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1、歡 迎 各 位 專 家 蒞 臨 指 導(dǎo)！,專題六 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)分析,蚌埠二中生物教研組 徐學(xué)偉,一、考核目標(biāo)與要求,能獨(dú)立完成“生物知識內(nèi)容表”所列的生物實(shí)驗(yàn)，包括理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、方法和操作步驟，掌握相關(guān)的操作技能，并能將這些實(shí)驗(yàn)涉及的方法和技能進(jìn)行綜合運(yùn)用。 具備驗(yàn)證簡單生物學(xué)事實(shí)的能力，并能對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理。 具有對一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力，包括運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)與調(diào)查、假說演繹、建立模型與系統(tǒng)分析等科學(xué)研究方法。 能對一些簡單的實(shí)驗(yàn)方案做出恰當(dāng)?shù)脑u價和修訂。,二、解決實(shí)驗(yàn)問題必備的理論基礎(chǔ) -實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則,1、對照性原則：,所謂對照實(shí)驗(yàn)是指有一個關(guān)鍵

2、條件不同，而其他實(shí)驗(yàn)條件都相同的情況下所進(jìn)行的一組實(shí)驗(yàn)，,在實(shí)驗(yàn)中，為了排除無關(guān)條件的干擾，常常要設(shè)立對照實(shí)驗(yàn)。以此了解條件與結(jié)果之間的關(guān)系，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可靠性。,如何設(shè)置與區(qū)分？ 實(shí)驗(yàn)組-接受實(shí)驗(yàn)變量處理的對象組；實(shí)驗(yàn)組的結(jié)果是之前不知道的，只有通過實(shí)驗(yàn)才能知道。 對照組-對實(shí)驗(yàn)假設(shè)而言，不接受實(shí)驗(yàn)變量處理的對象組。 （對照組的結(jié)果是已知的，不用實(shí)驗(yàn)就知道的常識）,2、單一因子變量原則,單一因子變量原則是處理實(shí)驗(yàn)中的復(fù)雜關(guān)系的準(zhǔn)則之一. 即控制其他因素不變而只改變其中某一變量，觀察其對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響.,1、對照性原則：,二、解決實(shí)驗(yàn)問題必備的理論基礎(chǔ) -實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則,單一因子變量原

3、則一般通過等量原則加以體現(xiàn).,便于對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分析，又增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度和說服力。,除上述原則之外,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中還要注意科學(xué)性原則、平行重復(fù)原則、隨機(jī)性原則、可操作性原則、安全性原則等。,1、對照性原則：,2、單一因子變量原則,二、解決實(shí)驗(yàn)問題必備的理論基礎(chǔ) -實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則,實(shí)驗(yàn)變量與反應(yīng)變量 實(shí)驗(yàn)變量，也稱為自變量，指實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)者操縱的因素或條件。反應(yīng)變量也稱為因變量，指實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)變量引起的變化和結(jié)果。通常實(shí)驗(yàn)變量是原因，反應(yīng)變量是結(jié)果，二者具有因果關(guān)系。 無關(guān)變量與額外變量 無關(guān)變量也稱為控制變量，指實(shí)驗(yàn)中除了實(shí)驗(yàn)變量外的影響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素或條件。額外變量也稱

4、為干擾變量，指實(shí)驗(yàn)中由于無關(guān)變量引起的變化和結(jié)果。,二、解決實(shí)驗(yàn)問題必備的理論基礎(chǔ) -實(shí)驗(yàn)中的變量,1、顯微觀察法：如觀察植物細(xì)胞有絲分裂的實(shí)驗(yàn)，觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)等。 2、示蹤原子法：如噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)，光合作用碳和氧元素的轉(zhuǎn)移途徑實(shí)驗(yàn)等。 3、加減法：如摘除法研究某激素的實(shí)驗(yàn)；飼喂法、注射法研究某激素的作用機(jī)制。 4、雜交實(shí)驗(yàn)法：如孟德爾雜交、測交實(shí)驗(yàn)法等。 5、化學(xué)分析法：如酶的專一性實(shí)驗(yàn)、溫度對酶活性的影響實(shí)驗(yàn)、葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)等。,二、解決實(shí)驗(yàn)問題必備的理論基礎(chǔ) -常規(guī)實(shí)驗(yàn)方法,二、解決實(shí)驗(yàn)問題必備的理論基礎(chǔ) -科學(xué)探究的一般過程,發(fā)現(xiàn)問題,提出假設(shè),設(shè)計(jì)實(shí)

