生物实验设计省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、中学生物试验设计普通方法中学生物试验设计普通方法第1页生物学研究普通生物学研究普通方法?方法?发觉问题(观察和试验)(见序言)发觉问题(观察和试验)(见序言)提出假说提出假说 设计试验设计试验 分析试验结果(现象)分析试验结果(现象)得出结论得出结论第2页中学生物试验设计普通方法中学生物试验设计普通方法 中学生物试验分中学生物试验分探究性试验探究性试验和和验证性试验证性试验验,其区分在于探究性试验其假设不一定正,其区分在于探究性试验其假设不一定正确,故试验结果有各种可能,而验证性试验确,故试验结果有各种可能,而验证性试验其假设一定正确,故试验结果只有一个。其假设一定正确,故试验结果只有一个。一
2、一.试验分类试验分类第3页二二.生物试验普通概念生物试验普通概念1.自变量和因变量自变量和因变量 自变量自变量,也称为试验变量,是指试验中由试验者所施,也称为试验变量,是指试验中由试验者所施加原因或条件。自变量普通是由试验目标所确定。加原因或条件。自变量普通是由试验目标所确定。因变量因变量,亦称反应变量,是指试验中因为自变量而引发,亦称反应变量,是指试验中因为自变量而引发改变和结果。通常自变量是原因,因变量是结果,二者改变和结果。通常自变量是原因,因变量是结果,二者含有因果关系。试验目标在于取得和解释这种前因后果含有因果关系。试验目标在于取得和解释这种前因后果关系。比如,在关系。比如,在“探究
3、温度种子萌发影响探究温度种子萌发影响”试验中,所试验中,所给定低温给定低温(冰块冰块)、适温、适温(37)、高温就是自变量。而因、高温就是自变量。而因为低温、适温、高温条件改变,种子萌发率也不一样,为低温、适温、高温条件改变,种子萌发率也不一样,这就是因变量,该试验证实和提醒了温度改变这就是因变量,该试验证实和提醒了温度改变(自变量自变量)与种子萌发率高低不一样与种子萌发率高低不一样(因变量因变量)间因果关系。间因果关系。第4页2.无关变量无关变量无关变量无关变量,也称控制变量,是指试验中除,也称控制变量,是指试验中除自变量以外影响试验现象或结果原因和条件。如上述试自变量以外影响试验现象或结果
4、原因和条件。如上述试验中除自变量验中除自变量(温度温度)以外,以外,空气中氧浓度,种子种类空气中氧浓度,种子种类,种种子数量子数量,种子含水量种子含水量,试验室光照情况试验室光照情况等等,都属于无关等等,都属于无关变量。为了降低无关变量对试验影响,要求对各组试验变量。为了降低无关变量对试验影响,要求对各组试验处于相同、均衡、适宜试验环境中进行;假如无关变量处于相同、均衡、适宜试验环境中进行;假如无关变量中任何一个或几个原因或条件,对各个试验组给定不等中任何一个或几个原因或条件,对各个试验组给定不等同、不均衡、不宜,则会在试验结果中产生额外变量,同、不均衡、不宜,则会在试验结果中产生额外变量,出
5、现干扰,造成试验误差。试验关键之一在于控制无关出现干扰,造成试验误差。试验关键之一在于控制无关变量变量,从而降低额外变量,也就是说要使不一样试验组从而降低额外变量,也就是说要使不一样试验组同时处于同时处于相同且适宜相同且适宜环境原因下进行,以降低试验误差。环境原因下进行,以降低试验误差。第5页三三.生物试验普通标准生物试验普通标准1.对照性标准对照性标准 为了排除无关变量对试验干扰。在试为了排除无关变量对试验干扰。在试验设计中,通常设置对照组,经过干预或控制研究对验设计中,通常设置对照组,经过干预或控制研究对象以降低试验误差,可使试验结果更具说明力和科学象以降低试验误差,可使试验结果更具说明力
