生物實驗設計的基本方法

1、設計實驗方法設計實驗方法 說說 明明 確定實驗目的確定實驗目的 實驗的最終目的，要實驗的最終目的，要探究什么，論證說明，說明什么探究什么，論證說明，說明什么？提出假設和預期提出假設和預期 就是你設想的這個科學事實應該是一個什么就是你設想的這個科學事實應該是一個什么過程過程？最后？最后應該得出什么樣的應該得出什么樣的結(jié)論。結(jié)論。分析實驗原理分析實驗原理 即即實驗依據(jù)實驗依據(jù)，為完成實驗得出實驗結(jié)論而應用的科學理，為完成實驗得出實驗結(jié)論而應用的科學理論知識（論知識（源于學習過的基本概念、原理、規(guī)律等源于學習過的基本概念、原理、規(guī)律等）。）。 確定實驗思路確定實驗思路 根據(jù)根據(jù)實驗目的、原理而進行的

2、思維過程，實驗目的、原理而進行的思維過程，構(gòu)建實驗設計構(gòu)建實驗設計基本框架，基本框架，是實驗設計的藍圖。是實驗設計的藍圖。 設計實驗步驟設計實驗步驟 有了思路，具體是怎樣操作問題，有了思路，具體是怎樣操作問題，設計步驟時，要遵循設計步驟時，要遵循實驗設計原則，實驗設計原則，一定要充分利用題目所給條件，并思考一定要充分利用題目所給條件，并思考這些條件起什么作用和怎樣運用。這些條件起什么作用和怎樣運用。 根據(jù)觀察到的現(xiàn)象或根據(jù)觀察到的現(xiàn)象或數(shù)據(jù)結(jié)果，進行預測數(shù)據(jù)結(jié)果，進行預測和分析，得出正確結(jié)和分析，得出正確結(jié)論。論。 觀察現(xiàn)象、處理數(shù)據(jù)，進行結(jié)果的預測與分析是實驗設觀察現(xiàn)象、處理數(shù)據(jù)，進行結(jié)果的

3、預測與分析是實驗設計的終結(jié)，計的終結(jié)，有畫龍點睛的作用。預測要全面，考慮多方有畫龍點睛的作用。預測要全面，考慮多方面的可能性，分析要科學、實事求是應具說服力。面的可能性，分析要科學、實事求是應具說服力。 （一）生物實驗設計的主要原則（一）生物實驗設計的主要原則 1 1對照性原則：對照性原則：空白對照空白對照（即不給對照組以任何處理因素）、（即不給對照組以任何處理因素）、 條件對照條件對照（給對照組以部分實驗因素，但不是要研（給對照組以部分實驗因素，但不是要研究的處理因素）究的處理因素） 自身對照自身對照（實驗和對照都在同一研究對象上進行，（實驗和對照都在同一研究對象上進行，可以是不同時間或部位

4、）可以是不同時間或部位） 相互對照原則相互對照原則（不單獨設對照組，而是幾個實驗組（不單獨設對照組，而是幾個實驗組相互對照）等。相互對照）等。 探究人的運動量與肌肉細胞中線粒體數(shù)量的關系探究人的運動量與肌肉細胞中線粒體數(shù)量的關系探究光照強度與光合作用速率的關系探究光照強度與光合作用速率的關系比較過氧化氫在不同條件下的分解速度比較過氧化氫在不同條件下的分解速度驗證植物的光合作用必須在有光的條件下進行驗證植物的光合作用必須在有光的條件下進行空白對照空白對照 自身對照自身對照條件對照相互對照自身對照1、審題（從題干獲取、審題（從題干獲取有用有用信息）信息）（1 1）. .提出問題提出問題明確實驗目的

5、明確實驗目的（靈魂）（靈魂） 明確到底要解決什么問題，實驗目的和要求；分清題型，明確到底要解決什么問題，實驗目的和要求；分清題型，是是驗證性實驗驗證性實驗還是還是探索性實驗探索性實驗。（2）.搞清實驗原理搞清實驗原理（關鍵）（關鍵） 根據(jù)所學相應實驗實驗原理，提出適合本實驗實驗原理；根據(jù)所學相應實驗實驗原理，提出適合本實驗實驗原理；或是認真閱讀題干（有時在題前敘述，有時隱藏在實驗結(jié)果描或是認真閱讀題干（有時在題前敘述，有時隱藏在實驗結(jié)果描述中）找出相應實驗原理；更多的時候是二者結(jié)合分析出。述中）找出相應實驗原理；更多的時候是二者結(jié)合分析出。（3）.找出實驗材料找出實驗材料（定位）（定位） 題目

