高中生物大全總結
總結是對某一特定時(shí)間段內的學(xué)習和工作生活等表現情況加以回顧和分析的一種書(shū)面材料,它有助于我們尋找工作和事物發(fā)展的規律,從而掌握并運用這些規律,因此,讓我們寫(xiě)一份總結吧。如何把總結做到重點(diǎn)突出呢?以下是小編整理的高中生物大全總結,希望對大家有所幫助。
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生物學(xué)中常見(jiàn)的物理、化學(xué)、生物方法及用途:
1、致癌因子:物理因子:電離輻射、X射線(xiàn)、紫外線(xiàn)等。
化學(xué)因子:砷、苯、煤焦油
病毒因子:腫瘤病毒或致癌病毒,已發(fā)現150多種病毒致癌。
2、基因誘變:物理因素:Χ射線(xiàn)、γ射線(xiàn)、紫外線(xiàn)、激光
化學(xué)因素:亞硝酸、硫酸二乙酯
3、細胞融合:物理方法:離心、振動(dòng)、電刺激
化學(xué)方法:PEG(聚乙二醇)
生物方法:滅活病毒(可用于動(dòng)物細胞融合)
生物學(xué)中常見(jiàn)英文縮寫(xiě)名稱(chēng)及作用
1.ATP:三磷酸腺苷,新陳代謝所需能量的直接來(lái)源。ATP的結構簡(jiǎn)式:A—P~P~P,其中:A代表腺苷,P代表磷酸基,~代表高能磷酸鍵,—代表普通化學(xué)鍵
2.ADP :二磷酸腺苷
3.AMP :一磷酸腺苷
4.AIDS:獲得性免疫缺陷綜合癥(艾滋。
5.DNA:脫氧核糖核酸,是主要的遺傳物質(zhì)。
6.RNA:核糖核酸,分為mRNA、tRNA和rRNA。
7.cDNA:互補DNA
8.Clon:克隆
9.ES(EK):胚胎干細胞
10.GPT:谷丙轉氨酶,能把谷氨酸上的'氨基轉移給丙酮酸,它在人的肝臟中含量最多,作為診斷是否患肝炎的一項指標。
11.HIV:人類(lèi)免疫缺陷病毒。艾滋病是英語(yǔ)“AIDS”中文名稱(chēng)。
12.HLA:人類(lèi)白細胞抗原,器官移植的成敗,主要取決于供者與受者的HLA是否一致或相近。
13.HGP:人類(lèi)基因組計劃
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一、生物實(shí)驗的目的和作用
實(shí)驗是學(xué)習科學(xué)必要的手段。生物實(shí)驗是讓學(xué)生形象地認識生物體的結構層次、了解生命活動(dòng)規律;能為學(xué)生提供感性認識和直接經(jīng)驗,培養他們觀(guān)察思考、動(dòng)手動(dòng)腦、分析總結的能力,激發(fā)他們不斷探究的興趣。新的《生物課程標準》更是強調"倡導探究性學(xué)習,力圖改變學(xué)生的學(xué)習方式,引導學(xué)生主動(dòng)參與、樂(lè )于探究、勤于動(dòng)手……突出創(chuàng )新精神和實(shí)踐能力的培養"。
二、開(kāi)放性生物實(shí)驗教學(xué)應注意的問(wèn)題
做好多方面的準備。首先是實(shí)驗器材的準備,在開(kāi)放性生物實(shí)驗中學(xué)生實(shí)驗方案 設計多樣化,實(shí)驗器材多樣,因此教師要充分準備實(shí)驗器材,才能使學(xué)生的設計、想法得以實(shí)現。當然更要鼓勵學(xué)生自己制作實(shí)驗裝置。其次是教師的知識準備,實(shí)驗之前教師要盡可能地查閱與該實(shí)驗有關(guān)的資料,預測可能出現的問(wèn)題和現象,做到心中有數,才能與學(xué)生充分討論、共同探究。
體現每個(gè)實(shí)驗開(kāi)放性的側重點(diǎn)。有的要求學(xué)生體驗科學(xué)探究的一般過(guò)程,如:光合作用需要光和葉綠體的實(shí)驗;有的需要通過(guò)實(shí)驗獲得數據,然后對數據進(jìn)行處理,分析總結得出結論,如:生物影響環(huán)境的實(shí)驗中測定溫度和濕度;有的重在設計實(shí)驗方案上,培養學(xué)生的創(chuàng )新思維,如:探究葉片氣孔的分布和數目的實(shí)驗。教師要針對不同的實(shí)驗加以不同的引導。
重視實(shí)驗的探究過(guò)程。教材或教師提供給學(xué)生的實(shí)驗,是想讓他們去領(lǐng)悟科學(xué)的思想、體驗科學(xué)家研究自然界所用的科學(xué)方法。因此開(kāi)放性生物實(shí)驗中探究活動(dòng)的教學(xué)過(guò)程具有創(chuàng )新教育意義,十分重要。在教學(xué)中要花大力氣組織好在生物探究實(shí)驗中學(xué)生的分工合作、交流討論、分析總結。注意課堂內外實(shí)驗的結合。教材安排的實(shí)驗,通常要求在課內完成。但往往時(shí)間不夠,要在課外時(shí)間才能完成,如:《探究影響鼠婦的環(huán)境因素》、《光合作用需要葉綠體》等實(shí)驗,需要課前收集材料、處理材料;有的探究活動(dòng)需要組織學(xué)生外出參觀(guān)、訪(fǎng)問(wèn)、調查等。所有這些教師都要在學(xué)期教學(xué)計劃 中早有安排,真正做到開(kāi)放性。
重視總結報告的撰寫(xiě)和交流。培養學(xué)生通過(guò)文字描述、數字表格、示意圖、曲線(xiàn)等多種方式完成實(shí)驗報告,通過(guò)攝影、攝像,使報告更生動(dòng)形象。組織各種形式的交流活動(dòng),培養他們的合作學(xué)習的精神和語(yǔ)言表達能力,讓他們體會(huì )到不同的實(shí)驗方法,會(huì )有不同的實(shí)驗結果,這也屬于開(kāi)放性的一個(gè)方面。學(xué)生的很多感受和體會(huì )也得到了交流,同時(shí)有利于學(xué)生形成正確的情感態(tài)度價(jià)值觀(guān)。
