高中生物实验设计原则和方法ppt课件
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实验材料和用具：若干株番茄幼苗、 蒸馏水、各种元素、多个培养瓶等。
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实验步骤：
1、配制完全营养液和缺镁营养液； 2、取相同的培养瓶10个，等分成A、B 两个组； 3、向A组各瓶分别加入等量的完全营养 液，向B组各瓶分别加入和A组各瓶等量的 缺镁营养液； 4、将长势基本相同的10棵番茄幼苗分别 放入A、B组10个培养瓶中，置于相同、适 宜的环境条件下培养； 5、一段时间后观察结果；
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3、精心策划方法步骤。
实验方法步骤的策划是整个实验设计的 精髓，是一个好的实验设计最富有创意的闪 光之处，也是搞好实验设计的关键所在，设 计中应注意遵循设计的原则。实验步骤一般 为三步： 第一步，取材，分组，编号； （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； （有时此步也可以分为几个步骤） 第三步，观察实验现象。
通过分析实验目的一方面可确定实验 变量，为实验条件的控制、对照实验的设 置提供依据；另一方面可确定实验性质， 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。
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2、细心弄清实验要求。 一种生物学现象的证实可通过不
同的实验来证明，但究竟选用何种方 案，则要根据题目要求和所给的材料 及用具来确定，所以在把握实验目的 后，要细心地弄清题目的要求和题中 的条件，特别是不能随意增减材料， 否则尽管实验设计得很完美，但若不 合题意，还是会丢分甚至不得分。
实验材料：花盆若干、玉米幼苗若干、来 自同一处的土壤若干以及减弱或加强光照的 设备若干
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实验步骤： 1、取相同的花盆15个，分成等量的甲乙丙 三组； 2、向各花盆加入等量的来自同一处的土壤 适量，分别植入一株生长状况大致相同的玉米 幼苗； 3、对甲组幼苗施以弱光照，乙组适当遮荫 （相当于全光照的1/25），丙组全光照（晴天 不遮荫），其他条件三个组完全相同； 4、一段时间后称量各幼苗的质量并记录；
怎样在实验中体现单一变量原则？
除了自变量外： 实验材料要相同，包括数量、大小、生 理状况等； 实验器具要相同，包括材质、大小等； 实验试剂要相同，包括种类、成分、浓 度、体积等； 环境条件要相同且适宜，例如温度、光 照、pH等。
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2. 对照原则
对照原则是设计和实施实验的准则之一。 通过设置实验对照对比，排除无关变量的影 响，增加实验结果的可信度和说服力。 通常，一个实验总是分为实验组和对照组。 实验组，是接受实验变量处理的对象组； 对照组，是不接受实验变量处理的对象组。
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4、准确预测实验结果和结论。 实验结果即实验过程中观察到的实 验现象或收集到的数据；结论则是通过 对实验结果的分析得出的定性表述。 结论应紧扣实验目的，回答实验目 的提出的问题。实验目的的类型不一样， 结果和结论的写法就不一样。
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⑴验证性实验：验证性实验的实验目的 是“预料之中”的，因此结果和结论只有一 种情况。结果即为由所学知识或实验原理推 出的现象，结论即为实验目的。
⑵探究性实验：探究性实验是对未知的生 物学现象进行探索，因此预期的结果及结论 是所有可能出现的情况，为多种情况。其书 写格式一般为“如果……则……；如果…… 则……”。
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三、实验设计例题
例一：（探究型）请你根据相关知识， 设计一个实验探究镁是植物生长发育过 程所必需的元素，请写出简要步骤、预 期结果及结论。
生物实验设计 原则和方法
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一、实验设计的原则
实验设计的原则有：科学性原则、 对照原则、单一变量原则和平行重复原 则等。
从做题的角度出发，在设计实验时， 应着重注意单一变量原则和对照原则。
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1. 单一变量原则
单一变量原则即一个实验中只 能有一个自变量，即实验过程中欲 处理的实验因素，其他实验条件各 组应当一致，以避免或减少无关变 量和额外变量的干扰。
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预期结果及结论： 结果：幼苗质量：弱光照<适当遮荫 <全光照 结论：在一定的光照强度范围内,在 其他条件适宜的情况下，光照越强， 幼苗的质量增加越快
