實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評價(jià)

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評價(jià),磁灶中學(xué) 葉世茂,專題復(fù)習(xí),祝你學(xué)習(xí)愉快,考試說明對實(shí)驗(yàn)與探究能力要求,能獨(dú)立完成“生物知識內(nèi)容表”所列實(shí)驗(yàn)（16個(gè)）,驗(yàn)證簡單生物學(xué)事實(shí)，并對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理 （驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)）,具有一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力，能用恰當(dāng)?shù)目茖W(xué)研究方法進(jìn)行研究 （探究實(shí)驗(yàn),能對實(shí)驗(yàn)方案作出恰當(dāng)?shù)脑u價(jià)和修訂（實(shí)驗(yàn)評價(jià)）,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,探究性實(shí)驗(yàn)題,實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測題,實(shí)驗(yàn),專題,復(fù)習(xí),實(shí)驗(yàn)評價(jià)分析題,實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析題,常見五種考題,（一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的常規(guī)解題思路,明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?分析實(shí)驗(yàn)原理,提出實(shí)驗(yàn)思路,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果,實(shí)驗(yàn)變量,無關(guān)變量,反應(yīng)變量,施加條件,隨機(jī)分組,設(shè)置對照,條件適宜,重復(fù)實(shí)驗(yàn),觀察現(xiàn)象,測量數(shù)值,操縱,控制,捕著,一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?分析實(shí)驗(yàn)原理,明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?分析實(shí)驗(yàn)原理,控制變量,施加,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)組：,對照組：,不施加,保持原樣,實(shí)驗(yàn)變量,反應(yīng)變量,無關(guān)變量,對照,科學(xué),結(jié)論,分析,操控,實(shí)驗(yàn)變量,控制,無關(guān)變量,檢測,反應(yīng)變量,相同,實(shí)驗(yàn)組：,就是接受實(shí)驗(yàn)變量、非自然條件下、試驗(yàn)結(jié)果未知的對象組，也就是接受實(shí)驗(yàn)變量或處理以后，需要知道會(huì)產(chǎn)生什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的組。,對照組：,用于比較的參照組和基準(zhǔn)組，一般把自然的、已知的、及未接受實(shí)驗(yàn)變量的組作為對照組，,若均,接受處理或?qū)嶒?yàn)變量的有多組，那么就互為對照組。,（一）實(shí)驗(yàn)分組,有的實(shí)驗(yàn)沒有對照組，而是以理論現(xiàn)象或數(shù)據(jù)作為對照。,例如：,驗(yàn)證性試驗(yàn),豆?jié){中若有蛋白質(zhì)，遇雙縮脲試劑會(huì)出現(xiàn)紫色，若無紫色出現(xiàn)，則沒有蛋白質(zhì)。,又如：“葉綠體色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)，目的是提取和分離色素，也沒有設(shè)對照組,1、,自變量（實(shí)驗(yàn)變量）：是實(shí)驗(yàn)中人為控制、與對照相比所不同的因素。,例如,探究唾液淀粉酶對淀粉的分解作用，加入的唾液淀粉酶就是自變量。（對照組加蒸餾水）,2、,因變量（反應(yīng)變量)，由于自變量（實(shí)驗(yàn)變量）而引起的變化和結(jié)果。