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侨中高三实验理论知识.doc侨中高三实验设计与探究性实验专题一、实验设计的基本原则1科学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。科学研究的过程本身就是科学,并不是说研究的结论才是科学方法。因此,在实验设计中必须有充分的科学依据。生物学实验中,一种生命现象的发生往往有其复杂的前因后果,从不同角度全面地分析问题就是科学性的基本原则。如绿色植物新陈代谢中的物质代谢有各种细胞的参与,有各种物质在不同方面的变化。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。科学性原则:包括实验原理的科学性、实验材料选择的科学性、实验方法的科学性、实验结果处理的科学性。实验原理的科学性实验原理是实验设计的依据,也是用来检验和修正实验过程中失误的依据,因此它必须是经前人总结或经科学检验得出的科学理论。②实验材料选择的科学性根据实验目的和实验原理选择恰当的实验材料,是保证实验达到预期结果的关键因素之一。如“还原性糖鉴定实验”中以苹果或雪梨细胞组织液为材料,以及“植物细胞质壁分离与复原”实验中以紫色洋葱为实验材料等实验都是一些经典的成功选材的范例。思考:还原糖的鉴定、蛋白质的鉴定、植物细胞有丝分裂观察、叶绿体色素提取与分离、植物细胞的质壁分离与复原、细胞质流动的观察等实验中应选择哪些实验材料才能得到较好的实验效果?为什么?③实验方法的科学性只有科学而严谨的实验方法,才能得出正确而可靠的实验结果。如鉴定蛋白质的实验中,根据蛋白质分子在碱性环境中与硫酸铜反应形成紫色的反应特点,实验过程中必须先加双缩脲试剂A液(),振荡后再加B液()。而不能反过来,或把A液与B液混合后加入,这样均不能得到预期的实验结果。思考:在光合作用强度的检测实验中用绿光灯照射可看成是黑暗条件的依据是什么?在鉴定光合作用产物实验中,为什么要对植物进行饥饿处理,这样做的科学性体现在哪里?④实验结果处理的科学性对于实验过程中得到的一些数据,现象或其它信息,不能简单处理,应首先整理后仔细分析,找出它们所能够透露给我们的最大信息量。2可行性原则:在实验设计时,从原理、实验实施到实验结果的产生,都实际可行。3简便性原则:实验设计时,要考虑到实验材料要容易获得,实验装置简单,实验药品较便宜,实验操作较简便,实验步骤较少,实验时间较短。4可重复性:重复、对照、随机是保证实验结果准确的三大原则。任何实验都必须有足够的实验次数才能判断结果的可靠性,设计实验只能进行一次而无法重复就得出“正式结论”是草率的。5单因子变量原则不论一个实验有几个实验变量,都应确定一个实验变量对应观测一个反应变量,这就是单一变量原则,它是处理实验中的复杂关系的准则之一。例如:我们在做“植物的向性运动”有重力与单侧光两个实验变量,必须要有各自实验和变化结果,常见的错误就是在有光的条件下进行重力实验变量,影响了实验结果的准确性。例如,在验证温度对酶活性的影响的实验中,就必须控制pH值、底物量和酶量的相等,只改变单一变量——温度,观察不同温度下酶活性的差异。遵循单一变原则,既便于对实验结果进行科学的分析,又增强实验结果的可信度和说服力。①自变量与因变量。自变量是实验中由实验者操纵的因素或条件,而因变量是指由自变量而引起的