实验设计的基本原则导与学

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1、[导与学197]1．实验设计的基本原则：(1)科学性原则(2)单因子变量原则(3)对照性原则实验是人为控制条件下研究事物(对象)的一种科学方法；是依据假设，在人为条件下对实验变量的变化和结果进行捕获、解释的科学方法。在实验设计中必须有充分的科学依据。从不同角度全面地分析问题就是科学性的基本原则。分析问题、设计实验的全面性和科学性体现了逻辑思维的严密性。(2)单因子变量原则实验变量。或称自变量。指实验假设中涉及的给定的研究因素。反应变量，或称囚变量，指实验变量所引起产生的结果或结论。而其他对反应变量有影响的因素称之为无关变量，观察其对实验结果的影响。(3)

2、对照性原则实验中的无关变量很多．必须严格控制，要平衡和消除无关变量对实验结果的影响。对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法，设置对照组有4种方法：①空白对照。即不给对照组做任何处理；②条件对照，即虽给对照组施以部分实验因素。但不是所研究的实验处理因素；③自身对照。指对照组和实验组都在同一研究对象上进行；④相互对照．不单独设置对照组。而是几个实验相互为对照。根据实验目的要求，凡是涉及确定变化因素之间的因果关系的实验中，一般都需要设计对照组实验。2．实验设计的思路和方法(1)实验设计的思路首先，应认真研究实验课题，依据科学的实验思维方法，找出其中的实验变

3、量和反应变量。理解题目已知条件所隐含的意义。其次，充分利用所给器材和试剂，构思实验变量的控制方法和实验结果的捕获方法。一般情况下，题目中所指定的器材、试剂，任何一种都应在实验的相关步骤中出现，避免遗漏或自行增加某种器材或试剂。其三，最后再选择适宜的实验材料(实验对象)，在注意实验步骤关联性的前提下表述实验步骤，并从不同的角度分析实验结果。实验步骤的关联性需要考虑步骤排列的顺序性和实验主体(生物个体、器官、组织、细胞等)活性的维持；更高层次的关联，是认识探究过程的关联和递进，不断地淘汰、修正、检验假设，最终接近正确结论。这也是实验科学最基本的原则和要求。(

4、2)实验设计的方法一份完整的实验设计方案，应该包括：实验课题，实验目的。实验原理，实验对象，实验条件，实验材料、用具和装置，实验步骤，实现现象，实验结果的假设和预期，实验结果的分析和讨论。因此在实验设计中可以从以下几个方面去考虑：①明确把握实验目的，即需要验证的生物学事实；②严格遵守实验原理，实验所依据的科学原理，涉及到的生物学及相关学科的方法和原理；③恰当选择实验对象，选择最能体现此生物学事实的具体对象。如细胞、组织、器官或生物个体；④细心注意对实验条件、材料用具和装置的理化条件和生物学方法处理后，认真研究实验装置设计的严密性和合理性；⑤合理设计实验步

5、骤，要注意实验步骤的关联性和延续性．实验操作的程序性；⑥精心设置对照组实验，控制和消除无关变量对实验结果的影响；⑦提出假设条件．预测结果，假设是对可见现象作出可以检测的解释，假设的成立与否依赖证据(预测结果符合事实或实现则假设成立；反之则假设不成立)；⑧仔细观察实验现象，详细记录实验结果，只考虑单一实验变量对结果的影响；⑨认真分析原因，全面讨论结果，无论实验成功与否都要分析原因，对实验要进行多角度、全方位的分析讨论。3．实验分析的基本思路实验分析是以实验为背景，通过图、文、表等多种形式来表达实验情境．要求学生通过对实验现象的观察、实验结果的解读、实验过程

6、和结果的分析，实验结果和现象的推测和预期等，归纳实验结论，着重考查学生科学思维能力。要解决好这一类问题要注意以下方面：(1)要理清实验的设计思路，弄清实验研究的单一变量是什么及实验组和对照组的单一变的不同所造成的实验结果的差别。(2)要搞清图、文、表、曲线所表达的实验情境及所给出的实验条件和结果。(3)要认真观察实验现象，正确读取实验结果。(4)要对实验结果、过程做好正确的推测和预期。[中学生物学035]R型肺炎双球菌菌体无多糖类的荚膜，是无毒性细胞；S型肺炎双球菌菌体有多糖类的荚膜，是有毒性细胞，可使人患肺炎或使小鼠患败血症。科学家艾弗里及其同事利用肺

7、炎双球菌来探究什么是遗传物质的问题。实验材料、用具：S型细菌、R型细菌、DNA水解酶、培养基、培养皿等。艾弗里等人先做了以下三组实验：①S型细菌的蛋白质+R型活细菌R型菌落②S型细菌荚膜的多糖+R型活细菌R型菌落③S型细菌的DNA+R型活细菌S型菌落(1)艾弗里等人后来发现上述实验步骤并不严密，于是又做了第四组实验，请按照①②③中表达式写出第四组实验方法和结果：④。(2)从上述实验可以得出的结论是(3)从③④组实验可知，S型细菌的DNA或基因能否通过R型细菌的细胞膜?。(4)有人认为，上述四组实验并不能说明蛋白质和多糖不是遗传物质，理由是[试题解答](1

8、)DNA水解酶+S型细菌的DNA+R型活细菌R型菌落(2)DNA是遗传物质(3)