设计一般有两种类型:验证性实验设计和探究性实验设计。验证性实验具有明确的和探究性实验设计。验证性实验具有明确的结果,通过实验加以验证;而探究性实验的结果,通过实验加以验证;而探究性实验的现象和结果是未知的或不确定的,应针对多现象和结果是未知的或不确定的,应针对多种可能分别加以考虑和分析,得到相关的结种可能分别加以考虑和分析,得到相关的结论。如论。如“探究光照对菜豆发芽的影响探究光照对菜豆发芽的影响”;“唾液淀粉酶催化效率与时间关系唾液淀粉酶催化效率与时间关系”就属于就属于探究性实验设计。探究性实验设计。2.1.2找出两类变量

14、,确定对照类找出两类变量,确定对照类型型一找出两类变量一找出两类变量在实验过程中,变量是指可被操纵的特定因素或条在实验过程中,变量是指可被操纵的特定因素或条件。据其在实验中的作用,可分为两类:件。据其在实验中的作用,可分为两类:实验变量实验变量与与反应变量反应变量:实验变量,也称为自变量,指实验中:实验变量,也称为自变量,指实验中由实验者操纵的因素或条件。反应变量,又称因变由实验者操纵的因素或条件。反应变量,又称因变量,指实验中由于实验变量引起的变化和结果。通量,指实验中由于实验变量引起的变化和结果。通常实验变量是原因,反应变量是结果,二者具有常实验变量是原因,反应变量是结果,二者具有因因果关

15、系果关系。实验的目的在于获得和解释这种前因后果。实验的目的在于获得和解释这种前因后果。例如在例如在“口腔内的化学变化口腔内的化学变化”实验中,所给定的低实验中,所给定的低温、适温和高温是实验变量,而由于低温、适温和温、适温和高温是实验变量,而由于低温、适温和高温条件的变化,唾液淀粉酶水解淀粉的反应结果高温条件的变化,唾液淀粉酶水解淀粉的反应结果也随之变化,这就是反应变量,该实验即获得和解也随之变化,这就是反应变量,该实验即获得和解释温度变化(实验变量)与酶的活性(反应变量)释温度变化(实验变量)与酶的活性(反应变量)的因果关系。的因果关系。无关变量无关变量与与额外变量额外变量:无关变量也称控制

16、变量,指实:无关变量也称控制变量,指实验中除实验变量外的影响实验现象和实验结果的因素验中除实验变量外的影响实验现象和实验结果的因素或条件。额外变量也称干扰变量,指实验中由于无关或条件。额外变量也称干扰变量,指实验中由于无关变量引起的变化和结果。显然额外变量会对反应变量变量引起的变化和结果。显然额外变量会对反应变量起干扰作用。如:上述实验中除实验变量以外,试管起干扰作用。如:上述实验中除实验变量以外,试管的洁净程度、唾液新鲜程度、可溶性淀粉浓度和纯度、的洁净程度、唾液新鲜程度、可溶性淀粉浓度和纯度、试剂溶液的剂量、浓度和纯度、实验操作程序、温度试剂溶液的剂量、浓度和纯度、实验操作程序、温度处理的

17、时间长短等,都属于无关变量。如果无关变量处理的时间长短等,都属于无关变量。如果无关变量的任何一个或几个因素或条件,对三个实验组的给定的任何一个或几个因素或条件,对三个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定,则会对实验结果造成干扰,不等同、不均衡、不稳定,则会对实验结果造成干扰,产生误差。在实验设计和操作中,要尽量减少无关变产生误差。在实验设计和操作中,要尽量减少无关变量,而且不同的实验组中的无关变量应完全相同,这量,而且不同的实验组中的无关变量应完全相同,这样就会避免实验结果的差异是由于无关变量引起的可样就会避免实验结果的差异是由于无关变量引起的可能性,便于清晰地研究实验变量与反应变量的关系。能性