6、通常給的實驗材料，或你經(jīng)分析可能想到能材料。題目通常給的實驗材料，或你經(jīng)分析可能想到能材料。（二）生物實驗設計的（二）生物實驗設計的注意的問題注意的問題做什么？做什么？怎么做？怎么做？用什么做？用什么做？（從題干獲?。◤念}干獲取有用有用信息）信息）（4）抓住三個抓住三個“量量”即即自變量、無關變量、因變量自變量、無關變量、因變量解決三個問題：解決三個問題： 、自變量怎樣、自變量怎樣設定設定？可人為改變的因素？可人為改變的因素 、無關變量怎樣、無關變量怎樣控制控制？可影響因變量？可影響因變量 、因變量怎樣、因變量怎樣檢測檢測？ 隨著自變量的變化而隨著自變量的變化而變化的因素變化的因素例如：探究溫

7、度對植物結(jié)實率的影響例如：探究溫度對植物結(jié)實率的影響2、提出假設、提出假設首先要明確首先要明確：實驗是：實驗是驗證性實驗驗證性實驗還是還是探究性實驗探究性實驗。 驗證性實驗：驗證性實驗：結(jié)論已經(jīng)給出結(jié)論已經(jīng)給出，只要充分的實驗，只要充分的實驗事實，加以證明結(jié)論的正確性事實，加以證明結(jié)論的正確性。 探究性實驗：探究性實驗：結(jié)論未知結(jié)論未知，要經(jīng)過實驗去找尋，要經(jīng)過實驗去找尋可能的情況。（最能體現(xiàn)學生的創(chuàng)造性）可能的情況。（最能體現(xiàn)學生的創(chuàng)造性）某同學進行探究實驗如下，請回答有關問題：通常某同學進行探究實驗如下，請回答有關問題：通常情況下，正常人的尿液中沒有葡萄糖。當一次食用情況下，正常人的尿液中

8、沒有葡萄糖。當一次食用大量糖時，尿液中大量糖時，尿液中是否是否有葡萄糖存在有葡萄糖存在? 通常情況下，正常人的尿液中沒有葡萄糖。研通常情況下，正常人的尿液中沒有葡萄糖。研究發(fā)現(xiàn)當一次食用大量糖時，尿液就會出現(xiàn)葡究發(fā)現(xiàn)當一次食用大量糖時，尿液就會出現(xiàn)葡萄糖，萄糖， 請請驗證這一結(jié)論驗證這一結(jié)論3、設計實驗步驟、設計實驗步驟a：材料是否要制取或處理（注意對照實驗）。：材料是否要制取或處理（注意對照實驗）。b：所用器材是否要分組編號：所用器材是否要分組編號 。 c：對不同：對不同(或同一或同一)對象施加不同的處理。對象施加不同的處理。d：結(jié)果觀察：結(jié)果觀察(預測預測)、記錄，并根據(jù)結(jié)果、記錄，并根據(jù)

9、結(jié)果(現(xiàn)象現(xiàn)象)進行進行分析。分析。注意：注意： 題目給出的試劑和材料要充分運用。題目給出的試劑和材料要充分運用。 除非題中條件允許，一般不能隨意添加。除非題中條件允許，一般不能隨意添加。項目項目試管試管123淀粉溶液淀粉溶液2ml2ml2ml溫度溫度37 溫水溫水沸水沸水冰水冰水稀釋的淀粉酶稀釋的淀粉酶溶液溶液2滴滴2滴滴2滴滴碘液碘液滴滴滴滴滴滴結(jié)果現(xiàn)象結(jié)果現(xiàn)象為驗證在不同溫度下酶的活性不同，設計了如下實驗為驗證在不同溫度下酶的活性不同，設計了如下實驗 指出該實驗的自變量，因變量，和無關變量指出該實驗的自變量，因變量，和無關變量步驟換到步驟步驟換到步驟 之前可以嗎？之前可以嗎？不行不行步驟

10、換到步驟步驟換到步驟 之前可以嗎？之前可以嗎？可以可以酶的活性酶的活性溫度溫度物質(zhì)的濃度，體積，物質(zhì)的濃度，體積，ph值值4、記錄實驗現(xiàn)象及其相應數(shù)據(jù)、記錄實驗現(xiàn)象及其相應數(shù)據(jù)要客觀、詳實要客觀、詳實通常文字、圖表或曲線等表現(xiàn)設計記錄表設計記錄表 注意：表格要有題目；注意：表格要有題目； 表格設計要科學；表格設計要科學；繪圖繪圖 注意：注意： 用筆（用鉛筆繪圖）；用筆（用鉛筆繪圖）； 建立坐建立坐 標（標（橫縱坐標的含義單位和數(shù)橫縱坐標的含義單位和數(shù)值值）；）； 兩條以上曲線要作出標注兩條以上曲線要作出標注狂犬病是由狂犬病病毒引起，就目前而言，注射狂犬狂犬病是由狂犬病病毒引起，就目前而言，注射

