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1、名校名 推荐实验设计(二课时 )一、高考能力要求1、具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。2、具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括确认变量、作出假设和预期，设计可行的研究方案，处理和解释数据，根据数据作出合理的判断等。二、生物科学探究的一般程序科学探究的一般过程可简单地用下图表示：1 提出问题，确定实验课题2.设计实验方案3. 预期结果4.分析数据5得出结论三、生物实验设计应遵循的基本原则1科学性原则实验是人为控制条件下研究事物（对象）的一种科学方法：是依据假设，在人为条件下对实验变量的变化和结果进行捕获、解释的科学方法。科学研究的过程本身就是科学，并
2、不是说研究的结论才是科学方法。因此，在实验设计中必须有充分的科学依据。科学性原则包括实验原理的科学性、实验材料选择的科学性、实验方法的科学性、实验结果处理的科学性。2对照性原则只有比较才能看出差异，只有通过对照才能验证我们的推论，因此，在实验设计中，要设置对照组。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。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影响的有效方法。（ 1）对照的类型类型设置对照实验实例空白对照不给对照组以任何如果验证甲状腺激素的作用，则对照组动物不做处理任何处理，让其自然生长自身对照实验组
3、和对照组都植物细胞质壁分离和复原实验，在同一装片中先1名校名 推荐是在同一实验对象后进行。对照组即正常的洋葱表皮细胞和实验组上进行即质壁分离和复原的细胞是同一组细胞。给对象施以某种实验处理，但这种处在 “动物激素饲喂小动物 ”的实验中，采用等组实理是作为对照意义验法，甲组为实验组（饲喂甲状腺激素），乙组为条件对照的，或者说这种处条件对照（饲喂甲状腺激素抑制剂）；不饲喂药剂理不是实验假设所的是空白对照组。给定的实验变量意义的。不单独设对照组，植物向重力性生长的向性实验中将玉米种子放置相互对照而是几个实验组相在不同的方向互对照（ 2） “实验组 ”与 “对照组 ”的确认一个实验通常分为实验组和对照
4、组（控制组） 。实验组是施加实验变量处理的被试组，对照组是不施加实验变量处理的对象组。两者对无关变量的影响是相等的，两组之间的差别，被认为是来自实验变量的结果。例如： 验证 “光是植物生长的必要条件”实验分为两组。A 组处在光照下，B 组处在黑暗中，则A 组为对照组，B 组为实验组。3单因子变量原则和等量性原则此两个原则都是在设计对照实验时必须坚持的原则。所谓单因子变量原则，强调的是实验组和对照组相比只能有一个变量，只有这样当实验组和对照组出现不同结果时，才能确定造成这种不同结果的原因肯定是这个变量造成的，从而证明实验组所给实验因素的作用，因此在设计对照组实验时首先要确定变量并加以正确设置，至
5、于将谁作为变量则很容易确定，即要验证谁则把谁作为变量，也就是要把所要验证的中心条件作为变量。等量性原则与单因子变量原则是完全统一的，只不过强调的侧面不同。单因子变量原则强调的是实验变量的单一性，而等量性原则强调的是除了实验变量之外的一切对实验结果有影响的无关变量必须严格控制等量即相同，以平衡和消除无关变量对结果的影响，需要强调的是这些无关变量在进行严格控制时，不但要等量，而且是在适宜条件下的等量，常态条件下的等量。4 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， 观察其对实验结果影响的程度。任何实验都必须能够重复，这是具有科学性的标志。任何实验必须有足够实验次数，才能避免结果
6、的偶然性，使得出的结论准确、科学。平行重复原则要求控制某种因素的变化强度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果的影响程度。在实验中可以通过在一组实验中同时处理多个材料来体现重复性原则。5 随机性原则实验设计中的随机性原则是指被研究的样本是从总体中任意抽取的。这样做是由于：2名校名 推荐 可以消除或减少系 差； 平衡各种条件，避免 果中的偏差。四、 的基本模式 往往是解答 的 点，但只要理清思路，找准方法和突破口，也能化 易。 的 可遵循以下步 行。1 了解 目要求： 真 ，从 中找出答案。2 写出 名称或确定 ： 指出是什么 ，判断出是 “ 性 ” 是 “探究性 ”。所 的 定就是 者首先要