,例如,往試管中加入碘液，溶液不變藍(lán)就是反應(yīng)變量。（對照組變藍(lán)）,注：,自變量和因變量是前因后果的關(guān)系。,（二）變量的類型,3、無關(guān)變量（控制變量），指自變量以外會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果的干擾因素，是在實(shí)驗(yàn)中需要控制并且要減少或消除其對實(shí)驗(yàn)造成影響的因素。,例如：探究“光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度的關(guān)系”時(shí)；光照強(qiáng)度是,自變量,，,CO,2,的吸收量是,因變量,；而,等因素屬于,無關(guān)變量,。,溫度、,CO,2,濃度、水、礦質(zhì)元素,（三）控制變量中遵循4大原則,科學(xué)性原則,單一變量原則（等量原則）,對照原則,平行重復(fù)性原則,1、科學(xué)性原則,科學(xué)性原則,：是指所涉及的實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)藥品的使用等必須正確符合科學(xué)原理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)期有科學(xué)依據(jù)。實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)不能偏離生物學(xué)基本知識和基本原理。,鑒定還原糖,時(shí)斐林試劑甲液和斐林試劑乙液要先混合再使用（現(xiàn)配現(xiàn)用）,鑒定蛋白質(zhì)時(shí)要先加雙縮脲A液，在加雙縮脲B液,例如,：,2、單一變量原則（等量原則）,單一變量原則：實(shí)驗(yàn)過程中除一項(xiàng)因素或處理不同以外，實(shí)驗(yàn)所加試劑的量、所用時(shí)間、所處環(huán)境條件等均要相同,。,例如,：在探究PH值對唾液淀粉酶活性的影響時(shí)，除各組PH值不同外，其他的實(shí)驗(yàn)條件均要相同。如,等,溫度酶濃度 加入物質(zhì)的量,3、對照原則,空白對照,相互對照,條件對照,自身對照,對照類型,對照性原則：科學(xué)、合理的設(shè)置對照可以使實(shí)驗(yàn)方案簡潔、明了，排除無關(guān)變量的干擾，且使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有說服力。,對照可分為哪些類型呢？,對照的類型：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定,1.空白對照：如A組加淀粉酶溶液、B組加等量,蒸餾水。,2.相互對照：探究溫度對淀粉酶活性的影響設(shè),溫度為 0,、37、80,3.自身對照：洋蔥表皮細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原試,驗(yàn)。前一步驟的現(xiàn)象是處理后現(xiàn),象的對照。,4.條件對照：AB兩組番茄花都去雄，僅A組柱,頭涂適宜濃度的生長素溶液，C組,不做處理，看哪組能結(jié)果實(shí)。,正常細(xì)胞,初始質(zhì)壁分離,顯著質(zhì)壁分離,觀察植物的質(zhì)壁分離與復(fù)原,4、,平行重復(fù)性原則,平行重復(fù)性原則：是指為了提高實(shí)驗(yàn)的可靠性和成功率，相同處理、多組實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果取平均值。,例如：,在物理學(xué)中測重力加速度、電阻率等時(shí)，也要進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn)取平均值。,調(diào)查某地蒲公英種群密度時(shí)要隨機(jī)取多個(gè)樣方，,取平均值,。,又如,探究性實(shí)驗(yàn)題解析,二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)案例,請根據(jù)以上提供的材料及條件，設(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)探究“,低溫降低酶的活性，高溫破壞酶的活性”。,例1：現(xiàn)有如下材料：試管、淀粉溶液、唾液淀粉酶溶液、斐林試劑以及溫度控制在0、,37,、,80 的3個(gè)水浴鍋。,1、該實(shí)驗(yàn)的自變量是,；無關(guān)變量有,（列舉2項(xiàng)）,2、因變量是,；如何檢測因變量,。,3、請繼續(xù)完成以下實(shí)驗(yàn)步驟,（1）取3支試管，編號為A、B、C，分別加入2mL的,溶液。