11、狂犬疫苗是預防狂犬病的有效途徑，要研制疫苗必須知道疫苗是預防狂犬病的有效途徑，要研制疫苗必須知道其大分子組成，請?zhí)骄科湮镔|(zhì)組成其大分子組成，請?zhí)骄科湮镔|(zhì)組成實驗原理：實驗原理：rnarna溶液遇吡羅紅顯紅色，溶液遇吡羅紅顯紅色，dnadna溶液遇溶液遇 顯綠色蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑反應生成顯綠色蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑反應生成 物物質(zhì)質(zhì)實驗步驟：用三支潔凈的試管分別取實驗步驟：用三支潔凈的試管分別取等量等量的含有的含有狂犬病病毒的溶液：狂犬病病毒的溶液： 向向a a試管加入試管加入適量適量的甲基綠染的甲基綠染液：向液：向b b試管加入試管加入等量等量的吡羅紅染液：向的吡羅紅染液：向c c試管試管 雙縮脲

12、試劑雙縮脲試劑 甲基綠染液甲基綠染液 吡羅紅染液吡羅紅染液現(xiàn)象現(xiàn)象紫色紫色不變色不變色不變色不變色成分成分存在蛋白質(zhì)存在蛋白質(zhì) 不存在不存在rnarna不存在不存在rnarna設計一個表格并記錄實驗結(jié)果設計一個表格并記錄實驗結(jié)果5、預測結(jié)果及分析結(jié)論、預測結(jié)果及分析結(jié)論首先要首先要分清，分清，驗證性實驗驗證性實驗還是還是探究性實驗探究性實驗。 驗證性實驗，假設既定，那么結(jié)果的預測應該與驗證性實驗，假設既定，那么結(jié)果的預測應該與實驗的假設相一致。實驗的假設相一致。 探究性實驗，就需要對結(jié)果進行分類討論（變探究性實驗，就需要對結(jié)果進行分類討論（變大、變小還是不變，判斷標準與對照實驗結(jié)果進行大、變小

13、還是不變，判斷標準與對照實驗結(jié)果進行比較），討論時比較），討論時充分注意各種情況的可能性。充分注意各種情況的可能性。華北地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)蘋果小葉病，有人認為是土壤中缺鋅引起，華北地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)蘋果小葉病，有人認為是土壤中缺鋅引起，有人認為是缺鎂，請有人認為是缺鎂，請?zhí)骄刻骄可厦娴牟聹y哪一個正確上面的猜測哪一個正確方步步驟方步步驟 首先配置完全培養(yǎng)液，缺鋅培養(yǎng)液和首先配置完全培養(yǎng)液，缺鋅培養(yǎng)液和 培養(yǎng)液，分培養(yǎng)液，分別放入三個培養(yǎng)缸，別放入三個培養(yǎng)缸，編號編號a b ca b c 放在放在適宜適宜的條件下培養(yǎng)的條件下培養(yǎng)一段時間一段時間 結(jié)果預測和分析結(jié)果預測和分析2 2、實驗、實驗步驟分步描述并加以

14、編號（一般不宜連續(xù)描述）步驟分步描述并加以編號（一般不宜連續(xù)描述） 1 1、實驗組別編號描述實驗組別編號描述如：凡實驗中涉及到兩組或兩組以上，所用器材如：凡實驗中涉及到兩組或兩組以上，所用器材需用需用1、2、3或或a、b、c或甲、乙、或甲、乙、丙丙等加以編號便于區(qū)分。等加以編號便于區(qū)分。如：第一步如：第一步。第二步第二步。如：如：1、。2、。步驟書寫：步驟書寫：3 3、在量上難以做到準確的量化描述，應盡可能用在量上難以做到準確的量化描述，應盡可能用“定性定性”的語言表達。的語言表達。 如：如：“一段時間一段時間”、“適宜的溫適宜的溫度度”、“適量的適量的”、“一定量的一定量的”等。等。 4 4、敘說中盡量要用規(guī)范的實驗術語，不能用含糊的口語，敘說中盡量要用規(guī)范的實驗術語，不能用含糊的口語，如：如： “等量的等量的”不宜說成不宜說成“一樣多的一樣多的”；“振蕩振蕩”不宜說成不宜說成“晃動晃動”“”“搖動搖動”等等。等等?！安蛔兯{不變藍”不等于不等于“無色無