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生物试验设计标准和方法 武城二中武城二中 王德恒王德恒第1页试验名称试验名称 是关于一个什么内容试验。是关于一个什么内容试验。试验目标试验目标 要探究或者验证某一事实。要探究或者验证某一事实。试验原理试验原理 进行试验依据科学道理。进行试验依据科学道理。试验条件试验条件 完成该试验必需仪器、设备、材料完成该试验必需仪器、设备、材料 药品条件。药品条件。试验方法与步骤试验方法与步骤 试验采取方法及必需试验采取方法及必需操作程序。操作程序。试验数据与统计试验数据与统计 对试验过程及结果应有科学测量对试验过程及结果应有科学测量 伎俩与准确统计。伎俩与准确统计。试验结果预测及分析试验结果预测及分析能够预测可能出现试验能够预测可能出现试验 结果并分析造成原因。结果并分析造成原因。试验结论试验结论 对试验结果进行准确描述对试验结果进行准确描述 并给出一个科学结论。并给出一个科学结论。第2页一、试验设计标准一、试验设计标准1.1.科学性标准科学性标准 所谓科学性，是指试验目标要明确，试验原理要所谓科学性，是指试验目标要明确，试验原理要正确，试验材料和试验伎俩选择要恰当，整个设计思正确，试验材料和试验伎俩选择要恰当，整个设计思绪和试验方法确实定都不能偏离生物学基本知识和基绪和试验方法确实定都不能偏离生物学基本知识和基本原理以及其它学科领域基本标准。本原理以及其它学科领域基本标准。2 2、等量标准等量标准等量性标准强调是等量性标准强调是无关变量无关变量。必须严格控制等量（数量）即相同必须严格控制等量（数量）即相同，以平，以平衡和消除无关变量对结果影响。需要强调是这些无关变量在进行严格控衡和消除无关变量对结果影响。需要强调是这些无关变量在进行严格控制时，制时，等量且适宜等量且适宜。如在如在探索探索PHPH对酶活性影响试验中对酶活性影响试验中，单一变量是，单一变量是PHPH，除，除PHPH之外其它一切对之外其它一切对酶活性有影响无关变量不但要严格控制等量，而且要适宜量，如对温度酶活性有影响无关变量不但要严格控制等量，而且要适宜量，如对温度控制不但要相同，而且要适宜，即要给予酶活性所需适宜温度，而不能控制不但要相同，而且要适宜，即要给予酶活性所需适宜温度，而不能控制在低温或高温条件下等量。控制在低温或高温条件下等量。第3页单一变量标准即一个试验中只能有一个单一变量标准即一个试验中只能有一个自变量，自变量，即试验过程中欲处理试验原因，其它试验条件各即试验过程中欲处理试验原因，其它试验条件各组应该一致，以防止或降低无关变量和额外变量组应该一致，以防止或降低无关变量和额外变量干扰干扰3.单一变量标准单一变量标准第4页此两个标准都是在设计对照试验时必须坚持标准。此两个标准都是在设计对照试验时必须坚持标准。所谓单因子变量标准，强调是试验组和对照组相比只能有一个变量，只有这么当所谓单因子变量标准，强调是试验组和对照组相比只能有一个变量，只有这么当试验组和对照组出现不一样结果时，才能确定造成这种不一样结果原因必定是这试验组和对照组出现不一样结果时，才能确定造成这种不一样结果原因必定是这个变量造成，从而证实试验组所给试验原因作用，所以在设计对照组试验时首先个变量造成，从而证实试验组所给试验原因作用，所以在设计对照组试验时首先要确定变量并加以正确设置，至于将谁作为变量则很轻易确定，即要验证谁则把要确定变量并加以正确设置，至于将谁作为变量则很轻易确定，即要验证谁则把谁作为变量，也就是要把所要验证中心条件作为变量。如要探索谁作为变量，也就是要把所要验证中心条件作为变量如要探索PHPH对淀粉酶活性对淀粉酶活性影响，则需把影响，则需把PHPH作为变量；要验证光合作用需要光则应将光作为变量；要验证光作为变量；要验证光合作用需要光则应将光作为变量；要验证光合作用需二氧化碳则把二氧化碳作为变量等等。合作用需二氧化碳则把二氧化碳作为变量等等。等量性标准与单因子变量标准是完全统一等量性标准与单因子变量标准是完全统一。只不过强调侧面不一样，单因子变量。只不过强调侧面不一样，单因子变量标准强调是试验变量单一性，而等量性标准强调是除了试验变量之外一切对试验标准强调是试验变量单一性，而等量性标准强调是除了试验变量之外一切对试验结果有影响无关变量必须严格控制等量即相同，以平衡和消除无关变量对结果影结果有影响无关变量必须严格控制等量即相同，以平衡和消除无关变量对结果影响，需要强调是响，需要强调是这些无关变量在进行严格控制时，不但要等量，而且是在适宜条这些无关变量在进行严格控制时，不但要等量，而且是在适宜条件下等量，常态条件下等量件下等量，常态条件下等量。如在探索如在探索PHPH对酶活性影响试验中，单一变量是对酶活性影响试验中，单一变量是PHPH，除，除PHPH之外其它一切对酶活性有之外其它一切对酶活性有影响无关变量不但要严格控制等量，而且要适宜量，如对温度控制不但要相同，影响无关变量不但要严格控制等量，而且要适宜量，如对温度控制不但要相同，而且要适宜，即要给予酶活性所需适宜温度，而不能控制在低温或高温条件下等而且要适宜，即要给予酶活性所需适宜温度，而不能控制在低温或高温条件下等量。量。第5页该该试试验验一一是是要要取取得得和和解解释释温温度度改改变变（试试验验变变量量）与与酶酶活活性性（反反应应变变量量）因因果果关关系系。二二是是确确保保变变量量唯唯一一。即即试试验验操操作作中中要要尽尽可可能能防防止止无无关关变变量量及及额额外外变变量量干干扰扰。