尊重、鼓勵學(xué)生。在開(kāi)放性生物實(shí)驗中,學(xué)生會(huì )有各種想法,會(huì )提出種種問(wèn)題,會(huì )得到各種不同的結論、甚至會(huì )是錯誤的結論。無(wú)論如何,教師都要應該尊重學(xué)生,愛(ài)護學(xué)生,善于發(fā)現他們的優(yōu)點(diǎn)。當學(xué)生在實(shí)驗中遇到困難,有消極、畏難的情緒時(shí),教師應及時(shí)找學(xué)生談心,鼓勵他們不畏艱難。
通過(guò)開(kāi)放性的生物實(shí)驗教學(xué),學(xué)生有了充分想象和獨立思考的空間,培養了學(xué)生主動(dòng)探究科學(xué)知識的精神。學(xué)生的個(gè)性、獨立性、協(xié)作性得到充分發(fā)展。學(xué)生的創(chuàng )新思維、創(chuàng )新能力不斷提高,這才是真正意義上的創(chuàng )新教育和素質(zhì)教育。
三、實(shí)施開(kāi)放性生物實(shí)驗的措施
實(shí)驗之前教師要認真研究每個(gè)實(shí)驗,結合學(xué)生的.知識結構和學(xué)校的實(shí)際情況來(lái)確定實(shí)驗所要探究的具體內容,確立開(kāi)放性的側重點(diǎn)。
。ㄒ唬┰O計方案的開(kāi)放性
鼓勵學(xué)生設計多種實(shí)驗方案。例如,在學(xué)習了種子的呼吸作用后,讓學(xué)生設計《種子泵》的實(shí)驗方案,學(xué)生可以從不同學(xué)科的不同角度去考慮:可從生物學(xué)科出發(fā),利用種子萌發(fā)要吸收氧氣、放出二氧化碳的原理(還可聯(lián)系種子萌發(fā)的條件);也可從化學(xué)知識的角度了解氫氧化鈉溶液能吸收二氧化碳的知識;還可以學(xué)習物理學(xué)中氣體壓強的有關(guān)知識。通過(guò)這樣的設計,學(xué)生的思路拓寬了,知識間的聯(lián)系加深了,也就為創(chuàng )新思維的形成創(chuàng )造了條件。實(shí)驗結束后請各組交流實(shí)驗設計方案。筆者在七年級《生物學(xué)》的《探究氣孔的分布和數目》這一節的教學(xué)中,先讓學(xué)生設計了一些探究方案,再讓他們相互交流。之后,教師給予恰當的評價(jià),再讓他們進(jìn)一步修改方案,但并不固定他們的方案。同學(xué)們在以小組為單位的基礎上,分別設計出了自己方案,比如:用凡士林堵塞氣孔的方法、用石蕊試紙放在葉片上,再用透明膠粘住的辦法等等。
。ǘ┎僮鬟^(guò)程的開(kāi)放性
通過(guò)開(kāi)放的實(shí)驗操作,學(xué)生會(huì )出現各種奇思妙想,這就大大激發(fā)了他們動(dòng)手做實(shí)驗的興趣,使學(xué)生的創(chuàng )新思維和創(chuàng )新能力得到進(jìn)一步升華,從而更積極進(jìn)行實(shí)驗和探究。如在學(xué)習《生物體的結構層次》這一節內容時(shí),除完成教材規定的實(shí)驗內容外,還可讓學(xué)生準備其它實(shí)驗材料,盡可能多的觀(guān)察各種動(dòng)物組織。多數同學(xué)準備了不同的實(shí)驗材料,比如活的小魚(yú)、自己的頭發(fā)絲、活蜘蛛、雞血、豬小腸等等。他們興趣盎然地在顯微鏡下"亂"做一通。有的學(xué)生很驚奇地發(fā)現:"呀,蜘蛛身上有這么多的毛!"、"我的頭發(fā)這么粗"。有的學(xué)生還取來(lái)池塘水觀(guān)察。有一個(gè)同學(xué)用解剖針把自己的手指刺破,取出血液來(lái)觀(guān)察(教師發(fā)現后及時(shí)告訴了他不能這樣做的道理)。以前的教學(xué)把學(xué)生限制得很死,一定要按照教材或教師的指導去做。在開(kāi)放性實(shí)驗教學(xué)中則應盡可能讓學(xué)生大膽地做,如果沒(méi)有成功,就請學(xué)生自己總結,再利用課外時(shí)間補做,直到成功。通過(guò)這樣的開(kāi)放性實(shí)驗,真正提高了學(xué)生的興趣,他們帶著(zhù)成功的喜悅又投入到以后的學(xué)習中去,不斷探究新的科學(xué)知識。
。ㄈ┨幚韺(shí)驗結果或數據的開(kāi)放性
鼓勵學(xué)生自己設計記錄表,通過(guò)對記錄結果的分析、歸納、得出結論,這會(huì )對學(xué)生的創(chuàng )新思維的培養大有幫助。比如,在學(xué)習《生物對環(huán)境的影響》一節時(shí),對學(xué)生處理結果的方法沒(méi)有加以限制,最后讓每一個(gè)學(xué)習小組交流結論,教師再給予簡(jiǎn)要的總結。這樣做,可能個(gè)別組的結論會(huì )不恰當或不正確,但這并不重要。在這一過(guò)程中教師也了解了學(xué)生的思維過(guò)程。
四、開(kāi)放性生物實(shí)驗的特征及意義
開(kāi)放性生物實(shí)驗應具有的特征:器材選擇的自主性;步驟、過(guò)程的多樣性;結論的非唯一性;實(shí)驗設計、操作的獨立性。