18、,便于清晰地研究实验变量与反应变量的关系。实验中的无关变量很多,必须严格控制,要平衡和消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,对照实验的设计是消除无关变量对实验结果的影响,对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法。除无关变量影响的有效方法。二确定对照类型二确定对照类型通过设置对照实验,既可排除无关变量的干扰,又增通过设置对照实验,既可排除无关变量的干扰,又增强了对实验结果的可信度和说服力。在一个对照实验强了对实验结果的可信度和说服力。在一个对照实验中,可包括实验组和对照组。实验组是接受自变量处中,可包括实验组和对照组。实验组是接受自变量处理的对象组,对照组

19、是不接受自变量处理的对象组,理的对象组,对照组是不接受自变量处理的对象组,一般是随机决定的。如一般是随机决定的。如“探究光对种子萌发的影响探究光对种子萌发的影响”,接受光处理的种子是实验组,不接受光处理的种子为接受光处理的种子是实验组,不接受光处理的种子为对照组。设置对照通常有以下对照组。设置对照通常有以下4种方法:种方法:空白对照空白对照:设计一个不加任何实验处理的对照组。即:设计一个不加任何实验处理的对照组。即不给对照组做任何处理因素。不给对照组做任何处理因素。自身对照自身对照:指实验组与对照组都在同一研究对象上进:指实验组与对照组都在同一研究对象上进行,即不另设对照组。如行,即不另设对照

20、组。如“外界溶液浓度影响根细胞外界溶液浓度影响根细胞的吸水的吸水”是典型的自身对照实验,这种对照实验的关是典型的自身对照实验,这种对照实验的关键是比较实验前后的变化。键是比较实验前后的变化。条件对照条件对照:给实验组某种处理,给对照组另一条件:给实验组某种处理,给对照组另一条件的处理。如在的处理。如在“验证甲状腺激素对蝌蚪发育的影响验证甲状腺激素对蝌蚪发育的影响”的实验中,存在以下实验组和对照组。的实验中,存在以下实验组和对照组。甲组:饲喂甲状腺激素(实验组)甲组:饲喂甲状腺激素(实验组)乙组:饲喂甲状腺素抑制剂(条件对照组)乙组:饲喂甲状腺素抑制剂(条件对照组)丙组:对蝌蚪不做任何处理(空白

21、对照组)丙组:对蝌蚪不做任何处理(空白对照组)相互对照相互对照:指不另设置对照组,而是利用几个实验:指不另设置对照组,而是利用几个实验组相互对照。如证明植物根向地生长实验中不同方组相互对照。如证明植物根向地生长实验中不同方向放置的玉米种子之间的对照。向放置的玉米种子之间的对照。根据实验要求,凡是涉及确定变化因素之间的因果根据实验要求,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实验。了解常关系的实验中,一般都需要设计对照实验。了解常用对照的类型,有利于学生在实验设计时针对不同用对照的类型,有利于学生在实验设计时针对不同的情况加以设置。的情况加以设置。2.2理解实验原理理解实验

22、原理实验原理决定着实验中主要实验步骤的设计及实验原理决定着实验中主要实验步骤的设计及相应实验试剂的选择。如相应实验试剂的选择。如“设计实验验证呼吸设计实验验证呼吸时二氧化碳体积分数的变化时二氧化碳体积分数的变化”的实验。这一实的实验。这一实验的实验原理同教材中常规实验验的实验原理同教材中常规实验“植物呼吸作植物呼吸作用产生二氧化碳用产生二氧化碳”实验原理相同,因此可用二实验原理相同,因此可用二氧化碳与澄清的石灰水反应来验证这一问题,氧化碳与澄清的石灰水反应来验证这一问题,明确了这一原理之后,也就明确了其主要实验明确了这一原理之后,也就明确了其主要实验步骤是类似的。步骤是类似的。2.3提出假设和

23、预期提出假设和预期假设:是假设:是“可能会怎么样可能会怎么样”,并对可见现象,并对可见现象提出一种可检测的解释。具体为:提出假设提出一种可检测的解释。具体为:提出假设寻找证据寻找证据符合事实(不符合事实)符合事实(不符合事实)假设成假设成立(假设不成立)。立(假设不成立)。预期:在检测提出的假设以前,先提出实验预期:在检测提出的假设以前,先提出实验的预期结果(一个假定的结果),若预期没的预期结果(一个假定的结果),若预期没有实现,则说明假设不成立;若预期得到实有实现,则说明假设不成立;若预期得到实现,则假设成立。现,则假设成立。2.4恰当选取实验材料恰当选取实验材料正如正如18世纪普鲁斯特莱选