5、驗(yàn) 方 案,實(shí)施實(shí)驗(yàn),假設(shè)成立,假設(shè)不成立,分析實(shí)驗(yàn) 結(jié) 果,得出實(shí)驗(yàn) 結(jié) 論,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類試題包括兩種題型：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)型和實(shí)驗(yàn)方案評價型。,三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)分析題型的解答 （一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類,1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)型, 明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?其意義在于：,A、明確實(shí)驗(yàn)的類型(探究與驗(yàn)證),B、確定實(shí)驗(yàn)變量,C、確定需要觀測的指標(biāo),D、確定實(shí)驗(yàn)分組（取決于定性與定量）,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類試題包括兩種題型：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方案評價。,三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)分析題型的解答 （一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類,1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)型, 明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙? 分析實(shí)驗(yàn)原理,實(shí)驗(yàn)原理是實(shí)驗(yàn)各步進(jìn)行的依據(jù)，在表述實(shí)驗(yàn)原理時，除了要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐?，仔?xì)分析實(shí)驗(yàn)步

6、驟對全面得出實(shí)驗(yàn)原理是十分必要的。,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類試題包括兩種題型：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方案評價。,三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)分析題型的解答 （一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類,1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)型, 明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙? 分析實(shí)驗(yàn)原理, 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案（核心步驟）,三部曲： A、分組。分組必須注意幾個方面：分幾組（取決于定性還是定量實(shí)驗(yàn)，有時取決于問題的要求）；樣本量；編號（有分組就要有編號，便于觀察與分析）；等量原則等。 B、實(shí)驗(yàn)處理。注意：科學(xué)性；可操作性；等量原則（體現(xiàn)單一變量）。 C、觀測實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄。注意觀測指標(biāo)的確定（有時，看似合理的指標(biāo)，實(shí)際不科學(xué)、不可行）。,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類試題包括兩種題型：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方案評價。,

7、三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)分析題型的解答 （一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類,1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)型, 明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙? 分析實(shí)驗(yàn)原理, 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案（核心步驟）,實(shí)驗(yàn)方案中要注意能體現(xiàn)“單一變量原則”的詞語的準(zhǔn)確使用，例如“等量”、“等溫”、 “生長狀況相同”等等。提供的實(shí)驗(yàn)材料和用具原則上應(yīng)全部用上，不可遺漏，除非這道實(shí)驗(yàn)題是讓你“選擇使用”。 其次，這種“三步曲”僅僅是一般的實(shí)驗(yàn)，有時在分組前可能有實(shí)驗(yàn)材料的預(yù)處理，如關(guān)于光合作用的實(shí)驗(yàn)、關(guān)于動物生理的實(shí)驗(yàn)等有些需要考慮實(shí)驗(yàn)前的預(yù)處理。有的實(shí)驗(yàn)可能需要對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理如統(tǒng)計(jì)分析、繪制圖表等。,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類試題包括兩種題型：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方案評價。,三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)

8、驗(yàn)分析題型的解答 （一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類,1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)型, 明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙? 分析實(shí)驗(yàn)原理, 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案（核心步驟）, 預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果,預(yù)測應(yīng)出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果（驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)）或可能出現(xiàn)的多種實(shí)驗(yàn)結(jié)果（探索性實(shí)驗(yàn)），并科學(xué)地加以描述。但是需要注意的是，如果題目要求寫最可能的一種結(jié)果，則根據(jù)所學(xué)的知識確定一種即可。,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類試題包括兩種題型：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方案評價。,三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)分析題型的解答 （一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類,1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)型, 明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙? 分析實(shí)驗(yàn)原理, 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案（核心步驟）, 預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果, 得出科學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果或處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，肯定或否定假設(shè)，從而得出相應(yīng)的結(jié)論。要

9、從實(shí)驗(yàn)結(jié)果下結(jié)論，不可先下結(jié)論，再說實(shí)驗(yàn)結(jié)果，導(dǎo)致因果顛倒。結(jié)論往往會和實(shí)驗(yàn)?zāi)康南嗪魬?yīng)。如果實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟粔蛎骼?，則應(yīng)加入自己對該實(shí)驗(yàn)的理解，盡量利用課本的語言來回答。,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類試題包括兩種題型：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方案評價。,三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)分析題型的解答 （一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類,1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)型,2、實(shí)驗(yàn)方案評價型,實(shí)驗(yàn)方案評價題與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題關(guān)系密切，如果考生有清晰的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，解答這類問題并不困難。這類題目的設(shè)計(jì)思路通常是給考生一個或幾個實(shí)驗(yàn)方案，這些方案或者不完整或者有幾項(xiàng)明顯的錯誤或者讓考生自己判斷實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合適。解答此類問題最關(guān)鍵的部分是：依據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的幾個原則及相關(guān)的知識點(diǎn)分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

10、。如是否單因子變量？是否有對照？樣本量設(shè)置是否合理？實(shí)驗(yàn)處理是否合理？分析推理是否嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)等。,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類試題包括兩種題型：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方案評價。,三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)分析題型的解答 （一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類,1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)型,2、實(shí)驗(yàn)方案評價型,3、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類試題應(yīng)對措施-“四步分析法”,第一步：取材分析 第二步：藥品與試劑分析 第三步：步驟及操作分析 影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要因素，應(yīng)重點(diǎn)分析，易出現(xiàn)的問題主要有以下三種情況。 A、漏做某個實(shí)驗(yàn)步驟。 B、操作方法錯誤。 C、操作不嚴(yán)格。 第四步：結(jié)果與結(jié)論的分析,例1、 研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在某電鍍廠排水口采集重金屬污染液l00OmL。利用以下實(shí)驗(yàn)材料和器

