剖析典型多因子实验培养实验设计分析能力

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1、剖析典型多因子实验培养实验设计分析能力姜良树（江苏省姜堰市第二中学江苏姜堰225500）摘要典型的能力要求较高的多因子实验题的剖析对学生设计实验能力的提高有很大的帮助，能促进科学思维的形成和发展。在多因子实验设计吋先分成多个单因子实验单独设计，然示再进行有机组合，这样难度会明显降低、思路更清晰。在对多个因了变化的实验结呆分析吋，要保持其它因素不变均相同，单独观察一种因子的变化对实验结果的影响，这样能排除干扰，分析结果才会更准确。关键词多因了实验单因子能力设计分析《普通高小生物课程标准》屮针对学生实验能力要求提出：初步学会生物科学探究的一般方

2、法，具有较强的牛•物实验的基本操作技能、搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力。也就是要求学生能使川恰当的方法验证简单的生物学事实，并对结果进行解释和分析⑴，包括两方面的内容：一是能够设计简单的实验，验证简单的生物学事实；二是能对实验现象、实验结果作岀正确的解释和分析⑵。通过采用恰切的教学方法组织开展探究性实验来培养学生思维能力是新课程改革的特色Z—。整个高屮阶段的实验除研究性课题外实验设计的考查对学生的能力要求最高，除要具备一定的知识基础外，还需要具有一定的创造能力。通过考查学牛对实验原理、实验数据、实验现象和实验结论等内容的分析、归纳和

3、总结，來考查理解能力、分析能力、综合能力、收集处理信息能力、逻辑思维能力、语言文字表达能力等综合索质⑶。典型的能力要求较高的多因子实验题的剖析对学纶设计实验能力的提高有很大的帮助，能促进科学思维的形成和发展。一般的实验设计中，我们要遵循单因了变量原则，即在实验设计中，要保证处理实验对象的自变量只冇一个，而其他无关变量都应当始终保持相同，这样的实验称为单因子实验。如：为了证明土壤中的微生物能分解农药必须将土壤分为两等份，装入两个大小相同的容器，一个高温灭菌，一个不做处理，造成一个容器中的土壤中无生活的微生物，一个容器中的土壤小有生活的微生物。

4、然后进行实验，才能说明问题，这就是设査对照原则。在进行此实验时，讣两个容器中的土壤在一切其他条件都相同的情况下进行实验，唯独不同的只是一个容器小的土壤小有微生物，一个容器中的土壤中无微住物，有无微生物就成了这一实验的单因子变量。这就是单因子变量原则。在有些实验小，人们也可以同时考察两个或多个白变量对实验对象的影响，这样的实验称为多因子实验。多因子实验都是以单因子实验为基础的,实际上一个多因子实验包含着-•系列单因子实验。在多因子实验的实验设计中，往往有多个实验组，有的实验组是探究这个白变量的，有的实验组是探究那个白变量的。在实验结果屮，我们

5、先对实验结果中由某一自变量引起的结果分析，再逐个对其它自变屋引起的结果分析,最后对多个自变量引起的结果进行综合分析⑷。例如：高屮牛物学《分子与细胞》中“比较过氧化氢在不同条件下的分解的实验中”，设宜4只盛有过氧化氢溶液的试管，1号试管放在常温下、2号试管放在90C高温下；3号试管中放入过氧化氢酶、4号试管放入氯化铁溶液。这是一个双因子实验，但这个实验可以分为两个单因子实验，即1号和2号是探究温度这个白变量的实验，1号、3号和4号是探究催化剂这个日变量的实验。分析两个单因子实验的结果，可以得出一•个综合的双因子实验的结论。下面我们从实验设计和

6、实验结果分析两方面来剖析,探究如何帮助学生提高实验的分析能力、设计实验能力？1.分别设计冇机组合多因子实验的设计要将多个自变虽分开，分成多个单因了实验单独设计，然后再进行冇机组合，这样难度会明显降低、思路会更清晰，以下以一道两个实验变量的实验设计题來说明。酵母菌在氧气充足条件下不能进行酒精发酵，有同学认为是氧气抑制了酵母菌无氧呼吸，也有同学认为是有氧呼吸产牛的ATP抑制了酵母菌无氧呼吸。请设计实验探究酵母菌在氧气充足条件卞不能进行无氧呼吸的原因。供选的实验试剂和用品：锥形瓶、酵母菌细胞（试剂1）、质量分数5%的葡萄糖溶液、酵母菌破碎后经离心

7、处理得到的只含有酵母菌细胞质基质的上清液（试剂2）和只含有酵母菌细胞器的沉淀物（试剂3）、ATP溶液、蒸懈水、橡皮管夹若干、其他常用器材和试剂。完成下列实验步骤：（1）取锥形瓶等连接成如下装置三套，依次编号为A、B、C三纟R。1号瓶锥形瓶屮都加质量分数为10%的NaOH溶液，3号锥形瓶瓶中都加澄清的石灰水。接橡皮球（或气泵）橡胶管组的锥形瓶2中加入;B澄清的石灰水质鼠分数为10%的NaOH溶液（2）A纟R的锥形瓶2中加入;C组的锥形瓶2屮加入o（3）A、B、C三纟R装置均先持续通入氮气5min,去除锥形瓶屮的氧气，再将A、B、C三组装置分别

8、作如下处理：A组,B组,C纽.o（4）将三套装置放在温度适宜（25〜35°C）的相同条件F培养相同时间（8—10h）o本题是一道难度系数较高的多因子实验的设计补充题，学生耍分别在