24、择一株生长旺盛的世纪普鲁斯特莱选择一株生长旺盛的植物作为实验材料是其实验成功的原因之一一植物作为实验材料是其实验成功的原因之一一样,正确的选材决定着实验的成败。实验的选样,正确的选材决定着实验的成败。实验的选材是受实验原理、实验目的制约的。如材是受实验原理、实验目的制约的。如“绿叶绿叶在光下制造淀粉在光下制造淀粉”实验目的是鉴定绿叶在光下实验目的是鉴定绿叶在光下制造淀粉,因而,取材应注意含淀粉量要高。制造淀粉,因而,取材应注意含淀粉量要高。鉴定的原理是鉴定的原理是“淀粉与碘相遇变蓝色淀粉与碘相遇变蓝色”,为使,为使呈色易于观察,所选材料最好深绿色;又如呈色易于观察,所选材料最好深绿色;又如“绿

25、叶细胞中的叶绿体绿叶细胞中的叶绿体”实验,所选材料应当实验,所选材料应当是色素含量高的材料(新鲜菠菜);是色素含量高的材料(新鲜菠菜);“外界溶外界溶液浓度影响根细胞的吸水液浓度影响根细胞的吸水”的选材应注意两点:的选材应注意两点:一是所选材料必须有大液泡存在;二是为了便一是所选材料必须有大液泡存在;二是为了便于观察,所选材料的细胞液最好有一定颜色。于观察,所选材料的细胞液最好有一定颜色。2.5细心研究实验条件和器材细心研究实验条件和器材完成这一实验所必需的理化条件及生物学处理完成这一实验所必需的理化条件及生物学处理方法。如光照、温度、方法。如光照、温度、PH值、酶、缓冲剂、离值、酶、缓冲剂、

26、离心等。认真研究实验装置设计的严密性和合理心等。认真研究实验装置设计的严密性和合理性;在实验设计中,用具及材料的选择是十分性;在实验设计中,用具及材料的选择是十分重要的,要根据实验所提出的问题和要求,联重要的,要根据实验所提出的问题和要求,联系命题者所提供的器材,准确判断和选取实验系命题者所提供的器材,准确判断和选取实验所需的用具及材料。所需的用具及材料。2.6合理设计实验步骤合理设计实验步骤实验步骤的构思一般是:材料准备与前处理实验步骤的构思一般是:材料准备与前处理分组、编号分组、编号对不同(或同一)对象施以不同对不同(或同一)对象施以不同的处理(对照原则)的处理(对照原则)结果观察(或预测

27、)、结果观察(或预测)、记录记录根据结果(现象)进行分析,得出结论。根据结果(现象)进行分析,得出结论。实验步骤有一定的顺序,要注意实验步骤的关实验步骤有一定的顺序,要注意实验步骤的关联性和实验操作的程序性。实验步骤的前后顺联性和实验操作的程序性。实验步骤的前后顺序一般不能颠倒,特别是关键环节。不同的操序一般不能颠倒,特别是关键环节。不同的操作顺序导致不同的结果并影响实验的严密性。作顺序导致不同的结果并影响实验的严密性。如如“模拟酸雨影响植物种子的萌发模拟酸雨影响植物种子的萌发”实验,操实验,操作时必须先将种子分别置于不同的作时必须先将种子分别置于不同的PH值中,值中,放置一段时间后在观察。如

28、在放置一段时间后在观察。如在“口腔内的化学口腔内的化学变化变化”的实验中,应的实验中,应“将将3支试管先分别放入支试管先分别放入37、0、沸水中、沸水中5分钟后再加淀粉酶分钟后再加淀粉酶”还是还是“先向先向3支试管中加入唾液后再将支试管中加入唾液后再将3支试管分别支试管分别放入放入37、0、沸水中、沸水中”呢?表面看两种操呢?表面看两种操作无多大差别,其实前者的操作是正确的,因作无多大差别,其实前者的操作是正确的,因为如果先向盛有淀粉溶液的试管中加入唾液,为如果先向盛有淀粉溶液的试管中加入唾液,此时唾液中淀粉酶对此时唾液中淀粉酶对3支试管中淀粉均起消化支试管中淀粉均起消化分解作用。分解作用。在