開(kāi)放性實(shí)驗的意義在于:有利于培養學(xué)生的創(chuàng )新思維和創(chuàng )新能力。開(kāi)放性實(shí)驗注重探究式學(xué)習,這有利于學(xué)生體驗科學(xué)探究的一般方法,養成科學(xué)探究的態(tài)度,學(xué)習科學(xué)探究的方法。
在開(kāi)放性生物實(shí)驗中,學(xué)生有選擇實(shí)驗器材的余地,設計的實(shí)驗方案和操作過(guò)程也多種多樣性,這大大拓展了學(xué)生思維的空間,從而使學(xué)生的創(chuàng )新思維和創(chuàng )新能力不斷提高;開(kāi)放性實(shí)驗也需要教師積極參與,這促進(jìn)了相互交流,加深了師生友誼,達到教學(xué)相長(cháng)。
通過(guò)開(kāi)放性生物實(shí)驗教學(xué),我校學(xué)生學(xué)習生物學(xué)的興趣大大增加,生物學(xué)成為他們最歡迎的學(xué)科。
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1、地球上的生物,除了病毒以外,所有的生物體都是由細胞構成的。(生物分類(lèi)也就有了細胞生物和非細胞生物之分)。
2、細胞膜由雙層磷脂分子鑲嵌了蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)可以以覆蓋、貫穿、鑲嵌三種方式與雙層磷脂分子相結合。磷脂雙分子層是細胞膜的基本支架,除保護作用外,還與細胞內外物質(zhì)交換有關(guān)。
3、細胞膜的結構特點(diǎn)是具有一定的流動(dòng)性;功能特性是選擇透過(guò)性。如:變形蟲(chóng)的任何部位都能伸出偽足,人體某些白細胞能吞噬病菌,這些生理的完成依賴(lài)細胞膜的流動(dòng)性。
4、物質(zhì)進(jìn)出細胞膜的方式:a、自由擴散:從高濃度一側運輸到低濃度一側;不消耗能量。例如:H2O、O2、CO2、甘油、乙醇、苯等。b、主動(dòng)運輸:從低濃度一側運輸到高濃度一側;需要載體;需要消耗能量。例如:葡萄糖、氨基酸、無(wú)機鹽的離子(如K+)。c、協(xié)助擴散:有載體的協(xié)助,能夠從高濃度的一邊運輸到低濃度的一邊,這種物質(zhì)出入細胞的方式叫做協(xié)助擴散。如:葡萄糖進(jìn)入紅細胞。
5、線(xiàn)粒體:呈粒狀、棒狀,普遍存在于動(dòng)、植物細胞中,內有少量DNA和RNA內膜突起形成嵴,內膜、基質(zhì)和基粒中有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶,線(xiàn)粒體是細胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所,生命活動(dòng)所需要的能量,大約95%來(lái)自線(xiàn)粒體。
6、葉綠體:呈扁平的橢球形或球形,主要存在植物葉肉細胞里,葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的細胞器,含有葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素,還有少量DNA和RNA,葉綠素分布在基粒片層的膜上。在片層結構的膜上和葉綠體內的基質(zhì)中,含有光合作用需要的酶。
7、內質(zhì)網(wǎng):由膜結構連接而成的網(wǎng)狀物。功能:增大細胞內的膜面積,使膜上的各種酶為生命活動(dòng)的各種化學(xué)反應的正常進(jìn)行,創(chuàng )造了有利條件。
8、核糖體:橢球形粒狀小體,有些附著(zhù)在內質(zhì)網(wǎng)上,有些游離在細胞質(zhì)基質(zhì)中。是細胞內將氨基酸合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所。
9、高爾基體:由扁平囊泡、小囊泡和大囊泡組成,為單層膜結構,一般位于細胞核附近的細胞質(zhì)中。在植物細胞中與細胞壁的形成有關(guān),在動(dòng)物細胞中與分泌物的形成有關(guān),并有運輸作用。
10、中心體:每個(gè)中心體含兩個(gè)中心粒,呈垂直排列,存在動(dòng)物細胞和低等植物細胞,位于細胞核附近的細胞質(zhì)中,與細胞的有絲分裂有關(guān)。
11、液泡:是細胞質(zhì)中的泡狀結構,表面有液泡膜,液泡內有細胞液;瘜W(xué)成分:有機酸、生物堿、糖類(lèi)、蛋白質(zhì)、無(wú)機鹽、色素等。有維持細胞形態(tài)、儲存養料、調節細胞滲透吸水的作用。
12、與胰島素合成、運輸、分泌有關(guān)的細胞器是:核糖體、內質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線(xiàn)粒體。在胰島素的合成過(guò)程中,合成的場(chǎng)所是核糖體,胰島素的運輸要通過(guò)內質(zhì)網(wǎng)來(lái)進(jìn)行,胰島素在分泌之前還要經(jīng)高爾基體的加工,在合成和分泌過(guò)程中線(xiàn)粒體提供能量。
13、在真核細胞中,具有雙層膜結構的細胞器是:葉綠體、線(xiàn)粒體;具有單層膜結構的細胞器是:內質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、液泡;不具膜結構的是:中心體、核糖體。另外,要知道細胞核的核膜是雙層膜,細胞膜是單層膜,但它們都不是細胞器。植物細胞有細胞壁和是葉綠體,而動(dòng)物細胞沒(méi)有,成熟的植物細胞有明顯的液泡,而動(dòng)物細胞中沒(méi)有液泡;在低等植物和動(dòng)物細胞中有中心體,而高等植物細胞則沒(méi)有;此外,高爾基體在動(dòng)植物細胞中的作用不同。