,（2）,（3）,溫度,溶液PH值、酶量、,加入淀粉溶液量,溶液是否出現(xiàn),磚紅色沉淀,溶液與斐林試劑水浴,加熱到60,-80,唾液淀粉酶,將A、B、C試管分別放入,0、37 、80 的3個(gè)水浴鍋中，其他條件適宜且相同；一段時(shí)間后，往3支試管各加入等量（約1mL)的淀粉溶液，一段時(shí)間后，測定各試管是否出現(xiàn)轉(zhuǎn)紅沉淀。,將試管A、C試管放入37,的水浴鍋中，一段時(shí)間后，測定A、B試管是否會(huì),出現(xiàn)轉(zhuǎn)紅色沉淀,4、實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測：若,則說明假設(shè)成立。,第1次試管A無磚紅色沉淀（或磚紅色很淺），B試管出現(xiàn)磚紅色沉淀，C試管無磚紅色沉淀；且第2次A試管出現(xiàn)磚紅色沉淀，而C試管仍無磚紅色沉淀,；,三、實(shí)驗(yàn)評價(jià),實(shí)驗(yàn)方案的“五看評價(jià)法”,一看對照,無對照,有對照,自變量設(shè)置是否合理、是否編號,是否遵守四大基本原則,二看步驟,步驟順序是否合理、步驟是否完整,具體操作有無違反生物學(xué)原理,三看器材,五看結(jié)果,實(shí)驗(yàn)材料、器材選擇是否得當(dāng)、合理,藥劑選擇、使用方法、用量是否準(zhǔn)確,四看條件,是否需要加熱、攪拌、染色等,實(shí)驗(yàn)所需溫度、PH值、光照等條件是否合理,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證的目標(biāo)是否準(zhǔn)確,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證的方法是否得當(dāng),例2：,為了研究人工合成的生長素類似物萘乙酸是否對植物的開花具有影響，有人設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)：取20個(gè)水仙鱗莖，隨機(jī)分成兩組，一組10個(gè)不做任何處理，任其自然生長，作為對照；另一組10個(gè)水仙鱗莖均剝?nèi)ゲ糠主[片，露出花芽，并用0.1mg/mL的萘乙酸處理。兩組放在相同溫度和濕度的環(huán)境下培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)組的10個(gè)水仙頭除2個(gè)死亡外，其他8個(gè)分別在6-9天時(shí)間內(nèi)開花，平均比對照組早一個(gè)月開花。,（1）結(jié)論：萘乙酸可以促進(jìn)水仙提前開花。,實(shí)驗(yàn)中有哪些不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性？,對照組也應(yīng)與實(shí)驗(yàn)組一樣剝?nèi)ゲ糠主[片時(shí)；,兩組放在相同環(huán)境下培養(yǎng)，其條件不僅是溫度和濕度，還有陽光、pH值等；,水仙的品種和大小應(yīng)當(dāng)一致。,（2）若要得出該結(jié)論，請你重新設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案。,（1）取20個(gè)同一品種、大小一致的水仙鱗莖，隨機(jī)分成A、B兩組，每組各10各。,(2)A組,10個(gè)水仙頭均剝?nèi)ゲ糠主[片葉，露出花芽，并用0.1mg/mL的萘乙酸處理；B組10個(gè)處理方式除不用萘乙酸處理外，其它均與實(shí)驗(yàn)組相同，作為對照。,(3),將A、B,兩組放在完全相同環(huán)境下培養(yǎng)。觀察兩組水仙鱗莖開花先后順序。,三、課堂作業(yè),1、,（2009年理綜全國卷）已知 2H,2,O,2,2H,2,O,+,O,2,，可以通過觀察反應(yīng)過程中O,2,的生成速度（即氣泡從溶液中釋放的速度）來判斷H,2,O,2,分解反應(yīng)的速度。請用所給的實(shí)驗(yàn)材料和用具設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使其能同時(shí),驗(yàn)證過氧化氫酶具有催化作用和高效性。,要求寫出實(shí)驗(yàn)步驟，預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論，并回答問題。,實(shí)驗(yàn)材料與用具：適宜濃度的H,2,O,2,溶液，蒸餾水、3.5%的FeCl,3,溶液，0.01%的過氧化氫酶溶液，恒溫水浴鍋，試管。,（1）實(shí)驗(yàn)步驟：,取3支試管分別編號為A、B、C，各加入2mL的H,2,O,2,溶液，放入37的恒溫水浴鍋中保溫適當(dāng)時(shí)間。