29、实验步骤的构思或表述中一定要遵循科学性在实验步骤的构思或表述中一定要遵循科学性原则、可操作性原则、对照性原则、单因子变原则、可操作性原则、对照性原则、单因子变量原则量原则。2.7观察和收集数据:观察和收集数据:在实验方案中要事先设计定时观察的内容和观在实验方案中要事先设计定时观察的内容和观察的次数,同时应按要求进行观察,并将观察察的次数,同时应按要求进行观察,并将观察的现象和结果如实地记录下来。的现象和结果如实地记录下来。2.8预测和分析实验结果,得出结论:预测和分析实验结果,得出结论:对记录的数据(包括现象、结果),进行整理对记录的数据(包括现象、结果),进行整理分析,一般常用的表达方法有文

30、字描述、表格、分析,一般常用的表达方法有文字描述、表格、坐标曲线、画出观察图象等,然后进行推导得坐标曲线、画出观察图象等,然后进行推导得出结论。出结论。3 实验设计中的注意技巧实验设计中的注意技巧31一实验组别的编号一实验组别的编号:凡实验中涉及到两组或两组以上,需用一、二、凡实验中涉及到两组或两组以上,需用一、二、3或或A、B、C或甲、乙、丙或甲、乙、丙等加以编号等加以编号便于区分。便于区分。32二实验现象的观察:二实验现象的观察:找准实验观察的对象并准确描述。如找准实验观察的对象并准确描述。如“骨的成骨的成分与骨的特性之间的关系分与骨的特性之间的关系”实验中,观察的实实验中,观察的实验现象

31、为气泡的大小和气泡产生的速率;又如验现象为气泡的大小和气泡产生的速率;又如甲状腺激素对动物个体发育的影响,依不同的甲状腺激素对动物个体发育的影响,依不同的实验材料等因素确定观察现象。再如实验材料等因素确定观察现象。再如“不同浓不同浓度酒精对水蚤的影响度酒精对水蚤的影响”请回答:(一)采用请回答:(一)采用何种方法来确定酒精对水蚤的影响?何种方法来确定酒精对水蚤的影响?(4)设计一张表格用于实验时记录数据。本题就考设计一张表格用于实验时记录数据。本题就考查如何确定实验观察的对象。查如何确定实验观察的对象。33实验结果的表达:实验结果的表达:针对实验现象,分析单一实验变量对结果的影针对实验现象,分

32、析单一实验变量对结果的影响并选用文字、表格、坐标曲线图等形式进行响并选用文字、表格、坐标曲线图等形式进行具体、准确表达。具体、准确表达。在预期实验结果时,注意验证性实验具有明确在预期实验结果时,注意验证性实验具有明确的实验结果和结论;而探究性实验的现象和结的实验结果和结论;而探究性实验的现象和结果是未知的或不确定的,应针对多种可能分别果是未知的或不确定的,应针对多种可能分别加以讨论和分析,得到相应的结论。如加以讨论和分析,得到相应的结论。如 “探探究蚯蚓在什么样的物体表面爬的快究蚯蚓在什么样的物体表面爬的快”,其预期,其预期结果就有结果就有4种可能。种可能。34对照实验的科学性对照实验的科学性

33、对照实验中除变量外,其他条件应相同,同时对照实验中除变量外,其他条件应相同,同时要确保实验的正常进行。要确保实验的正常进行。如探究如探究“蛆是从哪里来的蛆是从哪里来的?”某同学的探究过某同学的探究过程是:将一块猪肉放在碗里,碗口覆盖有纱布,程是:将一块猪肉放在碗里,碗口覆盖有纱布,几天后,碗里的肉没有产生蛆。他得出的结论几天后,碗里的肉没有产生蛆。他得出的结论是是:腐烂的肉不会产生蛆。该实验得出的结论腐烂的肉不会产生蛆。该实验得出的结论不正确是由于实验过程中这个同学没有设置对不正确是由于实验过程中这个同学没有设置对照组。正确的探究过程是排除实验因素对结果照组。正确的探究过程是排除实验因素对结果

