高考复习备考科学探究及其教会学生设计实验优秀课件PPT

额外变量（干扰变量）
由无关变量引起的变化和结果。
植酸酶可降解植酸，提纯的植酸酶需做活 性条件测定。右图为测定结果。 图中的自变量可为____温__度__（__或__P__H_）____(答 一种)； 因变量可以通过测定
单_位__时__间_内__植__酸__的_降__解__量_____ （__或__植_酸__降__解__产_物__的__生__成_量__）
加法原理
设法对研究对象施加干扰，造成研 究对象的变化
——反映出研究对象的非正常的某 些特征
两种原理的实质是统一的： ——为研究对象创造典型环境
胰高血糖素对小白鼠和人具有相同的生 理作用，为了验证“胰高血糖素具有升高血 糖的生理作用”请以小白鼠为实验对象设计 实验步骤，预测和解释实验应出现的结果， 并写出实验结论。 （一）实验的材料和用具
（2）将两支试管分别编号为1号和2号，各 加入等量的班氏糖定性试剂。
（3）给药1小时后，对两只小白鼠采尿液， 实验鼠尿液放入1号试管内，对照鼠尿液放入 2号试管内。
（4）将两支试管摇匀后，放入盛有开水的 烧杯内加热煮沸，待冷却后，观察两支试管 溶液颜色的变化。
（三）实验结果的预测、解释和结论：
1号试管中应该出现砖红沉淀，表明实 验鼠尿液中有葡萄糖；
课后思考
响尾蛇捕获到猎物后，它的毒牙会迅速地将毒液注入猎物 体内，并未马上把猎物吞下，而是放猎物逃走。过一段时间， 响尾蛇再去追寻和吞食猎物。提出问题并提出解决方案。
提示1：问题，如，响尾蛇是根据什么标记去追寻中毒的 猎物的？
提示2：假设
提示3：方案
一、铺垫实验设计的基础知识 （一）什么是实验
+
+
蒸馏水
+
+
(2)实验组与对照组的数量
已知豌豆中存在矮生型突变体，它们均 表现为节间缩短的性状，成熟时高度只能达 到正常植株的20%—25%。但施用外源赤霉素 能使矮生型突变体恢复到正常的野生型的高 度。为验证这一结论请根据以下实验材料和 用具写出实验步骤、得出实验结果和实验结 论并回答有关问题。
称之为对照组，作为比较的标准； 另一组是未知的、需要研究的事物， 称之为“实验组”。
取生长状态相同的两组番茄幼苗，置于表中所
列A、B两种培养液中，在相同的适宜条件下培养， 甲组用A培养液，乙组用B培养液。
培养液成分
A
B
Ca(NO3)2
+
+
KH2PO4
+
+
KCl
+
+
MgSO4
+
－
FeSO4
+
+
其它微量元素
◆设计对照，突出单因子 ◆观察记录
★加强实验设计的实践活 动， 培养设计能力
2.设计探究性实验
探究实验： 也叫探索实验，是探索研究对
象的未知属性、特征以及与其他因 素的关系的实验。探究实验带有尝 试性和开创性。
• 例：（探究性实验）一种以地下茎繁 殖为主的多年生野菊分别生长在海拔10m、 500m和1000m的同一山坡上。在相应生长 发育阶段，同一海拔的野菊株高无显著差 异，但不同海拔的野菊株随海拔的增高而 显著变矮。为检验环境和遗传因素对野菊 株高的影响，请完成以下实验设计。
（4）结论：
（哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶）酶的催化 作用具有专一性 。
（5）在上述试验中，如果仅将37℃恒温水浴 锅的温度调到20℃。而在其他条件不变的情况 下重做上述实验，出现砖红色试管中的颜色会 比37℃时的浅，其原因是：
20℃低于酶的最适温度，酶活性低，水解 产生的还原糖少。
设计验证性实验的思路
正常实验小白鼠2只，生理盐水，用生 理盐水配制的适宜浓度的胰高血糖素溶液， 班氏糖定性试剂，注射器、试管、烧杯等。
（二）实验步骤： （实验提示：采用腹腔注射给药，给药
剂量不作实验设计要求；给药一小时后， 用注射器在小鼠膀胱处穿刺取尿液。）
（1）确定1只鼠为实验鼠，腹腔注射胰高 血 糖素溶液；另一只鼠为对照鼠，腹腔注射 等量生理盐水。
（3）培养：在同样条件下培养。 （4）观察记录：定期观测A、B、C组植株平 均高度直植株成熟为止。
实验结果： A组与C组株高相似，B组与A组差异显
著，B、C组株高仍保持原状。
实验结论：
施用外源赤霉素能使矮生型突变体恢复 到正常的野生型的高度。
通过实验不难发现外源赤霉素能使矮 生型突变体恢复到正常的野生性状主要是 促进了 节 部位的生长。有人认为 用外源生长素代替赤霉素也能达到促进长 高的同样效果，对此请你作出判断并说出 相应的理由：
________B_两__试__管__中__，__结__果__：__A_管__，__不__凝___固__；___
_______B__管__，__凝__固_______ 第四步：将__等__量__的__C_a_C__l2_溶__液__分__别__加__入__到__A_、____ ________B_两__试__管__中__，__结__果__：__A_管__，__凝__固__；______ _______B_管__，__仍__凝__固______ 问题：设置B管的目的是 __作__为__A_管__的__对__照_____
来表示。
