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1、欢 迎 各 位 专 家 莅 临 指 导！,专题六 实验设计与实验分析,蚌埠二中生物教研组 徐学伟,一、考核目标与要求,能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。 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。 具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。 能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。,二、解决实验问题必备的理论基础 -实验设计应遵循的原则,1、对照性原则：,所谓对照实验是指有一个关键

2、条件不同，而其他实验条件都相同的情况下所进行的一组实验，,在实验中，为了排除无关条件的干扰，常常要设立对照实验。以此了解条件与结果之间的关系，增强实验结论的可靠性。,如何设置与区分？ 实验组-接受实验变量处理的对象组；实验组的结果是之前不知道的，只有通过实验才能知道。 对照组-对实验假设而言，不接受实验变量处理的对象组。 （对照组的结果是已知的，不用实验就知道的常识）,2、单一因子变量原则,单一因子变量原则是处理实验中的复杂关系的准则之一. 即控制其他因素不变而只改变其中某一变量，观察其对实验结果的影响.,1、对照性原则：,二、解决实验问题必备的理论基础 -实验设计应遵循的原则,单一因子变量原

3、则一般通过等量原则加以体现.,便于对实验结果进行科学的分析，又增强实验结果的可信度和说服力。,除上述原则之外,实验设计中还要注意科学性原则、平行重复原则、随机性原则、可操作性原则、安全性原则等。,1、对照性原则：,2、单一因子变量原则,二、解决实验问题必备的理论基础 -实验设计应遵循的原则,实验变量与反应变量 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。反应变量也称为因变量，指实验中由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，二者具有因果关系。 无关变量与额外变量 无关变量也称为控制变量，指实验中除了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

4、为干扰变量，指实验中由于无关变量引起的变化和结果。,二、解决实验问题必备的理论基础 -实验中的变量,1、显微观察法：如观察植物细胞有丝分裂的实验，观察植物细胞质壁分离与复原实验等。 2、示踪原子法：如噬菌体侵染细菌实验，光合作用碳和氧元素的转移途径实验等。 3、加减法：如摘除法研究某激素的实验；饲喂法、注射法研究某激素的作用机制。 4、杂交实验法：如孟德尔杂交、测交实验法等。 5、化学分析法：如酶的专一性实验、温度对酶活性的影响实验、叶绿体色素的提取和分离实验等。,二、解决实验问题必备的理论基础 -常规实验方法,二、解决实验问题必备的理论基础 -科学探究的一般过程,发现问题,提出假设,设计实

5、验 方 案,实施实验,假设成立,假设不成立,分析实验 结 果,得出实验 结 论,实验设计类试题包括两种题型：实验设计型和实验方案评价型。,三、实验设计与实验分析题型的解答 （一）实验设计类,1、实验设计型, 明确实验目的及要求 其意义在于：,A、明确实验的类型(探究与验证),B、确定实验变量,C、确定需要观测的指标,D、确定实验分组（取决于定性与定量）,实验设计类试题包括两种题型：实验设计和实验方案评价。,三、实验设计与实验分析题型的解答 （一）实验设计类,1、实验设计型, 明确实验目的及要求, 分析实验原理,实验原理是实验各步进行的依据，在表述实验原理时，除了要根据实验目的外，仔细分析实验步

6、骤对全面得出实验原理是十分必要的。,实验设计类试题包括两种题型：实验设计和实验方案评价。,三、实验设计与实验分析题型的解答 （一）实验设计类,1、实验设计设计型, 明确实验目的及要求, 分析实验原理, 设计实验方案（核心步骤）,三部曲： A、分组。分组必须注意几个方面：分几组（取决于定性还是定量实验，有时取决于问题的要求）；样本量；编号（有分组就要有编号，便于观察与分析）；等量原则等。 B、实验处理。注意：科学性；可操作性；等量原则（体现单一变量）。 C、观测实验现象并记录。注意观测指标的确定（有时，看似合理的指标，实际不科学、不可行）。,实验设计类试题包括两种题型：实验设计和实验方案评价。,

7、三、实验设计与实验分析题型的解答 （一）实验设计类,1、实验设计型, 明确实验目的及要求, 分析实验原理, 设计实验方案（核心步骤）,实验方案中要注意能体现“单一变量原则”的词语的准确使用，例如“等量”、“等温”、 “生长状况相同”等等。提供的实验材料和用具原则上应全部用上，不可遗漏，除非这道实验题是让你“选择使用”。 其次，这种“三步曲”仅仅是一般的实验，有时在分组前可能有实验材料的预处理，如关于光合作用的实验、关于动物生理的实验等有些需要考虑实验前的预处理。有的实验可能需要对实验结果进行数据处理如统计分析、绘制图表等。,实验设计类试题包括两种题型：实验设计和实验方案评价。,三、实验设计与实