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（3）自身对照：指实验与对照在同一对 象上进行，即不另设对照组。自身对照，方 法简便，关键是要看清楚实验处理前后现象 变化的差异，实验处理前的状况为对照组， 实验处理后的变化则为实验组。
（4）条件对照：指虽给对象施以某种实 验处理，但这种处理是作为对照意义的。
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二、实验设计程序
1、准确把握实验目的。 实验目的是整个实验设计的灵魂，所 有实验步骤的设计都要围绕实验目的这个 核心进行，因此在进行实验设计前首先要 认真分析实验目的。
6
至于哪个作为实验组，哪个作为对照组， 一般是随机决定的。按对照的内容和形式上的 不同，通常有以下对照类型： （1）空白对照：指不做任何处理的对象组。
如“验证活细胞细胞膜具有选择透过性” 实验中，A组烧杯中加了盐酸，B组加等量清 水，B组相对A组而言不含HCl，B组就是空 白对照。
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（2）相互对照：指不另设对照组，而是 几个实验组相互对比对照。在等组实验法中 ，大都是运用对照。例如“探究光照对植物 生长的影响”实验。
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例如“探究海藻糖是否可以保护组 织细胞免受低温损伤”实验中，“是否 添加海藻糖”为自变量，其余的条件如 温度（低温）、组织细胞的量等都是无 关变量，甲、乙两组应保持相同。
又如“验证活细胞细胞膜具有选择 透过性”实验中，“A、B两烧杯中的不 同pH值”为自变量，烧杯大小、花瓣多 少等是无关变量。
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预期结果及结论： 1、若A组全部/大部分植株生长良好， B组全部/大部分生长异常，则说明镁是 植物生长发育的必需元素； 2、若A组和B组植株均生长良好，则 说明镁不是植物生长发育过程的必需元 素；
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例二：（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“在一 定的光照强度范围内,在其他条件适宜的情 况下，光照越强，幼苗的质量增加越快”试 设计一个实验验证之，并写出简要步骤、预 期结果及结论。
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实验步骤：
1、配制完全营养液和缺镁营养液； 2、取相同的培养瓶10个，等分成A、B 两个组； 3、向A组各瓶分别加入等量的完全营养 液，向B组各瓶分别加入和A组各瓶等量的 缺镁营养液； 4、将长势基本相同的10棵番茄幼苗分别 放入A、B组10个培养瓶中，置于相同、适 宜的环境条件下培养； 5、一段时间后观察结果；
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3、精心策划方法步骤。
实验方法步骤的策划是整个实验设计的 精髓，是一个好的实验设计最富有创意的闪 光之处，也是搞好实验设计的关键所在，设 计中应注意遵循设计的原则。实验步骤一般 为三步： 第一步，取材，分组，编号； （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； （有时此步也可以分为几个步骤） 第三步，观察实验现象。
通过分析实验目的一方面可确定实验 变量，为实验条件的控制、对照实验的设 置提供依据；另一方面可确定实验性质， 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。
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2、细心弄清实验要求。 一种生物学现象的证实可通过不
同的实验来证明，但究竟选用何种方 案，则要根据题目要求和所给的材料 及用具来确定，所以在把握实验目的 后，要细心地弄清题目的要求和题中 的条件，特别是不能随意增减材料， 否则尽管实验设计得很完美，但若不 合题意，还是会丢分甚至不得分。
实验材料：花盆若干、玉米幼苗若干、来 自同一处的土壤若干以及减弱或加强光照的 设备若干
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实验步骤： 1、取相同的花盆15个，分成等量的甲乙丙 三组； 2、向各花盆加入等量的来自同一处的土壤 适量，分别植入一株生长状况大致相同的玉米 幼苗； 3、对甲组幼苗施以弱光照，乙组适当遮荫 （相当于全光照的1/25），丙组全光照（晴天 不遮荫），其他条件三个组完全相同； 4、一段时间后称量各幼苗的质量并记录；
怎样在实验中体现单一变量原则？
除了自变量外： 实验材料要相同，包括数量、大小、生 理状况等； 实验器具要相同，包括材质、大小等； 实验试剂要相同，包括种类、成分、浓 度、体积等； 环境条件要相同且适宜，例如温度、光 照、pH等。