34、的干扰,取两块大小相同的猪肉分别放在两个的干扰,取两块大小相同的猪肉分别放在两个同样大小的玻璃碗里,期中一个碗口覆盖有纱同样大小的玻璃碗里,期中一个碗口覆盖有纱布,另一个碗口敞开,连续观察几天,如下图布,另一个碗口敞开,连续观察几天,如下图一,二所示:一,二所示:35语言的准确描述语言的准确描述一在实验设计中,学生一般在时间、温度、物一在实验设计中,学生一般在时间、温度、物质的量上难以做到准确的量化描述,故尽可能质的量上难以做到准确的量化描述,故尽可能用用“定性定性”的语言表达,在实验步骤表述中巧的语言表达,在实验步骤表述中巧用下列词语:如用下列词语:如“一段时间一段时间”、“适宜的温适宜的温

35、度度”、“适量的适量的”、“一定量的一定量的”、“等量等量的的”、“相同条件下相同条件下”、“适宜条件适宜条件”等。等。二注意避免二注意避免“词不达意词不达意”。生物实验设计的基本原则之一就是要设计生物实验设计的基本原则之一就是要设计对照实验(或称对照组),如何确定对照对照实验(或称对照组),如何确定对照组呢?对此,好像大家没有一致的认识。组呢?对此,好像大家没有一致的认识。由于人们对生物实验中的实验组和对照组由于人们对生物实验中的实验组和对照组认识的差异,常常会在一些具体问题上争认识的差异,常常会在一些具体问题上争论不休,特别是在对照组的确定上出现较论不休,特别是在对照组的确定上出现较大分歧

36、。其实很多的老师和学生对这个问大分歧。其实很多的老师和学生对这个问题的认识都比较模糊。下面是一些老师对题的认识都比较模糊。下面是一些老师对这个问题的看法,我提出来这个问题的看法,我提出来与与大家共同探大家共同探讨。讨。看法一:在实验中,首先根据题意确定实验变量,即看法一:在实验中,首先根据题意确定实验变量,即本实验的结果的差异或者说结果的变化是由于谁造成本实验的结果的差异或者说结果的变化是由于谁造成的,这个变化的因素就是实验变量,那么对实验变量的,这个变化的因素就是实验变量,那么对实验变量进行处理的,就是实验组。没有处理是的就是对照组。进行处理的,就是实验组。没有处理是的就是对照组。有些是进行

37、另外的处理,也是对照组。有些是进行另外的处理,也是对照组。看法二:空白对照好理解,若是条件对照就不清楚了。看法二:空白对照好理解,若是条件对照就不清楚了。如教材上光合作用的发现实验中,一张叶片一半遮光,如教材上光合作用的发现实验中,一张叶片一半遮光,一半曝光,到底哪一个是对照组?(光合作用,所以一半曝光,到底哪一个是对照组?(光合作用,所以需要光,那有光的就是实验组,没光的就是对照组)。需要光,那有光的就是实验组,没光的就是对照组)。又如研究酶的活性,一个是又如研究酶的活性,一个是37 ,一个是,一个是80 ,又是,又是哪一个是对照组?(温度通过变化是相互对照。最后哪一个是对照组?(温度通过变

38、化是相互对照。最后得出结论。)得出结论。)看法三:单组单变量对照实验:施加变量的为实验组,看法三:单组单变量对照实验:施加变量的为实验组,不施加变量的是对照组;多组多变量对照实验:所有不施加变量的是对照组;多组多变量对照实验:所有组都既是实验组也是其它组的对照组。组都既是实验组也是其它组的对照组。看法四:我觉得对照组就是一个参照物,一般没有变看法四:我觉得对照组就是一个参照物,一般没有变化或一直变化的为对照组。化或一直变化的为对照组。看法五:弄清这个问题其实不难。首先你要明确本实看法五:弄清这个问题其实不难。首先你要明确本实验的实验目的,你准备施加何种实验条件来达到这个验的实验目的,你准备施加