8、验分析题型的解答 （一）实验设计类,1、实验设计型, 明确实验目的及要求, 分析实验原理, 设计实验方案（核心步骤）, 预测实验结果,预测应出现的实验结果（验证性实验）或可能出现的多种实验结果（探索性实验），并科学地加以描述。但是需要注意的是，如果题目要求写最可能的一种结果，则根据所学的知识确定一种即可。,实验设计类试题包括两种题型：实验设计和实验方案评价。,三、实验设计与实验分析题型的解答 （一）实验设计类,1、实验设计型, 明确实验目的及要求, 分析实验原理, 设计实验方案（核心步骤）, 预测实验结果, 得出科学的实验结论,分析实验结果或处理实验数据，肯定或否定假设，从而得出相应的结论。要

9、从实验结果下结论，不可先下结论，再说实验结果，导致因果颠倒。结论往往会和实验目的相呼应。如果实验目的不够明朗，则应加入自己对该实验的理解，尽量利用课本的语言来回答。,实验设计类试题包括两种题型：实验设计和实验方案评价。,三、实验设计与实验分析题型的解答 （一）实验设计类,1、实验设计型,2、实验方案评价型,实验方案评价题与实验设计题关系密切，如果考生有清晰的实验设计思路，解答这类问题并不困难。这类题目的设计思路通常是给考生一个或几个实验方案，这些方案或者不完整或者有几项明显的错误或者让考生自己判断实验设计是否合适。解答此类问题最关键的部分是：依据实验设计的几个原则及相关的知识点分析实验设计方案

10、。如是否单因子变量？是否有对照？样本量设置是否合理？实验处理是否合理？分析推理是否严谨科学等。,实验设计类试题包括两种题型：实验设计和实验方案评价。,三、实验设计与实验分析题型的解答 （一）实验设计类,1、实验设计型,2、实验方案评价型,3、实验设计类试题应对措施-“四步分析法”,第一步：取材分析 第二步：药品与试剂分析 第三步：步骤及操作分析 影响实验结果的主要因素，应重点分析，易出现的问题主要有以下三种情况。 A、漏做某个实验步骤。 B、操作方法错误。 C、操作不严格。 第四步：结果与结论的分析,例1、 研究性学习小组的同学在某电镀厂排水口采集重金属污染液l00OmL。利用以下实验材料和器

11、材设计实验，探究不同浓度重金属污染液对水稻种子萌发和生长的影响。 实验材料和器材：水稻种子：试管：培养皿；纱布：尺子（l00mm)；蒸馏水；恒温光照培养箱，温度设定为28，光强度为200O Lux）；(实验材料和器材的数量不限) 根据给出的实验材料和器材请设计实验方法和步骤预测实验结果并作出分析。 (1)方法和步骤： (2)结果预测和分析：,例题解析,实验类型,实验变量与分组,观测指标,例1实验步骤： 用蒸馏水将重金属污染液逐级稀释10、102、103、104倍（稀释过程中pH值的变化可不作考虑），获得4种不同浓度的污染液； 挑选籽粒饱满、大小一致的水稻种子250粒，随机分成5组，50粒组；

12、取5只培养皿，垫上纱布；其中4只培养皿中按照从小到大的顺序加人等体积的不同浓度重金属污染液（浸润纱布即可），另1只培养皿加人等体积的蒸馏水作为对照；并标号1、2、3、4、5。 在每只培养皿的纱布上，均匀放置50粒水稻种子； 将5只培养皿置于恒温光照培养箱培养；每天实验组补充等量的相应浓度重金属污染液，对照组补充等体积的蒸馏水，以保持纱布的湿润； 1周后统计各组的发芽率；用尺子测量幼苗株高（或根长），计算其平均值。,例题解析,例题解析,例1 结果预测和分析： 不同浓度的重金属污染液对水稻种子的萌发均有抑制作用，随着浓度的增加，萌发率逐渐降低；不同浓度的重金属污染液对水稻幼苗的生长均有抑制作用，随

13、着浓度的增加，株高（或根长）逐渐降低。不同浓度的重金属污染液对水稻种子的萌发均有抑制作用,例题解析,例2、为证实“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料”，某同学制订了下列实验方案： (1)实验目的(略)(2)实验材料和用具(略)(3)实验方法和步骤用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气。将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有红色安全灯。饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使其充分进行光合作用。取一叶片，放人盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿中，用碘液，检测有无葡萄

14、糖的特异颜色反应出现。该实验方案有几项明显错误，请指出错误并改正。,有无对照?,预处理是否科学?,原理是否正确?,例题解析,例2 参考答案:,(1)实验步骤中暗室内用“红色安全灯”是错误的，应改为绿色安全灯(此项不改，仅在对照中提到也给分)；(2)实验步骤中的“葡萄糖”是错误的，改为淀粉；(3)未设对照。对照的作法是：a装置同题干中的步骤，但玻璃罩内用同一种生长状况相同的另一株植物代替题干中的植物；用一杯清水代替NaOH溶液。b将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有绿色安全灯。c重复题干中的步骤、。d重复改正后的题干中的步骤。,例题解析,例3 同学甲从一本植物生理学中查到“幼嫩叶片可产生生长素，生长素可阻止叶柄脱落”的结论。于是他设计了一个实验，想证实该结论。他设计的实验步骤为： 第一步：取一盆生长状况良好的植物，去掉幼叶的叶片（如图所示）； 第二步：观察幼叶叶柄的脱落情