實驗設(shè)計與評價教學(xué)課件

實驗設(shè)計與評價服從真理，就能征服一切事物實驗設(shè)計與評價實驗設(shè)計與評價服從真理，就能征服一切事物實驗設(shè)計與評價磁灶中學(xué)葉世茂專題復(fù)習(xí)祝你學(xué)習(xí)愉快《考試說明》對實驗與探究能力要求能獨立完成“生物知識內(nèi)容表”所列實驗（16個）驗證簡單生物學(xué)事實，并對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行解釋、分析和處理（驗證性實驗）具有一些生物學(xué)問題進行初步探究的能力，能用恰當?shù)目茖W(xué)研究方法進行研究（探究實驗》能對實驗方案作出恰當?shù)脑u價和修訂（實驗評價）控制變量施加實驗現(xiàn)象實驗組：對照組：不施加保持原樣實驗變量反應(yīng)變量無關(guān)變量對照科學(xué)結(jié)論分析操控實驗變量控制無關(guān)變量檢測反應(yīng)變量相同

實驗組：就是接受實驗變量、非自然條件下、試驗結(jié)果未知的對象組，也就是接受實驗變量或處理以后，需要知道會產(chǎn)生什么實驗現(xiàn)象的組。

對照組：用于比較的參照組和基準組，一般把自然的、已知的、及未接受實驗變量的組作為對照組，若均接受處理或?qū)嶒炞兞康挠卸嘟M，那么就互為對照組。（一）實驗分組

有的實驗沒有對照組，而是以理論現(xiàn)象或數(shù)據(jù)作為對照。例如：驗證性試驗豆?jié){中若有蛋白質(zhì)，遇雙縮脲試劑會出現(xiàn)紫色，若無紫色出現(xiàn)，則沒有蛋白質(zhì)。又如：“葉綠體色素的提取和分離”實驗，目的是提取和分離色素，也沒有設(shè)對照組

1、自變量（實驗變量）：是實驗中人為控制、與對照相比所不同的因素。例如探究唾液淀粉酶對淀粉的分解作用，加入的唾液淀粉酶就是自變量。（對照組加蒸餾水）2、因變量（反應(yīng)變量)，由于自變量（實驗變量）而引起的變化和結(jié)果。例如往試管中加入碘液，溶液不變藍就是反應(yīng)變量。（對照組變藍）注：自變量和因變量是前因后果的關(guān)系。（二）變量的類型3、無關(guān)變量（控制變量），指自變量以外會影響試驗結(jié)果的干擾因素，是在實驗中需要控制并且要減少或消除其對實驗造成影響的因素。例如：探究“光照強度與光合作用強度的關(guān)系”時；光照強度是自變量，CO2的吸收量是因變量；而

等因素屬于無關(guān)變量。

溫度、CO2濃度、水、礦質(zhì)元素（三）控制變量中遵循4大原則科學(xué)性原則單一變量原則（等量原則）對照原則平行重復(fù)性原則1、科學(xué)性原則

科學(xué)性原則：是指所涉及的實驗方案、實驗原理和實驗藥品的使用等必須正確符合科學(xué)原理。實驗結(jié)果的預(yù)期有科學(xué)依據(jù)。實驗的各個環(huán)節(jié)不能偏離生物學(xué)基本知識和基本原理。鑒定還原糖時斐林試劑甲液和斐林試劑乙液要先混合再使用（現(xiàn)配現(xiàn)用）鑒定蛋白質(zhì)時要先加雙縮脲A液，在加雙縮脲B液例如：2、單一變量原則（等量原則）單一變量原則：實驗過程中除一項因素或處理不同以外，實驗所加試劑的量、所用時間、所處環(huán)境條件等均要相同。例如：在探究PH值對唾液淀粉酶活性的影響時，除各組PH值不同外，其他的實驗條件均要相同。如

等溫度酶濃度加入物質(zhì)的量3、對照原則空白對照相互對照條件對照自身對照對照類型對照性原則：科學(xué)、合理的設(shè)置對照可以使實驗方案簡潔、明了，排除無關(guān)變量的干擾，且使實驗結(jié)論更具有說服力。對照可分為哪些類型呢？