11、材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究不同濃度重金屬污染液對水稻種子萌發(fā)和生長的影響。 實(shí)驗(yàn)材料和器材：水稻種子：試管：培養(yǎng)皿；紗布：尺子（l00mm)；蒸餾水；恒溫光照培養(yǎng)箱，溫度設(shè)定為28，光強(qiáng)度為200O Lux）；(實(shí)驗(yàn)材料和器材的數(shù)量不限) 根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)材料和器材請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法和步驟預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果并作出分析。 (1)方法和步驟： (2)結(jié)果預(yù)測和分析：,例題解析,實(shí)驗(yàn)類型,實(shí)驗(yàn)變量與分組,觀測指標(biāo),例1實(shí)驗(yàn)步驟： 用蒸餾水將重金屬污染液逐級稀釋10、102、103、104倍（稀釋過程中pH值的變化可不作考慮），獲得4種不同濃度的污染液； 挑選籽粒飽滿、大小一致的水稻種子250粒，隨機(jī)分成5組，50粒組；

12、取5只培養(yǎng)皿，墊上紗布；其中4只培養(yǎng)皿中按照從小到大的順序加人等體積的不同濃度重金屬污染液（浸潤紗布即可），另1只培養(yǎng)皿加人等體積的蒸餾水作為對照；并標(biāo)號1、2、3、4、5。 在每只培養(yǎng)皿的紗布上，均勻放置50粒水稻種子； 將5只培養(yǎng)皿置于恒溫光照培養(yǎng)箱培養(yǎng)；每天實(shí)驗(yàn)組補(bǔ)充等量的相應(yīng)濃度重金屬污染液，對照組補(bǔ)充等體積的蒸餾水，以保持紗布的濕潤； 1周后統(tǒng)計(jì)各組的發(fā)芽率；用尺子測量幼苗株高（或根長），計(jì)算其平均值。,例題解析,例題解析,例1 結(jié)果預(yù)測和分析： 不同濃度的重金屬污染液對水稻種子的萌發(fā)均有抑制作用，隨著濃度的增加，萌發(fā)率逐漸降低；不同濃度的重金屬污染液對水稻幼苗的生長均有抑制作用，隨

13、著濃度的增加，株高（或根長）逐漸降低。不同濃度的重金屬污染液對水稻種子的萌發(fā)均有抑制作用,例題解析,例2、為證實(shí)“二氧化碳是光合作用合成有機(jī)物必需的原料”，某同學(xué)制訂了下列實(shí)驗(yàn)方案： (1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?略)(2)實(shí)驗(yàn)材料和用具(略)(3)實(shí)驗(yàn)方法和步驟用一適當(dāng)大小的玻璃罩罩住一株生長正常的盆栽綠色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏氣。將上述植物及裝置放在暗室中饑餓，消耗掉葉片內(nèi)貯藏的有機(jī)物。暗室內(nèi)裝有紅色安全燈。饑餓一定時間后，自暗室中取出，照光若干小時，使其充分進(jìn)行光合作用。取一葉片，放人盛有酒精的燒杯中，水浴加熱，使葉綠素溶于酒精中。將已脫綠的葉片取出，平鋪在一個培養(yǎng)皿中，用碘液，檢測有無葡萄

14、糖的特異顏色反應(yīng)出現(xiàn)。該實(shí)驗(yàn)方案有幾項(xiàng)明顯錯誤，請指出錯誤并改正。,有無對照?,預(yù)處理是否科學(xué)?,原理是否正確?,例題解析,例2 參考答案:,(1)實(shí)驗(yàn)步驟中暗室內(nèi)用“紅色安全燈”是錯誤的，應(yīng)改為綠色安全燈(此項(xiàng)不改，僅在對照中提到也給分)；(2)實(shí)驗(yàn)步驟中的“葡萄糖”是錯誤的，改為淀粉；(3)未設(shè)對照。對照的作法是：a裝置同題干中的步驟，但玻璃罩內(nèi)用同一種生長狀況相同的另一株植物代替題干中的植物；用一杯清水代替NaOH溶液。b將上述植物及裝置放在暗室中饑餓，消耗掉葉片內(nèi)貯藏的有機(jī)物。暗室內(nèi)裝有綠色安全燈。c重復(fù)題干中的步驟、。d重復(fù)改正后的題干中的步驟。,例題解析,例3 同學(xué)甲從一本植物生理學(xué)中查到“幼嫩葉片可產(chǎn)生生長素，生長素可阻止葉柄脫落”的結(jié)論。于是他設(shè)計(jì)了一個實(shí)驗(yàn)，想證實(shí)該結(jié)論。他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟為： 第一步：取一盆生長狀況良好的植物，去掉幼葉的葉片（如圖所示）； 第二步：觀察幼葉葉柄的脫落情