6、和科学性。性。2.单一变量标准单一变量标准 能够揭示自变量与因变量间相互关系。能够揭示自变量与因变量间相互关系。惯用试验设计方法是:试验组和对照组只改变所要研惯用试验设计方法是:试验组和对照组只改变所要研究某一变量(自变量),控制其它变量相同且适宜究某一变量(自变量),控制其它变量相同且适宜,经过对照试验,观察其对试验结果影响,从而得出科经过对照试验,观察其对试验结果影响,从而得出科学结论。学结论。3.随机性标准随机性标准 为了排除试验对象个体差异对试验影响。为了排除试验对象个体差异对试验影响。详细设计方法是:对试验材料进行随机分组。详细设计方法是:对试验材料进行随机分组。4.重复性标准重复性
7、标准 多组重复试验,以提升试验设计原理、多组重复试验,以提升试验设计原理、试验结果预期、试验各步骤可靠性。试验结果预期、试验各步骤可靠性。第6页四四.生物试验设计普通思绪生物试验设计普通思绪 生物试验设计普通思绪,可归纳为以下口生物试验设计普通思绪,可归纳为以下口诀:诀:自变量是什么,怎样施加?自变量是什么,怎样施加?因变量是什么,怎样揭示?因变量是什么,怎样揭示?无关变量是什么,怎样控制?无关变量是什么,怎样控制?(其它条件相同且适宜其它条件相同且适宜)试验步骤试验步骤第7页例例:试验设计:试验设计:验证验证“二氧化碳是绿色植物二氧化碳是绿色植物光合作用所必须原料光合作用所必须原料”。“自变
8、量是什么,怎样施加?自变量是什么,怎样施加?”显然依据题意,自变量是二氧化碳,那么怎显然依据题意,自变量是二氧化碳,那么怎样施加自变量呢?可取两玻璃钟罩,编号为样施加自变量呢?可取两玻璃钟罩,编号为A和和B,各放入同种长势相同盆栽植物一株,其中,各放入同种长势相同盆栽植物一株,其中A中加适量中加适量NaHCO3,利用其水解可产生二氧化碳;,利用其水解可产生二氧化碳;B中加等量中加等量NaOH,利用其吸收二氧化碳,使装,利用其吸收二氧化碳,使装置置B缺乏二氧化碳。缺乏二氧化碳。怎样解答这个题目呢?依据上述口诀,可作以怎样解答这个题目呢?依据上述口诀,可作以下分析。下分析。第8页“因变量是什么,怎
9、样揭示?因变量是什么,怎样揭示?”显然因变量是绿色植物是否发生了光合作显然因变量是绿色植物是否发生了光合作用,那么怎样揭示植物发生了光合作用呢?能用,那么怎样揭示植物发生了光合作用呢?能够利用光合作用可产生淀粉这一事实,试验前够利用光合作用可产生淀粉这一事实,试验前将装置将装置A和和B置于暗室中饥饿,消耗掉叶片内淀置于暗室中饥饿,消耗掉叶片内淀粉,饥饿一定时间后在相同且适宜光照强度下粉,饥饿一定时间后在相同且适宜光照强度下照射一段时间后,再从照射一段时间后,再从A和和B中各取一张叶片,中各取一张叶片,脱色后加碘液一滴,利用淀粉遇碘变蓝色来判脱色后加碘液一滴,利用淀粉遇碘变蓝色来判断是否有淀粉生
10、成,继而判断是否发生了光合断是否有淀粉生成,继而判断是否发生了光合作用,从而揭示了因变量。作用,从而揭示了因变量。第9页“无关变量是什么,怎样控制?无关变量是什么,怎样控制?”在本题中,无关变量包含:试验环境温度、在本题中,无关变量包含:试验环境温度、湿度、大气压等;植物种类,玻璃钟罩大小,湿度、大气压等;植物种类,玻璃钟罩大小,光照强度等等,那么怎样控制这些无关变量呢光照强度等等,那么怎样控制这些无关变量呢?这就需要利用对照性标准,把上述玻璃钟罩?这就需要利用对照性标准,把上述玻璃钟罩A组和组和B组放到组放到相同且适宜相同且适宜试验环境中,从而排除试验环境中,从而排除了无关变量对试验干扰。了
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