7、确定一个有一定价 的研究 ，明确通 要解决什么 。3 作出假 ： “假 ”，也称假 或猜 ，是指用来 明某种 象但未 的 ，也是 所提出的 作出的参考答案，即依据 的事 材料或科学原理，通 造性思 ，提出初步假定。如果你的基本 是肯定的，你的假 就是肯定的假 ；如果你的基本 是否定的，你的假 就是否定的假 。4 写出 目的：弄清 要 或探究的是什么 的生物学事 。即明确 要解决什么 。一般在 干中有 “ ”、 “ 明 ”、 “探究 ”，其后内容就是 的目的。有些 需要 其去粗取精，提 要点。5 写出 原理：就是完成 的理 依据是什么， 就需要分析 中所涉及的生物学及相关学科中的知 、方法，以及
8、所依据的科学原理。另外提供的 器的使用方法和原理也 考 在内。此 程要求学生利用 知 独立分析、运用。 所学知 运用要求 高， 是完成 目的关 。6 写出 操作 程： 大多数 目要求写出 步 ， 是学生束手无策失分 多的地方。 下面一条 写模式，能 使 写条理，思路清晰。（ 1）分 号：根据 要求 适宜的材料和器材， 材 保持条件相同（如：日 相同、体重相近的雄性成年大白鼠） 。将 分 和 照 ；可以分两 ，也可以分若干 ，每 行明确的 ，如用甲、乙、丙，或者是A 、B、 C 或者 1， 2， 3， 之 人一看 一目了然。便于 的 察、 、比 和叙述。常用 言： 相同， 大小相似的同种植物随机
9、等量分 ，分 号 A 、B、C取两支 管，分 号 甲、乙，各加入等量的某溶液、 年 、体重（性 ）、健康状况相同的某种 物随机等量分 ，分 号 1， 2，3（ 2） 理： 根据 的要求分 和 照 施加 一 量，除 量外， 和 照 的培养、 养等条件 要相同，即控制无关 量。后面步 中要用到的 西，如果 目没有 出， 必 在前面的步 中准 好，如 中要用蔗糖液，而 目中只 出蔗糖，我 就要先配制好蔗糖液； 目中如果已 好（如 的是配好的 ）， 不必再配制了。（ 3）培养（或 养） 、 察、 ： 于植物 和某些 物 ，分 行 理后，要 行一段 的培养，才能出 果。而有些 行 理之后，就可以 察出
10、的 象。要仔 察 与 照 出 的差异， 象和 数据。3名校名 推荐7 果、 的 与分析有些 的 果可以直接用肉眼 察出来，而很多 是化学反 型，肉眼 察不到， 考 加入指示 ，借助 色 化或 器 助 察， 果可采用文字表述、表格、坐 曲 等方式描述。（ 1） 果的 ： 果是由 量而引起的 化，而 是根据 果作出的一种推 。 一个正确的 达到 目的，即得出的 就是 目的。特 注意弄清 的目的是“ ” 是 “探究 ”。如果是 型的 ，如 “ ”、“ 明 ”都可 到与 目的一致的 果。 系 目的的得出 。 是合理的、科学的、肯定的。不少 是在 要 的内容中 找。 （此 一般只有一个 果和相 的 ，且
11、 与 目的相 ）。若是探究型的 ，如 “探究 ” 的 果不唯一，大多有三种可能：“ 量促 果； 量抑制 果； 量与 果无关”，或 “全肯定，全否定；一肯定一否定”等。（ 2） 察 量的确定： 因 量与 察 量有 是不同的， 于因 量不能直接 察的， 通 相 手段 ，将因 量 接展 出来，便于 察。如 胞分裂中染色体可以通 染色、借助 微 察，呼吸 度可通 定密 装置中气 化来表 等。（ 3） 的 提 ： 果是 所得到的直 象，如 得的有关数据， 象呈 的特殊 色、气味、形 、生理等方面的 化，因此 果 是 象的直接 述。而 是在 果的基 上，根据已有知 的合理迁移，通 推理和判断，得出的关于生
12、命 象最本 的 ，如“ 定葡萄糖是可溶性 原糖 ”的 中，葡萄糖与斐林 共 煮沸后出 色沉淀， 是 果；“葡萄糖是可溶性 原糖” 是 。 例 1 了 甲状腺激素的生理作用， 以大白鼠的耗氧量和活 量 察指 ，根据所 的 材料和用具， 步 ， 果，并作出分析。（ 1 ）材料和用具：两 日 相同、体重相近的雄性成年大白鼠，甲状腺激素溶液，蒸 水，灌胃器， 耗氧量 定装置， 小 物活 定 等。 （ 提示： 途径 每日灌胃， 量和 器操作不作考 要求，室温恒定）（ 2 ）方法与步 （ 3 ） 果 与分析 例 2新 社 2007年 8 月 12 日 道，英国研究人 ，人体中一种重要激素，即所 的“瘦素” ，能 控制人的食欲，注射后，食欲会下降，从而 人体是否 胖起到至关重要的作用。某校生物 趣小 想利用以下材料， 探究“瘦素”能否控制 物的食欲以及是否具有减肥作用， 你帮他 完成下列 和 果并分析。 目的：材料用具：大鼠若干只、普通 料、一定 量的“瘦素”溶液、生理 水，其他所需条件均 足。步 ：（ 要写出）第一步：；第二步：；4