14、細胞核的簡(jiǎn)介:(1)存在絕大多數真核生物細胞中;原核細胞中沒(méi)有真正的細胞核;有的真核細胞中也沒(méi)有細胞核,如人體內的成熟的紅細胞。
(2)細胞核結構:a、核膜:控制物質(zhì)的.進(jìn)出細胞核。說(shuō)明:核膜是和內質(zhì)網(wǎng)膜相連的,便于物質(zhì)的運輸;在核膜上有許多酶的存在,有利于各種化學(xué)反應的進(jìn)行。
b、核孔:在核膜上的不連貫部分;作用:是大分子物質(zhì)進(jìn)出細胞核的通道。c、核仁:在細胞周期中呈現有規律的消失(分裂前期)和出現(分裂末期),經(jīng)常作為判斷細胞分裂時(shí)期的典型標志。d、染色質(zhì):細胞核中易被堿性染料染成深色的物質(zhì)。提出者:德國生物學(xué)家瓦爾德?tīng)柼岢鰜?lái)的。組成主要由DNA和蛋白質(zhì)構成。染色質(zhì)和染色體是同一種物質(zhì)在不同時(shí)期的細胞中的兩種不同形態(tài)!(3)細胞核的功能:是遺傳物質(zhì)儲存和復制的場(chǎng)所;是細胞遺傳特性和代謝中心活動(dòng)的控制中心。
15、原核細胞與真核細胞的主要區別是有無(wú)成形的細胞核,也可以說(shuō)是有無(wú)核膜,因為有核膜就有成形的細胞核,無(wú)核膜就沒(méi)有成形的細胞核。這里有幾個(gè)問(wèn)題應引起注意:(1)病毒既不是原核生物也不是真核生物,因為病毒沒(méi)有細胞結構。(2)原生動(dòng)物(如草履蟲(chóng)、變形蟲(chóng)等)是真核生物。(3)不是所有的菌類(lèi)都是原核生物,細菌(如硝化細菌、乳酸菌等)是原核生物,而真菌(如酵母菌、霉菌、蘑菇等)是真核生物。
16、在線(xiàn)粒體中,氧是在有氧呼吸第三個(gè)階段兩個(gè)階段產(chǎn)生的氫結合生成水,并放出大量的能量;光合作用的暗反應中,光反應產(chǎn)生的氫參與暗反應中二氧化碳的還原生成水和葡萄糖;蛋白質(zhì)是由氨基酸在核糖體上經(jīng)過(guò)脫水縮合而成,有水的生成。
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實(shí)驗設計是生物實(shí)驗中的一種常見(jiàn)題型,它能較全面的考查學(xué)生的實(shí)驗知識和基本技能,分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力以及創(chuàng )造能力,因而在高考中相對穩定。由于學(xué)生缺乏實(shí)驗設計系統的理論知識,因此,遇到這類(lèi)題型,就會(huì )感到無(wú)從下手,導致考試中嚴重失分,F將有關(guān)實(shí)驗設計的基本理論、實(shí)驗設計的思路方法和常見(jiàn)的題型等進(jìn)行歸納總結,增加學(xué)生理論知識,提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
一、實(shí)驗設計的基本內容
。ㄒ唬⿲(shí)驗名稱(chēng)或課題(是關(guān)于什么內容的實(shí)驗);
。ǘ⿲(shí)驗目的(要探究或者驗證的問(wèn)題或事實(shí));
。ㄈ⿲(shí)驗原理(進(jìn)行實(shí)驗所依據的科學(xué)道理,隱含著(zhù)實(shí)驗假設和預期);
。ㄋ模⿲(shí)驗材料和條件(進(jìn)行實(shí)驗的主要對象,完成該實(shí)驗必備的儀器、設備、藥品等);
。ㄎ澹⿲(shí)驗方法與步驟(實(shí)驗采用的方法及必需的操作程序);
。⿲(shí)驗測量或觀(guān)擦與記錄(對實(shí)驗過(guò)程及結果應有科學(xué)的測量手段、觀(guān)擦指標與準確的記錄);
。ㄆ撸⿲(shí)驗結果預測及分析(能夠預測可能出現的實(shí)驗結果并分析其原因);
。ò耍⿲(shí)驗結論:對實(shí)驗結果進(jìn)行準確的描述并給出科學(xué)的結論。
二、實(shí)驗設計的基本原則
。ㄒ唬┛茖W(xué)性原則。所謂科學(xué)性,是指實(shí)驗目的要明確,實(shí)驗原理要正確,實(shí)驗材料和實(shí)驗手段的選擇要恰當,整個(gè)設計思路和實(shí)驗方法的確定都要依據生物學(xué)基本知識和基本原理,不能主觀(guān)臆造。如:酸堿度對酶活性的影響,酶的高效性實(shí)驗的順序等。
。ǘ﹩我蛔兞吭瓌t
1、變量:或稱(chēng)因子,是指實(shí)驗過(guò)程中所被操作的特定因素或條件。按性質(zhì)不同,通?煞譃閮深(lèi):
。1)實(shí)驗變量與反應變量。實(shí)驗變量,也稱(chēng)為自變量,指實(shí)驗中由實(shí)驗者所操縱的因素或條件。反應變量,亦稱(chēng)因變量,指實(shí)驗中由于實(shí)驗變量而引起的變化和結果。通常,實(shí)驗變量是原因,反應變量是結果,二者具有因果關(guān)系。實(shí)驗的目的在于獲得和解釋這種前因后果。例如,在“溫度對酶活性的影響”的實(shí)驗中,所給定的低溫(冰塊)、適溫(37℃)、高溫(沸水。┚褪菍(shí)驗變量。而由于低溫、適溫、高溫條件變化,唾液淀粉酶水解淀粉的反應結果也隨之變化,這就是反應變量,該實(shí)驗即在于獲得和解釋溫度變化(實(shí)驗變量)與酶的活性(反應變量)的因果關(guān)系。