39、何种实验条件来达到这个目的?这一组就是实验组。其次,为了更好的使实验目的?这一组就是实验组。其次,为了更好的使实验组具有说服力,你要设对照组。无论是空白对照还是组具有说服力,你要设对照组。无论是空白对照还是条件对照等所起的作用是相同的,那就是衬托。条件对照等所起的作用是相同的,那就是衬托。看法六:这就要看你的实验目的了。如果你是为了证看法六:这就要看你的实验目的了。如果你是为了证明酶在明酶在80 条件下的催化特性,那么条件下的催化特性,那么37 的是对照。的是对照。如果你为了证明酶在如果你为了证明酶在37 条件下的催化特性,其他任条件下的催化特性,其他任何温度的实验都是对照。何温度的实验都是对

40、照。上述说法中,我们不难看出,由于确定对照实验的依上述说法中,我们不难看出,由于确定对照实验的依据不同,导致了对对照实验确定的混乱状况据不同,导致了对对照实验确定的混乱状况。为了弄清上述问题,我们首先要弄清几个概念。为了弄清上述问题,我们首先要弄清几个概念。什么是空白对照?什么是条件对照?什么是空白对照?什么是条件对照?现代汉语词典上现代汉语词典上“对照对照”一词是这样解释的一词是这样解释的,【对照】互相对比参照。(人或事物)相【对照】互相对比参照。(人或事物)相比;对比。而【空白】是指(版面、书页、画比;对比。而【空白】是指(版面、书页、画幅等上面)空着,没有填满或没有被利用的部幅等上面)空

41、着,没有填满或没有被利用的部分。我们生物学上的分。我们生物学上的“对照对照”通常是指通常是指“空白空白对照对照”,应该是不包含实验所研究的对象、条,应该是不包含实验所研究的对象、条件等因素的,作为件等因素的,作为“空白对照空白对照”,它的实验结,它的实验结果应该是预知的。而果应该是预知的。而“条件对照条件对照”则是研究在则是研究在不同条件下的实验现象,从严格意义上讲各组不同条件下的实验现象,从严格意义上讲各组都是实验组,而各组之间则是相互对比参照,都是实验组,而各组之间则是相互对比参照,互为对照组或实验组。因而互为对照组或实验组。因而“条件对照条件对照”的实的实验结果则是不明确的,只有通过实验

42、才能得出。验结果则是不明确的,只有通过实验才能得出。下面我们结合几个具体的实例来说明这个问题。下面我们结合几个具体的实例来说明这个问题。例例1、 1864年,德国科学家萨克斯将绿色叶片年,德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处几小时,然后把此叶片一半遮光,一放在暗处几小时,然后把此叶片一半遮光,一半曝光。经过一段时间后,用碘蒸气处理叶片,半曝光。经过一段时间后,用碘蒸气处理叶片,成功地证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。成功地证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。萨克斯对这个实验的设计具有严密的逻辑性,萨克斯对这个实验的设计具有严密的逻辑性,具体体现在(具体体现在( ) A没有对照实验没有对照实验

43、B本实验不需要本实验不需要设对照实验设对照实验 C曝光处作为对照实验曝光处作为对照实验 D遮光处作为对遮光处作为对照实验照实验 答案答案 D,但有人认为应选,但有人认为应选C。例例2、 为了解土壤微生物是否能分解农药,并为了解土壤微生物是否能分解农药,并尽快得出实验结论,有人用尽快得出实验结论,有人用“敌草隆敌草隆”(一种(一种除草剂)进行了实验。取等量砂土分装于相同除草剂)进行了实验。取等量砂土分装于相同的两容器中,的两容器中,a组高压灭菌,组高压灭菌,b组不灭菌,下列组不灭菌,下列有关事项的叙述不正确的是(有关事项的叙述不正确的是( )Aa组为实验组,组为实验组,b组为对照组组为对照组B向