2.变量的控制 排除对研究对象的干扰
--- 减法原理
设法对研究对象施加干扰
---加法原理
减法原理
设法排除某种因素对研究对象的干扰， 保持被研究对象的稳定
——创造一个比较纯粹的环境反映研究
对象的特征
(单一变量)
去除或隔离某种条件（变量）的影 途径 响——纯化
抵消、排除无法消除的变量
例：血液中的钙离子在血液中起重要作用， 缺乏则血液不能凝固，草酸钾溶液能与血液中 的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，起抗凝 作用。请根据提供的实验材料和用具，简要写 出第二步及以后的实验步骤和实验结果，验证 钙离子在血液凝固中的作用，并回答问题。 （一）试验材料和用具 （1）家兔；（2）生理盐水；（3）酒精棉； （4）适宜浓度的草酸钾溶液； （5）适宜浓度的氯化钙溶液； （6）试管、注射器（针管、针头）
（二）实验步骤和实验结果
第一步：在A、B试管中分别加入等量的草酸 钾溶液和生理盐水（如下图）。
第二步：_用__酒___精__棉__消__毒__，__用__注__射__器__取__家__兔__血__
第三步：立__即__将__等__量__的__新__鲜__血__分__别__加__入__到__A__、__
依据假设，在人为控制条件下， 对实验变量的变化和结果进行捕获 和解释的科学方法。
（二）实验中的变量
1.变量的种类与相互关系
实验变量（自变量）
是指实验中实验者操纵、给定的 因素和条件 。
反应变量（因变量或应变量）
是指实验中由于实验变量引起的变 化和结果。
无关变量（控制变量）
除实验变量外，影响实验变化和 结果的因素或条件。
1.对照的种类
★空白对照：
对照组不做任何实验处理 (或做无效处理)。
★ 自身对照：实验组和对照组在同一对
象上进行，即不另设对照组。
★ 相互对照：不另设对照组，而是利
用几个实验组相互对照。
★条件对照：
给实验组某种处理，给对照 组另一条件的处理。
2.对照组与实验组的确定
(1)确定的一般规律: 一是已经确定其结果的事物，
2、探究的实例
方案2： 方案3：
……
蜜蜂喜欢什么颜色的花？
假设：
变量——颜色
方案设计：无关变量——？
观察指标——？
方案1：变量——不同颜色纸板（胶水） 无关变量——纸板大小 放置时间…… 观察指标——蜜蜂数量
一、探究是科学解决问题的过程
2、探究的实例
蜜蜂喜欢什么颜色的花？
假设：
方案设计：
预期：？
若蜜蜂喜欢黄色的花， 则黄纸板粘的蜜蜂多。
（1）若“+”代表加入适量的溶液， “—”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标 号，请用这些符号完成下表实验设计，请在 答题卡上作答。
蔗糖溶液 淀粉溶液
蔗糖酶溶液
唾液淀粉酶溶液
甲+
-
+
-
（1）若“+”代表加入适量的溶液， “—”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标 号，请用这些符号完成下表实验设计，请在 答题卡上作答。
科学探究
科学探究
一、什么是科学探究？ 二、科学探究有什么用？
问题：什么是科学探究？
游戏：读心术
问题：为什么会这样？ 假设：可能是因为这个原因？ 验证：这样试一试？ 结论：真的是因为这个原因。
一、探究是科学解决问题的过程
1、探究的过程 问题
假设
方案设计 预期结果
方案实施
结果 结论
一、探究是科学解决问题的过程
认识世界需要利用多种方式来表述结果，需要与 他人交流和合作。
小结
科学探究是人们获取科学知识、认识世界的重要途径。 提出问题是科学探究的前提，解决科学问题常常需要作出 假设。 科学探究需要通过观察和实验等多种途径来获得事实和证 据。设置对照试验，控制单一变量，增加重复次数等是提高 实验结果可靠性的重要途径。 科学探究既需要观察和实验，又需要对证据、数据等进行 分析和判断。 科学探究需要利用多种方式呈现证据、数据，如采用文字、 图表等方式来表述结果，需要与他人交流和合作。
与原10m处的野菊株高无明显差异 假设二
野菊株高的变化只受遗传因素的影响， 实验结果是：移栽于10m处的野菊株高
方案实施： 结果： 结论：
一、探究是科学解决问题的过程
3、探究的过程 提出问题 作出假设 制订计划 实施计划 得出结论 表达和交流
二、探究是获取知识、认识世界的重要途径
认识世界是从“问题”开始的 解决问题常常首先需要“假设” 验证“假设”需要获取“事实”或“证据”