。2)無(wú)關(guān)變量與額外變量。無(wú)關(guān)變量,也稱(chēng)控制變量,指實(shí)驗中除實(shí)驗變量以外的影響實(shí)驗現象或結果的因素或條件。額外變量,也稱(chēng)干擾變量,指實(shí)驗中由于無(wú)關(guān)變量所引起的變化和結果。顯然,額外變量會(huì )對反應變量有干擾作用,例如,上述實(shí)驗中除實(shí)驗變量(低溫、適溫、高溫)以外,試管潔凈程度、唾液新鮮程度、可溶性淀粉濃度和純度、試劑溶液的劑量、濃度和純度,溫度處理的時(shí)間長(cháng)短等等,都屬于無(wú)關(guān)變量,要求對低溫、適溫、高溫3組實(shí)驗是等同、均衡、穩定的;如果無(wú)關(guān)變量中的任何一個(gè)或幾個(gè)因素或條件,對3個(gè)實(shí)驗組的給定不等同、不均衡、不穩定,則會(huì )在實(shí)驗結果中產(chǎn)生額外變量,出現干擾,造成誤差。實(shí)驗的關(guān)鍵之一在于控制無(wú)關(guān)變量或減少額外變量,以減少誤差。
。ǘ﹩我蛔兞。在實(shí)驗設計中僅僅改變實(shí)驗中的某一項變量,其它因子不變,在此條件下,觀(guān)察、研究該變量對實(shí)驗材料和實(shí)驗結果的影響。除了整個(gè)實(shí)驗過(guò)程中欲處理的實(shí)驗因素外,其他實(shí)驗條件要做到前后一致。綜合研究多變量時(shí),也要求先研究一個(gè)變量,再研究一另個(gè)變量。
。ㄈ⿲φ招栽瓌t。對照是實(shí)驗控制的重要手段之一,目的還是在于平衡或消除無(wú)關(guān)變量對實(shí)驗結果的干擾。通過(guò)設置實(shí)驗進(jìn)行對照,可排除無(wú)關(guān)變量的影響,也可增加實(shí)驗結果的可信度和說(shuō)服力。
通常,一個(gè)實(shí)驗可為實(shí)驗組和對照組。實(shí)驗組:是接受實(shí)驗變量處理的對象組;對照組:也稱(chēng)控制組,對實(shí)驗假設而言,是不接受實(shí)驗變量處理的對象組,至于哪個(gè)作為實(shí)驗組,哪個(gè)作為對照組,一般是隨機決定的,這樣,從理論上說(shuō),由于實(shí)驗組與對照組的無(wú)關(guān)變量的影響是相等的,被平衡了的,故實(shí)驗組與對照組的差異,則可認定為是來(lái)自實(shí)驗變量的效果,這樣的實(shí)驗結果是可信的。按對照的內容和形式上的不同,通常有以下對照類(lèi)型:
1、空白對照:指不做任何實(shí)驗處理的對象組。例如,在“生物組織中可溶性還原糖的鑒定”的實(shí)驗中,向甲試管溶液加入試劑,而乙試管溶液不加試劑,一起進(jìn)行沸水浴,比較它們的變化。這樣,甲為實(shí)驗組,乙為對照組,且乙為典型的空白對照?瞻讓φ漳苊靼椎貙Ρ群鸵r托出實(shí)驗組的變化和結果,增強了說(shuō)服力。
2、自身對照:指實(shí)驗與對照在同一對象上進(jìn)行,即不另設對照組。單組法和輪組法,一般都包含有自身對照。如“植物細胞質(zhì)壁分離和復原”實(shí)驗,就是典型的自身對照。自身對照,方法簡(jiǎn)便,關(guān)鍵是要看清楚實(shí)驗處理前后現象變化的差異,實(shí)驗處理前的對象狀況為對照組,實(shí)驗處理后的對象變化則為實(shí)驗組。
3、條件對照:指雖給對象施以某種實(shí)驗處理,但這種處理是作為對照意義的,或者說(shuō)這種處理不是實(shí)驗假設所給定的實(shí)驗變量意義的。例如!皠(dòng)物激素飼喂小動(dòng)物”的實(shí)習實(shí)驗,采用等組實(shí)驗法,其實(shí)驗設計方案是:
甲組:飼喂甲狀腺激素(實(shí)驗組);
乙組:飼喂甲狀腺抑制劑(條件對照組);
丙組:不飼喂藥劑(空白對照組);
雖然,乙組為條件對照。該實(shí)驗即設置了條件對照,又設置了空白對照,通過(guò)比較、對照、更能充分說(shuō)明實(shí)驗變量——甲狀腺激素能促進(jìn)小動(dòng)物的生長(cháng)發(fā)育。
4、相互對照:指不另設對照組,而是幾個(gè)實(shí)驗組相互進(jìn)行對照,在等組實(shí)驗法中,大都是運用相互對照,如“植物的向性運動(dòng)”的等組實(shí)驗中,5個(gè)實(shí)驗組采用的都是相互對照,較好的平衡和抵消了無(wú)關(guān)變量的影響,使實(shí)驗結果更具有說(shuō)服力。
。ㄋ模┛芍貜托栽瓌t。指控制某種因素的變化幅度,在同樣條件下重復實(shí)驗,觀(guān)察其對實(shí)驗結果影響的.程度。目的在于盡可能消除無(wú)關(guān)變量所造成的實(shí)驗誤差,體現實(shí)驗的準確性與科學(xué)性。
。ㄎ澹┖(jiǎn)單可行性原則。指實(shí)驗材料容易獲得,實(shí)驗裝置簡(jiǎn)化,實(shí)驗藥品便宜,實(shí)驗操作簡(jiǎn)便,實(shí)驗效果明顯并能在較短時(shí)間內完成。從實(shí)驗目的、實(shí)驗原理到材料用品的選擇、實(shí)驗操作等,都要符合實(shí)驗者的一般認知水平,滿(mǎn)足現有的條件,具有實(shí)驗和完成實(shí)驗的可能性。
三、實(shí)驗設計的基本思路
。ㄒ唬蚀_把握實(shí)驗目的:看清題意是要求設計實(shí)驗方案、步驟還是分析實(shí)驗結果,是探究性實(shí)驗還是驗證性實(shí)驗。