44、向a、b中喷入等量敌草隆,再置于同一恒中喷入等量敌草隆,再置于同一恒温箱中培养相同时间温箱中培养相同时间C检测敌草隆消失的情况,预计检测敌草隆消失的情况,预计a组敌草隆含组敌草隆含量不变,量不变,b组的全部消失组的全部消失D只用砂土,实验效果不如几种典型土壤混只用砂土,实验效果不如几种典型土壤混合后的好合后的好答案答案 A,但有人认为选项,但有人认为选项A的说法是正确的。的说法是正确的。师生关于对照实验的模糊认识主要表现在以下师生关于对照实验的模糊认识主要表现在以下几个方面:几个方面: 一是认为处于正常情况下的实验是对照组,而一是认为处于正常情况下的实验是对照组,而经过经过特别特别处理的是实验

45、组。这种说法还是很模处理的是实验组。这种说法还是很模糊。二是认为显示正结果的实验为对照实验。糊。二是认为显示正结果的实验为对照实验。什么是正结果?什么是负结果?同样不好确定。什么是正结果?什么是负结果?同样不好确定。三是认为处于正常情况且有正结果的是对照实三是认为处于正常情况且有正结果的是对照实验。这种说法结合了以上两种说法。四是认为验。这种说法结合了以上两种说法。四是认为没有没有限制因素的为对照实验。五是认为具负限制因素的为对照实验。五是认为具负(相反)结果的是对照实验。(相反)结果的是对照实验。究竟实验组和对照组判段的依据到底是什么呢?究竟实验组和对照组判段的依据到底是什么呢?通常,一个实

46、验总要进行对照实验(有时还要进行通常,一个实验总要进行对照实验(有时还要进行对比实验)。对照实验只是一个条件(即因素)不对比实验)。对照实验只是一个条件(即因素)不同,其他条件(因素)都相同的情况下所进行的实同,其他条件(因素)都相同的情况下所进行的实验,研究此条件(因素)和结果之间的关系,这一验,研究此条件(因素)和结果之间的关系,这一组就是组就是“实验组实验组”,而不包含此条件而不包含此条件(因素因素)的一组称为的一组称为“对照组对照组”。我们不难发现。我们不难发现“对照组对照组”起到一种衬起到一种衬托作用、实际上它就相当于物理学中参照物的作用,托作用、实际上它就相当于物理学中参照物的作用

47、,既然作为衬托作用的既然作为衬托作用的“对照组对照组”其实验过程、结果其实验过程、结果和现象、对实验者来说已经有感性上或理论上的认和现象、对实验者来说已经有感性上或理论上的认识,也就说在未真正做实验之前,实验者对识,也就说在未真正做实验之前,实验者对“对照对照组组”的结果已经预先知道。如果发现真正做实验之的结果已经预先知道。如果发现真正做实验之后后“对照组对照组”的实验结果与其之前的结果是不相符的实验结果与其之前的结果是不相符合的,说明此实验操作过程有误,宣布实验已失败,合的,说明此实验操作过程有误,宣布实验已失败,必须重做;如果在实验设计中所有的对象组的结果必须重做;如果在实验设计中所有的对

48、象组的结果实验者都不清楚,既此所有的对象组为相互对照实实验者都不清楚,既此所有的对象组为相互对照实验,也就是我们说的条件对照。我们可以根据这来验,也就是我们说的条件对照。我们可以根据这来判断判断“实验组实验组”和和“对照组对照组”。如例如例1中在实验设计中遮光组实验结果实验者中在实验设计中遮光组实验结果实验者已预先知道(叶片中的淀粉已经消耗干净,滴已预先知道(叶片中的淀粉已经消耗干净,滴加碘液叶片不变蓝),既其为对照组,曝光组加碘液叶片不变蓝),既其为对照组,曝光组为实验组。同理例为实验组。同理例2中研究的是土壤微生物能中研究的是土壤微生物能否分解农药,因此含有微生物的这一对象(因否分解农药,

49、因此含有微生物的这一对象(因素)的一组(素)的一组(a组)为实验组,不含有这一对组)为实验组,不含有这一对象(因素)的一组(象(因素)的一组(b组)为对照组。这种确组)为对照组。这种确定对照实验的理念,与前面几倍同仁所说的定对照实验的理念,与前面几倍同仁所说的“对实验变量进行处理的,就是实验组。没有对实验变量进行处理的,就是实验组。没有处理是的就是对照组。处理是的就是对照组。”或或“施加变量的为实施加变量的为实验组,不施加变量的是对照组。验组,不施加变量的是对照组。”是不同的。是不同的。这种理念与验证或探究实验过程的认知规律是这种理念与验证或探究实验过程的认知规律是相符合的,同时它又能与科学探