,分別向A、B、C3支試管中加入2mL的蒸餾水、FeCl,3,溶液、0.01%的過氧化氫酶溶液。,觀察各試管釋放氣泡的快慢,（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測及結(jié)論：整個(gè)實(shí)驗(yàn)中，不同處理的試管中O,2,的釋放速度從快到慢依次是,由此得出的結(jié)論是,(3)如果將實(shí)驗(yàn)中的恒溫水浴改為80，重做上述實(shí)驗(yàn)，O2釋放速度最快的是,，原因是：,。,C、B、A,酶具有,催化作用和高效性,B,在80下，F(xiàn)eCl3的催化效率最高，而過氧化氫酶因高溫而失去活性。,2、為證明“唾液淀粉酶對淀粉有消化作用”，某同學(xué)制訂了下列實(shí)驗(yàn)方案。,(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?略)(2)實(shí)驗(yàn)材料和用具(略),(3)實(shí)驗(yàn)方法和步驟：取2支試管，編號為A和B，各注入2 L漿糊。,用涼開水漱口后，用小燒杯收集唾液。向A試管內(nèi)加入2 唾液。向2支試管中各滴加2滴碘液。將2支試管振蕩后放在37水中恒溫10。同時(shí)取出2支試管，觀察試管內(nèi)溶液顏色的變化。(4)結(jié)論：唾液中含有淀粉酶能將淀粉分解成麥芽糖。,上述某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理？請指出3點(diǎn)不合理之處，并試著寫出你的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。,分析,該題型是一種實(shí)驗(yàn)糾錯(cuò)評價(jià)題，體現(xiàn)了考試說明中“,能對實(shí)驗(yàn)方案作出恰當(dāng)?shù)脑u價(jià)和修訂,”,該題是對課本實(shí)驗(yàn)四和實(shí)驗(yàn)五的延伸和重要補(bǔ)充,。,實(shí)驗(yàn)方法和步驟中的錯(cuò)誤：第步應(yīng)在B試管中加入2 清水；第步和第步應(yīng)作對調(diào)，以排除碘液對淀粉分解的影響。結(jié)論錯(cuò)誤：本實(shí)驗(yàn)只能證明唾液對淀粉的分解作用，但不能證明具體分解后的產(chǎn)物是什么。,解析,：,課堂作業(yè),3、某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，研究香蕉在常溫下貯藏過程中乙烯和CO,2,產(chǎn)生量的變化關(guān)系。,材料和器材：剛采摘的成熟度相近的香蕉若干，密閉容器，乙烯合成抑制劑，氣相色譜儀（用于測定乙烯濃度），遠(yuǎn)紅外CO,2,分析儀。,方法和步驟：,挑選無破損，形狀、大小、外觀顏色相對一致的香蕉2kg，隨機(jī)分成2等份，編號為A、B。,A組不做處理，B組,。,將A、B兩組香蕉分別置于兩個(gè)相同的密閉容器內(nèi)，并放入25恒溫箱中。,每隔1小時(shí)，分別從兩個(gè)容器內(nèi)抽取等量氣體，,，并記錄數(shù)據(jù)。,噴灑一定濃度的乙烯合成抑制劑、,其他條件適宜且與A組相同,分別測定A、B兩組乙烯和CO2的濃度值,每隔3天，重復(fù)步驟。所得數(shù)據(jù)處理后得到下圖（圖1、圖2分別表示A、B組實(shí)驗(yàn)結(jié)果）。,從上圖可以看出CO,2,產(chǎn)生量與乙烯產(chǎn)生量之間的關(guān)系是,，比較圖1和圖2說明：,。,在生產(chǎn)實(shí)踐中乙烯合成抑制劑有什么用途：_,。,1,呈正相關(guān),乙烯抑制劑會(huì)抑制CO2的釋放、延遲呼吸峰的到來,水果、蔬菜的保鮮,1、熟練掌握及準(zhǔn)確提取有關(guān)題目背景知識和信息,2、,把握事物之間的相互聯(lián)系、相互影響的關(guān)系,3、根據(jù)事實(shí)作出科學(xué)的判斷、歸納、推理等,小結(jié)：,實(shí)驗(yàn)題解題的基本思路和要求,4、,注意語言表達(dá)、書寫的科學(xué)性、完整性、條理,性和規(guī)范性,再 見,2010年4月7日,謝謝你的參與,再 見,2010年4月7日,實(shí)驗(yàn)步驟書寫方法,（1）第1步是取材、分組編號,（,2)第2步是對實(shí)驗(yàn)組和對照組進(jìn)行不同的處理和相同處理；常用語“適量（2mL)等量；其他條件適宜且相同,（3）（一段時(shí)間后）觀察實(shí)驗(yàn)組和對照組不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（觀察對象要寫具體）,