。ǘ┟鞔_實(shí)驗原理:要解決題目所給的問(wèn)題,要用到生物學(xué)上什么原理。
。ㄈ┐_定實(shí)驗思路:根據原理對實(shí)驗作出假設,并充分利用實(shí)驗材料設計實(shí)驗思路。
。ㄋ模┚脑O計實(shí)驗步驟:根據實(shí)驗目的、原理和思路,設計合理的實(shí)驗裝置和實(shí)驗操作步驟。并設置好實(shí)驗組和對照組,遵循實(shí)驗設計的原則。并將觀(guān)察到的現象如實(shí)進(jìn)行記錄。
。ㄎ澹蚀_預期實(shí)驗結果并分析得出結論:實(shí)驗步驟一般不連續描述,要分段敘述;試管、燒杯等要給予編號。在敘述實(shí)驗步驟及預期結果時(shí)結論時(shí),語(yǔ)言文字要簡(jiǎn)明扼要,準確科學(xué)。
四、實(shí)驗設計的基本題型
類(lèi)型一:設計實(shí)驗方案型。
給出實(shí)驗用具、材料、藥品、實(shí)驗目的,或只給實(shí)驗目的,實(shí)驗器材自選,設計實(shí)驗方案。
。劾1]請根據下述條件設計一個(gè)實(shí)驗,鑒別兩種不同濃度的蔗糖溶液,寫(xiě)出實(shí)驗步驟并分析結果。一瓶10%蔗糖溶液、一瓶30%的蔗糖溶液,250ml燒杯一只,半透膜制成的透析袋l只,刻度玻璃管l只,細線(xiàn)一根,支架l個(gè)。
。ㄒ唬⿲(shí)驗步驟:
。ǘ┙Y果分解:
。劢馕觯荼緦(shí)驗是考查滲透作用的原理和動(dòng)手設計實(shí)驗的能力,解題的關(guān)鍵是如何利用透析袋和兩種液體形成一個(gè)滲透系統。當將兩種液體之一放入透析袋,另一液體放大燒杯中,然后將盛放液體的透析袋用線(xiàn)扎實(shí)(插入刻度玻璃管)并浸浴在燒杯的液體中時(shí),由于兩液體具有濃度差,水分子便通過(guò)透析袋發(fā)生滲透作用,觀(guān)察刻度玻璃液面數值變化即可將二者區別開(kāi)來(lái)。根據實(shí)驗設計理論,把所給器材的作用分析清楚,有助實(shí)驗設計思路的形成。
。鄞鸢福荩1)實(shí)驗步驟:①將一瓶中的液體倒入燒杯中;②將另一瓶中的液體倒滿(mǎn)透析袋,刻度玻璃管插入袋內液體中,用線(xiàn)將袋口和玻璃管扎緊;③將插有刻度玻璃管的透析袋放入盛有液體的燒杯中,垂直固定于支架上,記錄玻璃管液面刻度;④一段時(shí)間后,觀(guān)察玻璃管液面刻度,確定液面上升還是下降。
。ㄈ┙Y果分析:如液面上升,則透析袋中的溶液為30%蔗糖溶液,燒杯中的溶液為10%的蔗糖溶液。反之,可推測透析袋中是10%蔗糖溶液,燒杯中的液體是30%的蔗糖溶液。
類(lèi)型二:評價(jià)和糾正型
分析已有實(shí)驗設計方案中不科學(xué)性,并提出改進(jìn)。
。劾2]北阿爾伯達的一個(gè)工廠(chǎng)把產(chǎn)酸的化學(xué)品排入到空氣中,工廠(chǎng)東面有一個(gè)湖,湖底是石灰石的。但湖水的pH值已從原來(lái)的6兒降低到5.7.雖然酸性沉積一直在增加,湖水的pH值仍保持5.7不變。湖中原有的魚(yú)是河鱸和鯉魚(yú)。釣魚(yú)愛(ài)好者抱怨說(shuō),自從工廠(chǎng)開(kāi)辦以來(lái),魚(yú)資源已經(jīng)減少。工廠(chǎng)的工人設計了一個(gè)實(shí)驗,證明工廠(chǎng)排放出去的化學(xué)藥品與魚(yú)資源的減少沒(méi)有關(guān)系。
工人取一只大容器,盛放湖水,維持pH值在5.7.從湖里找來(lái)大魚(yú)放在該容器內,喂以蛋白質(zhì)飼料。在這樣的條件下,魚(yú)正常成長(cháng)。
假定你是一個(gè)獨立的仲裁員,受雇于垂釣愛(ài)好委員會(huì )委拖,來(lái)對該項實(shí)驗進(jìn)行評估,列出你要得到的附加信息,并列舉說(shuō)明你要用什么方法去得到這些信息。
。劢馕觯荼緦(shí)驗設計方案中沒(méi)有考慮魚(yú)的生活中受著(zhù)多種因素影響,這與單一變量原則是相違背的。分析問(wèn)題不全面,只考慮單一因素的影響,設計實(shí)驗無(wú)說(shuō)服力,也不符合實(shí)驗設計的要求。本題考查思維的全面性,在認定兩個(gè)問(wèn)題時(shí),除了看有無(wú)直接聯(lián)系外,也要注意考慮間接聯(lián)系。
。鄞鸢福菰搶(shí)驗設計測量不出下列因素。而這些因素都是對河鱸和鯉魚(yú)的影響的:
。╨)酸對河鱸和鯉魚(yú)的食物數量多少的影響;
。2)酸對河鱸和鯉魚(yú)的魚(yú)卵或幼魚(yú)的影響;
。3)由于春季干涸造成pH值季節性漲落的影響;
。4)由于酸的分解作用而進(jìn)入水域的重金屬量是多少;
為了說(shuō)明上述第一點(diǎn),必須完成一項研究,即確定各種浮游生物,水生昆蟲(chóng)和小魚(yú)的多少。如果這個(gè)食物網(wǎng)的某些環(huán)節正在喪失,則有必要去研究酸是否對此有影響。為了說(shuō)明上述第二點(diǎn),可以在酸化水中飼養魚(yú)卵和幼魚(yú)。魚(yú)的數量減少可能是上述第一點(diǎn)和第二點(diǎn)結合的產(chǎn)物,所以人工飼養幼魚(yú)可能會(huì )給出不可靠的結果。
對于季節性漲落,應該對全湖長(cháng)期取水樣。做仔細徹底的記錄至少一年。這一因素可能和第二點(diǎn)相符合,因為魚(yú)卵或繁殖更受低pH值的影響。重金屬是累積的有毒物質(zhì),人工飼養和魚(yú)與湖里吃污染食物的魚(yú)相比,并不處在相同水平的毒素中。應該在湖水中、魚(yú)飼料中以及河鱸和鯉魚(yú)身體中檢測如鉛這樣的重金屬含量。