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2. 对照原则
对照原则是设计和实施实验的准则之一。 通过设置实验对照对比，排除无关变量的影 响，增加实验结果的可信度和说服力。 通常，一个实验总是分为实验组和对照组。 实验组，是接受实验变量处理的对象组； 对照组，是不接受实验变量处理的对象组。
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4、准确预测实验结果和结论。 实验结果即实验过程中观察到的实 验现象或收集到的数据；结论则是通过 对实验结果的分析得出的定性表述。 结论应紧扣实验目的，回答实验目 的提出的问题。实验目的的类型不一样， 结果和结论的写法就不一样。
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⑴验证性实验：验证性实验的实验目的 是“预料之中”的，因此结果和结论只有一 种情况。结果即为由所学知识或实验原理推 出的现象，结论即为实验目的。
⑵探究性实验：探究性实验是对未知的生 物学现象进行探索，因此预期的结果及结论 是所有可能出现的情况，为多种情况。其书 写格式一般为“如果……则……；如果…… 则……”。
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三、实验设计例题
例一：（探究型）请你根据相关知识， 设计一个实验探究镁是植物生长发育过 程所必需的元素，请写出简要步骤、预 期结果及结论。
生物实验设计 原则和方法
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一、实验设计的原则
实验设计的原则有：科学性原则、 对照原则、单一变量原则和平行重复原 则等。
从做题的角度出发，在设计实验时， 应着重注意单一变量原则和对照原则。
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1. 单一变量原则
单一变量原则即一个实验中只 能有一个自变量，即实验过程中欲 处理的实验因素，其他实验条件各 组应当一致，以避免或减少无关变 量和额外变量的干扰。
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预期结果及结论： 结果：幼苗质量：弱光照<适当遮荫 <全光照 结论：在一定的光照强度范围内,在 其他条件适宜的情况下，光照越强， 幼苗的质量增加越快
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（3）自身对照：指实验与对照在同一对 象上进行，即不另设对照组。自身对照，方 法简便，关键是要看清楚实验处理前后现象 变化的差异，实验处理前的状况为对照组， 实验处理后的变化则为实验组。
（4）条件对照：指虽给对象施以某种实 验处理，但这种处理是作为对照意义的。
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二、实验设计程序
1、准确把握实验目的。 实验目的是整个实验设计的灵魂，所 有实验步骤的设计都要围绕实验目的这个 核心进行，因此在进行实验设计前首先要 认真分析实验目的。
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至于哪个作为实验组，哪个作为对照组， 一般是随机决定的。按对照的内容和形式上的 不同，通常有以下对照类型： （1）空白对照：指不做任何处理的对象组。
如“验证活细胞细胞膜具有选择透过性” 实验中，A组烧杯中加了盐酸，B组加等量清 水，B组相对A组而言不含HCl，B组就是空 白对照。
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（2）相互对照：指不另设对照组，而是 几个实验组相互对比对照。在等组实验法中 ，大都是运用对照。例如“探究光照对植物 生长的影响”实验。
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例如“探究海藻糖是否可以保护组 织细胞免受低温损伤”实验中，“是否 添加海藻糖”为自变量，其余的条件如 温度（低温）、组织细胞的量等都是无 关变量，甲、乙两组应保持相同。
又如“验证活细胞细胞膜具有选择 透过性”实验中，“A、B两烧杯中的不 同pH值”为自变量，烧杯大小、花瓣多 少等是无关变量。
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预期结果及结论： 1、若A组全部/大部分植株生长良好， B组全部/大部分生长异常，则说明镁是 植物生长发育的必需元素； 2、若A组和B组植株均生长良好，则 说明镁不是植物生长发育过程的必需元 素；
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例二：（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“在一 定的光照强度范围内,在其他条件适宜的情 况下，光照越强，幼苗的质量增加越快”试 设计一个实验验证之，并写出简要步骤、预 期结果及结论。