對照的類型：根據(jù)實驗?zāi)康拇_定1.空白對照：如A組加淀粉酶溶液、B組加等量蒸餾水。2.相互對照：探究溫度對淀粉酶活性的影響設(shè)溫度為0℃、37℃、80℃3.自身對照：洋蔥表皮細胞質(zhì)壁分離與復(fù)原試驗。前一步驟的現(xiàn)象是處理后現(xiàn)象的對照。4.條件對照：AB兩組番茄花都去雄，僅A組柱頭涂適宜濃度的生長素溶液，C組不做處理，看哪組能結(jié)果實。正常細胞初始質(zhì)壁分離顯著質(zhì)壁分離觀察植物的質(zhì)壁分離與復(fù)原4、平行重復(fù)性原則平行重復(fù)性原則：是指為了提高實驗的可靠性和成功率，相同處理、多組實驗，其結(jié)果取平均值。例如：在物理學(xué)中測重力加速度、電阻率等時，也要進行多組實驗取平均值。調(diào)查某地蒲公英種群密度時要隨機取多個樣方，取平均值。又如探究性實驗題解析二、實驗設(shè)計案例請根據(jù)以上提供的材料及條件，設(shè)計一實驗探究“低溫降低酶的活性，高溫破壞酶的活性”。例1：現(xiàn)有如下材料：試管、淀粉溶液、唾液淀粉酶溶液、斐林試劑以及溫度控制在0℃、37℃、80℃的3個水浴鍋。1、該實驗的自變量是

；無關(guān)變量有

（列舉2項）2、因變量是

；如何檢測因變量

。3、請繼續(xù)完成以下實驗步驟（1）取3支試管，編號為A、B、C，分別加入2mL的

溶液。（2）（3）溫度溶液PH值、酶量、加入淀粉溶液量溶液是否出現(xiàn)磚紅色沉淀溶液與斐林試劑水浴加熱到60℃-80℃唾液淀粉酶將A、B、C試管分別放入0℃、37℃、80℃的3個水浴鍋中，其他條件適宜且相同；一段時間后，往3支試管各加入等量（約1mL)的淀粉溶液，一段時間后，測定各試管是否出現(xiàn)轉(zhuǎn)紅沉淀。將試管A、C試管放入37℃的水浴鍋中，一段時間后，測定A、B試管是否會出現(xiàn)轉(zhuǎn)紅色沉淀4、實驗結(jié)果預(yù)測：若

則說明假設(shè)成立。第1次試管A無磚紅色沉淀（或磚紅色很淺），B試管出現(xiàn)磚紅色沉淀，C試管無磚紅色沉淀；且第2次A試管出現(xiàn)磚紅色沉淀，而C試管仍無磚紅色沉淀；

三、實驗評價實驗方案的“五看評價法”一看對照無對照有對照自變量設(shè)置是否合理、是否編號是否遵守四大基本原則二看步驟步驟順序是否合理、步驟是否完整具體操作有無違反生物學(xué)原理三看器材五看結(jié)果實驗材料、器材選擇是否得當、合理藥劑選擇、使用方法、用量是否準確四看條件是否需要加熱、攪拌、染色等實驗所需溫度、PH值、光照等條件是否合理實驗結(jié)果驗證的目標是否準確實驗結(jié)果驗證的方法是否得當例2：為了研究人工合成的生長素類似物萘乙酸是否對植物的開花具有影響，有人設(shè)計了以下實驗：取20個水仙鱗莖，隨機分成兩組，一組10個不做任何處理，任其自然生長，作為對照；另一組10個水仙鱗莖均剝?nèi)ゲ糠主[片，露出花芽，并用0.1mg/mL的萘乙酸處理。兩組放在相同溫度和濕度的環(huán)境下培養(yǎng)。實驗組的10個水仙頭除2個死亡外，其他8個分別在6-9天時間內(nèi)開花，平均比對照組早一個月開花。（1）結(jié)論：萘乙酸可以促進水仙提前開花。實驗中有哪些不夠嚴謹?shù)脑O(shè)計會影響實驗結(jié)果的準確性？①對照組也應(yīng)與實驗組一樣剝?nèi)ゲ糠主[片時；②兩組放在相同環(huán)境下培養(yǎng)，其條件不僅是溫度和濕度，還有陽光、pH值等；③水仙的品種和大小應(yīng)當一致。（2）若要得出該結(jié)論，請你重新設(shè)計合理的實驗方案。（1）取20個同一品種、大小一致的水仙鱗莖，隨機分成A、B兩組，每組各10各。(2)A組10個水仙頭均剝?nèi)ゲ糠主[片葉，露出花芽，并用0.1mg/mL的萘乙酸處理；B組10個處理方式除不用萘乙酸處理外，其它均與實驗組相同，作為對照。(3)將A、B兩組放在完全相同環(huán)境下培養(yǎng)。觀察兩組水仙鱗莖開花先后順序。三、課堂作業(yè)1、（2009年理綜全國卷）已知2H2O22H2O

