高中生物实验设计原则和方法省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

生物试验设计 标准和方法第1页一、试验设计标准一、试验设计标准 试验设计标准有：试验设计标准有：科学性标准科学性标准、对对照标准照标准、单一变量标准单一变量标准和和平行重复标准平行重复标准等。等。从做题角度出发，在设计试验时，应从做题角度出发，在设计试验时，应着重注意着重注意单一变量标准单一变量标准和和对照标准对照标准。第2页 单一变量标准即一个试验中只能单一变量标准即一个试验中只能有一个有一个自变量，自变量，即试验过程中欲处即试验过程中欲处理试验原因，其它试验条件各组应理试验原因，其它试验条件各组应该一致，以防止或降低该一致，以防止或降低无关变量无关变量和和额外变量额外变量干扰。干扰。1.1.单一变量标准单一变量标准第3页 比如比如“探究海藻糖是否能够保护组探究海藻糖是否能够保护组织细胞免受低温损伤织细胞免受低温损伤”试验中，试验中，“是否是否添加海藻糖添加海藻糖”为为自变量自变量，其余条件如温，其余条件如温度（低温）、组织细胞量等都是度（低温）、组织细胞量等都是无关变无关变量量，甲、乙两组应保持相同。，甲、乙两组应保持相同。又如又如“验证活细胞细胞膜含有选择验证活细胞细胞膜含有选择透过性透过性”试验中，试验中，“A A、B B两烧杯中不一两烧杯中不一样样pHpH值值”为自变量，烧杯大小、花瓣多为自变量，烧杯大小、花瓣多少等是少等是无关变量无关变量。第4页 除了除了自变量自变量外：外：试验材料试验材料要相同，包含数量、大小、生要相同，包含数量、大小、生理情况等；理情况等；试验器具试验器具要相同，包含材质、大小等；要相同，包含材质、大小等；试验试剂试验试剂要相同，包含种类、成份、浓要相同，包含种类、成份、浓度、体积等；度、体积等；环境条件环境条件要相同且适宜，比如温度、光要相同且适宜，比如温度、光照、照、pHpH等。等。怎样在试验中表达单一变量标准？怎样在试验中表达单一变量标准？第5页 对照标准是设计和实施试验准则之一。对照标准是设计和实施试验准则之一。经过设置试验对照对比，经过设置试验对照对比，排除无关变量影响，排除无关变量影响，增加试验结果可信度和说服力。增加试验结果可信度和说服力。通常，一个试验总是分为通常，一个试验总是分为试验组试验组和和对照组对照组。试验组，是试验组，是接收试验变量处理接收试验变量处理对象组；对象组；对照组，是对照组，是不接收试验变量处理不接收试验变量处理对象组。对象组。2.2.对照标准对照标准第6页至于哪个作为试验组，哪个作为对照组，普至于哪个作为试验组，哪个作为对照组，普通是随机决定。按对照内容和形式上不一样，通是随机决定。按对照内容和形式上不一样，通常有以下对照类型：通常有以下对照类型：（1 1）空白对照：指不做任何处理对象组。）空白对照：指不做任何处理对象组。如如“验证活细胞细胞膜含有选择透过性验证活细胞细胞膜含有选择透过性”试验中，试验中，A组烧杯中加了盐酸，组烧杯中加了盐酸，B组加等量清组加等量清水，水，B组相对组相对A组而言不含组而言不含HCl，B组就是空组就是空白对照。白对照。第7页（2 2）相互对照：指不另设对照组，而是几）相互对照：指不另设对照组，而是几个试验组相互对比对照。个试验组相互对比对照。在等组试验法中，在等组试验法中，大都是利用对照。比如大都是利用对照。比如“探究光照对植物生探究光照对植物生长影响长影响”试验。试验。（3 3）本身对照：指试验与对照在同一对象）本身对照：指试验与对照在同一对象上进行，即不另设对照组。上进行，即不另设对照组。本身对照，方法本身对照，方法简便，关键是要看清楚试验处理前后现象改简便，关键是要看清楚试验处理前后现象改变差异，试验处理前情况为对照组，试验处变差异，试验处理前情况为对照组，试验处理后改变则为试验组。理后改变则为试验组。（4 4）条件对照：指虽给对象施以某种试验）条件对照：指虽给对象施以某种试验处理，但这种处理是作为对照意义。处理，但这种处理是作为对照意义。第8页1、准确把握实验目。实验目是整个实验设计灵魂，全部实验步骤设计都要围绕实验目这个核心进行，所以在进行实验设计前首先要认真分析实验目。经过分析实验目一方面可确定实验变量，为实验条件控制、对照实验设置提供依据；其次可确定实验性质，即实验是“验证性实验”还是“探究性实验”，以便能正确地预期实验结果和结论。二、试验设计程序二、试验设计程序 第9页2 2、细心搞清试验、细心搞清试验要求要求。一个生物学现象证实可经过不一一个生物学现象证实可经过不一样试验来证实，但终究选取何种方案，样试验来证实，但终究选取何种方案，则要依据则要依据题目要求题目要求和和所给材料及用具所给材料及用具来确定，所以在把握试验目标后，要来确定，所以在把握试验目标后，要细心地搞清题目标要求和题中条件，细心地搞清题目标要求和题中条件，尤其是不能随意增减材料尤其是不能随意增减材料，不然尽管，不然尽管试验设计得很完美，但若不合题意，试验设计得很完美，但若不合题意，还是会丢分甚至不得分。