50、究过程中收集相符合的,同时它又能与科学探究过程中收集及分析资料信息的方法相融,因此可以应用到及分析资料信息的方法相融,因此可以应用到所有实验中。所有实验中。科学性原则科学性原则实验原理的科学性实验原理的科学性材料选择的科学性材料选择的科学性实验方法的科学性实验方法的科学性结果处理的科学性结果处理的科学性自身自身对照对照 如如“观察植物细胞的质壁分观察植物细胞的质壁分离和复原离和复原”的实验中,看到的质的实验中,看到的质壁分离或复原的细胞和开始时正壁分离或复原的细胞和开始时正常的洋葱表皮细胞为同一对象常的洋葱表皮细胞为同一对象 如如“证明绿色植物光合作用证明绿色植物光合作用需要光需要光”的实验中

51、,对同一个叶的实验中,对同一个叶片进行一半遮光一半曝光的处理片进行一半遮光一半曝光的处理自身自身对照对照空白对空白对照照 如如“验证甲状腺激素的作用验证甲状腺激素的作用”实验实验对照组对照组的蝌蚪不做任何处理,让的蝌蚪不做任何处理,让其正常生长其正常生长实验组实验组的蝌蚪饲喂甲的蝌蚪饲喂甲状腺激素或甲状腺激素抑制物状腺激素或甲状腺激素抑制物以观察甲状腺激素的作用以观察甲状腺激素的作用自身自身对照对照空白对空白对照照例例1 为验证光是植物生长发育的必要条件,设计如下试验: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和预期结果

52、的几种组合,其中正确的是( B ) 实验组 对照组 黑暗中培养 在光下培养 生长良好 生长不良 A B C D 自身自身对照对照相互相互对照对照空白对空白对照照 如如“比较过氧化氢酶比较过氧化氢酶和铁离子催化效率和铁离子催化效率”实验实验 “探究温度对酶活性的探究温度对酶活性的影响影响”实验实验单因子变量原则单因子变量原则等量性原则等量性原则平行重复原则平行重复原则可操作性原则可操作性原则1 1、了解题目、了解题目要求要求2 2、明确目、明确目的原理的原理3 3、确定实验、确定实验思路思路4 4、设计实验、设计实验步骤步骤5 5、记录现象、记录现象数据数据6 6、分析得出、分析得出结论结论 即

53、明确题即明确题意,做题要意,做题要方向明确,方向明确,少走弯路少走弯路1 1、了解题目、了解题目要求要求2 2、明确目、明确目的原理的原理3 3、确定实验、确定实验思路思路4 4、设计实验、设计实验步骤步骤5 5、记录现象、记录现象数据数据6 6、分析得出、分析得出结论结论 要弄清该题要弄清该题要求解决什要求解决什么问题,可么问题,可能要用到什能要用到什么原理么原理1 1、了解题目、了解题目要求要求2 2、明确目、明确目的原理的原理3 3、确定实验、确定实验思路思路4 4、设计实验、设计实验步骤步骤5 5、记录现象、记录现象数据数据6 6、分析得出、分析得出结论结论 根据原理对实验作出假设,并对可能产生的现象作出预测,充分利用实验材料设计实验思路1 1、了解题目、了解题目要求要求2 2、明确目、明确目的原理的原理3 3、确定实验、确定实验思路思路4 4、设计实验、设计实验步骤步骤5 5、记录现象、记录现象数据数据6 6、分析得出、分析得出结论结论 要注意,要注意,题目中给定题目中给定的试剂和材的试剂和材料要充分利料要充分利用,一般不用,一般不允许自己随允许自己随意增加试剂意增加试剂和材料和材料1 1、了解题目、了解题目要求要求2 2、明确目、明确目的原理的原理3 3、确定实验、确定实验思路思路4 4、设计实验、设计实验步骤步骤5 5、记录现象、记录现象数据数据

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