+

O2，可以通過觀察反應(yīng)過程中O2的生成速度（即氣泡從溶液中釋放的速度）來判斷H2O2分解反應(yīng)的速度。請用所給的實驗材料和用具設(shè)計實驗，使其能同時驗證過氧化氫酶具有催化作用和高效性。要求寫出實驗步驟，預(yù)期實驗結(jié)果、得出結(jié)論，并回答問題。實驗材料與用具：適宜濃度的H2O2溶液，蒸餾水、3.5%的FeCl3溶液，0.01%的過氧化氫酶溶液，恒溫水浴鍋，試管。（1）實驗步驟：

①取3支試管分別編號為A、B、C，各加入2mL的H2O2溶液，放入37℃的恒溫水浴鍋中保溫適當時間。②分別向A、B、C3支試管中加入2mL的蒸餾水、FeCl3溶液、0.01%的過氧化氫酶溶液。③觀察各試管釋放氣泡的快慢（2）實驗結(jié)果預(yù)測及結(jié)論：

整個實驗中，不同處理的試管中O2的釋放速度從快到慢依次是

由此得出的結(jié)論是

(3)如果將實驗中的恒溫水浴改為80℃，重做上述實驗，O2釋放速度最快的是

，原因是：

。C、B、A酶具有催化作用和高效性B在80℃下，F(xiàn)eCl3的催化效率最高，而過氧化氫酶因高溫而失去活性。2、為證明“唾液淀粉酶對淀粉有消化作用”，某同學(xué)制訂了下列實驗方案。

(1)實驗?zāi)康?略)

(2)實驗材料和用具(略)(3)實驗方法和步驟：

①取2支試管，編號為A和B，各注入2ｍL漿糊。②用涼開水漱口后，用小燒杯收集唾液。

③向A試管內(nèi)加入2ｍＬ唾液。

④向2支試管中各滴加2滴碘液。

⑤將2支試管振蕩后放在37℃水中恒溫10ｍｉｎ。同時取出2支試管，觀察試管內(nèi)溶液顏色的變化。

(4)結(jié)論：唾液中含有淀粉酶能將淀粉分解成麥芽糖。上述某同學(xué)的實驗設(shè)計是否合理？請指出3點不合理之處，并試著寫出你的實驗設(shè)計思路。

分析

該題型是一種實驗糾錯評價題，體現(xiàn)了《考試說明》中“能對實驗方案作出恰當?shù)脑u價和修訂”該題是對課本實驗四和實驗五的延伸和重要補充。

實驗方法和步驟中的錯誤：第③步應(yīng)在B試管中加入2ｍＬ清水；第④步和第⑤步應(yīng)作對調(diào)，以排除碘液對淀粉分解的影響。結(jié)論錯誤：本實驗只能證明唾液對淀粉的分解作用，但不能證明具體分解后的產(chǎn)物是什么。解析：課堂作業(yè)3、某同學(xué)設(shè)計了一個實驗，研究香蕉在常溫下貯藏過程中乙烯和CO2產(chǎn)生量的變化關(guān)系。⑴材料和器材：剛采摘的成熟度相近的香蕉若干，密閉容器，乙烯合成抑制劑，氣相色譜儀（用于測定乙烯濃度），遠紅外CO2分析儀。⑵方法和步驟：①挑選無破損，形狀、大小、外觀顏色相對一致的香蕉2kg，隨機分成2等份，編號為A、B。②A組不做處理，B組＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

＿。③將A、B兩組香蕉分別置于兩個相同的密閉容器內(nèi)，并放入25℃恒溫箱中。④每隔1小時，分別從兩個容器內(nèi)抽取等量氣體，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

，并記錄數(shù)據(jù)。噴灑一定濃度的乙烯合成抑制劑、其他條件適宜且與A組相同分別測定A、B兩組乙烯和CO2的濃度值⑤每隔3天，重復(fù)步驟③④。所得數(shù)據(jù)處理后得到下圖（圖1、圖2分別表示A、B組實驗結(jié)果）。

⑶從上圖可以看出CO2產(chǎn)生量與乙烯產(chǎn)生量之間的關(guān)系是＿＿＿＿＿＿＿＿，比較圖1和圖2說明：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。⑷在生產(chǎn)實踐中乙烯合成抑制劑有什么用途：______________________。1呈正相關(guān)乙烯抑制劑會抑制CO2的釋放、延遲呼吸峰的到來水果、蔬菜的保鮮1、熟練掌握及準確提取有關(guān)題目背景知識和信息2、把握事物之間的相互聯(lián)系、相互影響的關(guān)系3、根據(jù)事實作出科學(xué)的判斷、歸納、推理等小結(jié)：實驗題解題的基本思路和要求

4、注意語言表達、書寫的科學(xué)性、完整性、條理性和規(guī)范性再見2010年4月7日謝謝你的參與再見2010年4月7日實驗步驟書寫方法（1）第1步是取材、分組編號（2)第2步是對實驗組和對照組進行不同的處理和相同處理；常用語“適量（2mL)……等量；其他條