比比如如，上上述述试试验验中中除除试试验验变变量量（低低温温、适适温温、高高温温）以以外外，试试管管洁洁净净程程度度、唾唾液液新新鲜鲜程程度度、可可溶溶性性淀淀粉粉浓浓度度和和纯纯度度、试试剂剂溶溶液液剂剂量量、浓浓度度和和纯纯度度，试试验验操操作作程程序序，温温度度处处理理时时间间长长短短等等等等，都都属属于于无无关关变变量量，要要求求对对低低温温、适适温温、高高温温三三组组试试验验是是等等同同、均均衡衡、稳稳定定；不不然然会会在在试试验验结果中产生额外变量，出现干扰，造成误差。结果中产生额外变量，出现干扰，造成误差。例：在例：在”温度对淀粉酶活性影响温度对淀粉酶活性影响”试验中，所给定低温（冰试验中，所给定低温（冰快）、适温（快）、适温（3737）、高温（沸水浴）就是试验变量。）、高温（沸水浴）就是试验变量。因为低温、适温、高温条件改变，唾液淀粉酶水解淀粉因为低温、适温、高温条件改变，唾液淀粉酶水解淀粉反应结果也随之改变，这就是反应变量（因变量）。反应结果也随之改变，这就是反应变量（因变量）。第6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，排除无关变量影响，经过设置试验对照对比，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，一个试验总是分为试验组和对照组。通常，一个试验总是分为试验组和对照组。试验组，是接收试验变量处理对象组；试验组，是接收试验变量处理对象组；对照组，是不接收试验变量处理对象组。对照组，是不接收试验变量处理对象组。4.4.对照标准对照标准第7页 至于哪个作为试验组，哪个作为对照组，普通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，通常有是随机决定。按对照内容和形式上不一样，通常有以下对照类型：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 A组烧杯中加了盐酸，组烧杯中加了盐酸，B B组加等量清组加等量清水，水，B B组相对组相对A A组而言不含组而言不含HClHCl，B B组就是空白组就是空白对照。对照。第8页（2 2）相互对照）相互对照：指不另设对照组，而是几指不另设对照组，而是几个试验组相互对比对照。在等组试验法中，个试验组相互对比对照。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“探究光照强度对植探究光照强度对植物生长影响物生长影响”试验。试验。（3 3）本身对照：）本身对照：指试验与对照在同一对象指试验与对照在同一对象上进行，即不另设对照组。本身对照，方法上进行，即不另设对照组。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：）条件对照：指虽给对象施以某种试验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9页平行重复标准，即控制某种原因改变幅度，在一平行重复标准，即控制某种原因改变幅度，在一样条件下重复试验，观察其对试验结果影响程度。任样条件下重复试验，观察其对试验结果影响程度。任何试验都必须能够重复，这是含有科学性标志。何试验都必须能够重复，这是含有科学性标志。5.5.平行重复标准：平行重复标准：第10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11页2 2、细心搞清试验要求。、细心搞清试验要求。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，则要依据题目要求和所给材料及用具则要依据题目要求和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，不然尽管尤其是不能随意增减材料，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12页3 3、精心策划方法步骤。、精心策划方法步骤。试验方法步骤策划是整个试验设计精华，是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，也是搞好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，设计中应注意遵照设计标准。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：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，在其它条件相同且适宜情况下，过一段第三步，在其它条件相同且适宜情况下，过一段时间，观察试验现象。时间，观察试验现象。第13页 4 4、准确预测试验结果和结论。、准确预测试验结果和结论。试验结果即试验过程中观察到试验试验结果即试验过程中观察到试验现象或搜集到数据；结论则是经过对试现象或搜集到数据；结论则是经过对试验结果分析得出定性表述。验结果分析得出定性表述。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14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15页