还是会丢分甚至不得分。第10页3 3、精心策划、精心策划方法步骤方法步骤。试验方法步骤策划是整个试验设计精华，试验方法步骤策划是整个试验设计精华，是一个好试验设计最富有创意闪光之处，也是一个好试验设计最富有创意闪光之处，也是搞好试验设计关键所在，设计中应注意遵是搞好试验设计关键所在，设计中应注意遵照设计标准。试验步骤普通为三步：照设计标准。试验步骤普通为三步：第一步，取材，分组，编号；第一步，取材，分组，编号；（有时需要先对部分材料进行加工）（有时需要先对部分材料进行加工）第二步，分组处理，设置对照，控制变量；第二步，分组处理，设置对照，控制变量；（有时此步也能够分为几个步骤）（有时此步也能够分为几个步骤）第三步，观察试验现象。第三步，观察试验现象。第11页 4 4、准确预测试验、准确预测试验结果和结论结果和结论。试验试验结果结果即试验过程中观察到即试验过程中观察到试验试验现象现象或搜集到数据；或搜集到数据；结论结论则是经过对试则是经过对试验结果分析得出验结果分析得出定性表述定性表述。结论应紧紧围绕试验目标，回答试结论应紧紧围绕试验目标，回答试验目标提出问题。试验目标类型不一样，验目标提出问题。试验目标类型不一样，结果和结论写法就不一样。结果和结论写法就不一样。第12页验证性试验：验证性试验：验证性试验试验目标是验证性试验试验目标是“预料之中预料之中”，所以结果和结论只有一个情，所以结果和结论只有一个情况。结果即为由所学知识或试验原理推出现况。结果即为由所学知识或试验原理推出现象，象，结论即为试验目标结论即为试验目标。探究性试验：探究性试验：探究性试验是对未知生物探究性试验是对未知生物学现象进行探索，所以预期结果及结论是全学现象进行探索，所以预期结果及结论是全部可能出现情况，为各种情况。其书写格式部可能出现情况，为各种情况。其书写格式普通为普通为“假如假如则则；假如；假如则则”。第13页例一例一：（探究型）请你依据相关知识，：（探究型）请你依据相关知识，设计一个试验探究镁是植物生长发育过设计一个试验探究镁是植物生长发育过程所必需元素，请写出简明步骤、预期程所必需元素，请写出简明步骤、预期结果及结论。结果及结论。试验材料和用具：若干株番茄幼苗、试验材料和用具：若干株番茄幼苗、蒸馏水、各种元素、多个培养瓶等。蒸馏水、各种元素、多个培养瓶等。三、试验设计例题三、试验设计例题第14页试验步骤：试验步骤：1、配制、配制完全完全营养液和营养液和缺镁缺镁营养液；营养液；2、取相同培养瓶、取相同培养瓶10个，等分成个，等分成A、B两两个组；个组；3、向、向A组各瓶分别加入组各瓶分别加入等量等量完全营养液，完全营养液，向向B组各瓶分别加入和组各瓶分别加入和A组各瓶组各瓶等量等量缺镁营缺镁营养液；养液；4、将长势基本相同、将长势基本相同10棵番茄幼苗分别放棵番茄幼苗分别放入入A、B组组10个培养瓶中，置于个培养瓶中，置于相同、适宜相同、适宜环境条件环境条件下培养；下培养；5、一段时间后观察结果；、一段时间后观察结果；第15页预期结果及结论：预期结果及结论：1、若若A组全部组全部/大部分植株生长良好，大部分植株生长良好，B组全部组全部/大部分生长异常，大部分生长异常，则则说明镁是说明镁是植物生长发育必需元素；植物生长发育必需元素；2、若若A组和组和B组植株均生长良好，组植株均生长良好，则则说明镁不是植物生长发育过程必需元素；说明镁不是植物生长发育过程必需元素；第16页例二例二：（验证型）已知光照强度、温度和：（验证型）已知光照强度、温度和二氧化碳浓度均能影响植物生长，且二氧化碳浓度均能影响植物生长，且“在一在一定光照强度范围内定光照强度范围内,在其它条件适宜情况下，在其它条件适宜情况下，光照越强，幼苗质量增加越快光照越强，幼苗质量增加越快”试设计一个试设计一个试验验证之，并写出简明步骤、预期结果及试验验证之，并写出简明步骤、预期结果及结论。结论。试验材料：花盆若干、玉米幼苗若干、来试验材料：花盆若干、玉米幼苗若干、来自同一处土壤若干以及减弱或加强光照设备自同一处土壤若干以及减弱或加强光照设备若干若干第17页试验步骤：试验步骤：1、取相同花盆、取相同花盆15个，分成等量甲乙丙三组；个，分成等量甲乙丙三组；2、向各花盆加入等量来自同一处土壤适量，、向各花盆加入等量来自同一处土壤适量，分别植入一株生长情况大致相同玉米幼苗；分别植入一株生长情况大致相同玉米幼苗；3、对甲组幼苗施以弱光照，乙组适当遮荫、对甲组幼苗施以弱光照，乙组适当遮荫（相当于全光照（相当于全光照1/25），丙组全光照（晴天不），丙组全光照（晴天不遮荫），其它条件三个组完全相同；遮荫），其它条件三个组完全相同；4、一段时间后称量各幼苗质量并统计；、一段时间后称量各幼苗质量并统计；第18页预期结果及结论：预期结果及结论：结果：幼苗质量：弱光照结果：幼苗质量：弱光照适当遮荫适当遮荫全光照全光照 结论：在一定光照强度范围内结论：在一定光照强度范围内,在其在其它条件适宜情况下，它条件适宜情况下，光照越强，幼苗光照越强，幼苗质量增加越快质量增加越快第19页