所有這些因素都說(shuō)明,酸的影響是長(cháng)期的,在容器里短期飼養的魚(yú)不可能給出可靠的結果。這種研究必須以年為周期來(lái)實(shí)施,而且要與該工區其他湖水情況作比較。
類(lèi)型三:補充完善型
對已有的實(shí)驗設計進(jìn)行補充和完善。
。劾3]向你提供的條件僅有健康活潑的家兔一只,75%酒精、無(wú)菌干棉球、解剖刀、潔凈的載玻片10塊(編號為A、B、C、D、E、F、G、H、I、L)、紅墨水、秒表,請在上述提供的條件范圍內,設計一個(gè)測定血液凝固時(shí)間的實(shí)驗。
實(shí)驗步驟:①用酒精棉球消毒兔
的能力以及創(chuàng )造能力,因而在高考中相對穩定
耳;②用消毒解刮刀剖開(kāi)兔耳邊緣的小靜脈;
請將實(shí)驗步驟補充完整:
。劢馕觯葸@類(lèi)題目的題干中已經(jīng)提供了一定的信息,基本上劃定了答題的模式,目的明確,前面的方法步驟等信息已為續答作了鋪墊,只要明確題目中的實(shí)驗變量和反應變量,然后設計對照組,再根據有關(guān)原理分析,一般就能比較正確地寫(xiě)出答案。本實(shí)驗設計方案很巧妙地看出血液是否凝固。
。鄞鸢福茛郯褟牡犊诹鞒龅难悍謩e在A(yíng)BCDEFGJIL10塊載玻片上滴一滴(第一滴血棄去不用);④取血后對兔耳刀口外進(jìn)行消毒止血;⑤在L載玻片上滴一滴紅墨水(起對照作用);⑥開(kāi)始記錄時(shí)間,過(guò)l分鐘后將A載玻片豎立,第二分鐘后將B載玻片豎立(在它們豎立的同時(shí),都將L載玻片豎立),其余類(lèi)推,看血液是否完全凝固(血液不向下流,且血液表面保持半球形而不改變?yōu)槟蹋;⑦血液完全凝固,而墨水仍然流?dòng),即為血液凝固時(shí)間。
五、生物實(shí)驗設計題解題策略
。ㄒ唬┥锔呖紝(shí)驗設計的三種題型雖然在形式上有一定的差異,但在答題中卻有共同點(diǎn),先要認真研究課題,找出其中的實(shí)驗變量和反應變量,其次是構思實(shí)驗變量的控制方法和實(shí)驗結果的顯示方法,最后再選擇適宜的實(shí)驗材料,在注意實(shí)驗步驟邏輯性的前提下表達實(shí)驗的方法步驟。在實(shí)驗方法和步驟設計中最重要的是把握好變量控制。
。ǘ┲匾曊n本實(shí)驗的復習,掌握書(shū)本知識是提高實(shí)驗設計能力的基礎。要熟悉教材,心中有書(shū)。題在書(shū)外,理在書(shū)內。因此要深入理解與靈活應用基礎知識。在考試說(shuō)明中明確提出了,要求“理解所學(xué)實(shí)驗的實(shí)驗內容,包括實(shí)驗原理、方法和操作步驟、實(shí)驗變量的控制、掌握相關(guān)的操作技術(shù)”。
。ㄈ┩诰蛘n本中所蘊含的實(shí)驗因素,深刻領(lǐng)會(huì )教材有關(guān)實(shí)驗的本質(zhì)與特點(diǎn)是提高實(shí)驗設計能力的前提。要認真分析教材所涉及的實(shí)驗,包括學(xué)生實(shí)驗,演示實(shí)驗,經(jīng)典實(shí)驗等。生物學(xué)的每一個(gè)知識結論都是在觀(guān)察、實(shí)驗的基礎上得出的,在平時(shí)的復習中要注意多挖掘知識結論中所蘊含的科學(xué)思想和方法,深入分析實(shí)驗的條件、過(guò)程、現象、結果和結論的科學(xué)性。例:生長(cháng)素的發(fā)現過(guò)程中,涉及生長(cháng)素產(chǎn)生的部位、感光的部位、作用的部位、運輸的方向等,這些都可以思考如何設計實(shí)驗來(lái)證明。
。ㄋ模⿲W(xué)會(huì )對已知實(shí)驗進(jìn)行變換和轉化是提高實(shí)驗設計能力的有效手段。求變、求異思維的發(fā)展有助于提高實(shí)驗設計能力。善思會(huì )變才能應答自如,通過(guò)換位思考提高素質(zhì),才能將所學(xué)知識,技能遷移到新情景中來(lái),才能依據實(shí)驗目的、原理和材料安排實(shí)驗步驟等,并作出分析、評價(jià)和結論。
高中生物大全總結5
DNA分子在結構上有一重要特點(diǎn):其兩條脫氧核苷酸長(cháng)鏈間的堿基對的組成遵循堿基配對原則,據此可得出如下一系列關(guān)系式:
。1)在整個(gè)DNA分子中:
A的分子數(或所占比例)=T的分子數(或所占比例);
G的分子數(或所占比例)=C的分子數(或所占比例);
任意兩種不能配對的堿基數之和占DNA分子中堿基總數的50%。即(A+G)的分子數(或所占比例)=(T+C)的分子數(或所占比例)=(A+C)的分子數(或所占比例)=(T+G的分子數(或所占比例))=DNA分子中堿基總數的50%。
。2)在DNA分子的兩條互補的脫氧核苷酸長(cháng)鏈之間:
設DNA分子的一條鏈為A鏈,另一鏈為B鏈,則:
A鏈中A的分子數(或所占比例)=B鏈中T的分子數(或所占比例),反之亦然;
A鏈中G的分子數(或所占比例)=B鏈中C的分子數(或所占比例),反之亦然;
A鏈中某兩種不能配對的堿基數之和[如(A+G)]=B鏈中另兩種不能配對的堿基數之和[相應的為(T+C)];
A鏈中某兩種不能配對的堿基數之和[如(a+g)]與另兩種不能配對的堿基數之和[相應的為(t+c)]的比值=b鏈中該比值的倒數。例如:若a鏈中(A+G)/(T+C),則B鏈中(A+G)/(T+C)。
。3)整個(gè)DNA分子與它的兩條互補的脫氧核苷酸長(cháng)鏈之間:
整個(gè)DNA分子中相對應的兩種堿基數之和[(A+T)或(G+C)]所占的.比例=其每一單鏈中這兩種堿基數之和[(A+T)或(G+C)]在該單鏈中所占的比例。例如:若某DNA分子中(A+T)占堿基總數的43%,則其每一單鏈中(A+T)也都各占單鏈中堿基總數的43%。整個(gè)DNA分子中某一堿基所占的比例=該堿基在每一單鏈中所占的比例之和的一半。例如:若某DNA分子中,A鏈中A占10%,B鏈中A占24%,則該DNA分子中A占整個(gè)DNA分子全部堿基的17%。
高中生物大全總結6
實(shí)驗是科學(xué)研究過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節,是在人為控制條件下,研究對象的變化,以其結果論證科學(xué)結論的一種科學(xué)方法。由于研究問(wèn)題性質(zhì)的不同,科學(xué)研究的方法也有差異,但通常分為以下幾步:
一、觀(guān)察
觀(guān)察是科學(xué)研究方法的第一步,這里的觀(guān)察,是在處于自然常態(tài)條件下進(jìn)行。對事物進(jìn)行觀(guān)察時(shí)必須周詳,并將它記錄下來(lái)。而尤為重要的是要保持客觀(guān)的態(tài)度。人們常希望看到人想要看或應該看到的現象,因此而影響觀(guān)察結果,產(chǎn)生偏差。
二、提出問(wèn)題
人們對事物作縝密觀(guān)察以后,常常由于好奇心或想作進(jìn)一步的了解而提出問(wèn)題,雖然任何人都能提出問(wèn)題,但只有有意義的問(wèn)題才值得探討,因此,進(jìn)行研究時(shí),不僅要提出問(wèn)題,而且要提出確切的問(wèn)題。此外,對問(wèn)題的表述,也要清楚而正確,例如“蚯蚓如何借肌肉的收縮和舒張而移動(dòng)身體?”
三、假說(shuō)
科學(xué)方法的第三步是假說(shuō)。假說(shuō),也稱(chēng)假設或猜測,指用來(lái)說(shuō)明某種現象但未經(jīng)證實(shí)的論題,也就是對所提出的問(wèn)題所作出的參考答案。假說(shuō)一般分為兩個(gè)步驟:第一步,提出假說(shuō),即依據發(fā)現的事實(shí)材料或已知的科學(xué)原理,通過(guò)創(chuàng )造性思維,提出初步假定;第二步,作出預期(推斷),即依據提出的假說(shuō),進(jìn)行推理,得出假定性的結論;例如,新編高中生物的“動(dòng)物激素飼喂小動(dòng)物的實(shí)驗”,其假說(shuō)是:“甲狀腺激素對動(dòng)物的生長(cháng)發(fā)育有影響”;其預期結果是:“用適量的甲狀腺激素飼喂蝌蚪,將促使蚪蝌的生長(cháng)發(fā)育加速”。實(shí)驗預期是較具體的推斷。
一個(gè)問(wèn)題常有多個(gè)可能的答案,但通常只有一個(gè)是正確的。因此,假設是對還是錯,還需要加以驗證,即依據假設或預期,設計實(shí)驗方案,進(jìn)行實(shí)驗驗證。
四、實(shí)驗
實(shí)驗是驗證假說(shuō)和解決問(wèn)題的最終途徑,指在人為控制的條件下研究事物的變化的一種方法。這是科學(xué)方法的最大特色,也是科學(xué)方法中最困難的一步。如何求證假設可充分展現研究者的才華。在科學(xué)實(shí)驗中,要掌握或貫徹以下幾點(diǎn):
。ㄒ唬┳兞
變量,或稱(chēng)因子,是指實(shí)驗過(guò)程中所被操作的特定因素或條件。按性質(zhì)不同,通?煞譃閮深(lèi):
l.實(shí)驗變量與反應變量
實(shí)驗變量,也稱(chēng)為自變量,指實(shí)驗中由實(shí)驗者所操縱的因素或條件。反應變量,亦稱(chēng)因變量,指實(shí)驗中由于實(shí)驗變量而引起的變化和結果。通常,實(shí)驗變量是原因,反應變量是結果,二者具有因果關(guān)系。實(shí)驗的`目的在于獲得和解釋這種前因后果。例如,在“溫度對酶活性”的實(shí)驗中,所給定的低溫(冰塊)、適溫(37℃)、高溫(沸水。┚褪菍(shí)驗變量。而由于低溫、適溫、高溫條件變化,唾液淀粉酶水解淀粉的反應結果也隨之變化,這就是反應變量,該實(shí)驗即在于獲得和解釋溫度變化(實(shí)驗變量)與酶的活性(反應變量)的因果關(guān)系。
2.無(wú)關(guān)變量與額外變量
無(wú)關(guān)變量,也稱(chēng)控制變量,指實(shí)驗中除實(shí)驗變量以外的影響實(shí)驗現象或結果的因素或條件。額外變量,也稱(chēng)干擾變量,指實(shí)驗中由于無(wú)關(guān)變量所引起的變化和結果。顯然,額外變量會(huì )對反應變量有干擾作用,例如,上述實(shí)驗中除實(shí)驗變量(低溫、適溫、高溫)以外,試管潔凈程度、唾液新鮮程度、可溶性淀粉濃度和純度、試劑溶液的劑量、濃度和純度,實(shí)驗操作程度,溫度處理的時(shí)間長(cháng)短等等,都屬于無(wú)關(guān)變量,要求對低溫、適溫、高溫3組實(shí)驗是等同、均衡、穩定的;如果無(wú)關(guān)變量中的任何一個(gè)或幾個(gè)因素或條件,對3個(gè)實(shí)驗組的給定不等同、不均衡、不穩定,則會(huì )在實(shí)驗結果中產(chǎn)生額外變量,出現干擾,造成誤差。實(shí)驗的關(guān)鍵之一在于控制無(wú)關(guān)變量或減少額外變量,以減少誤差。
。ǘ﹩我蛔兞吭瓌t
單一變量原則是處理實(shí)驗中的復雜關(guān)系的準則之一。它有兩層意思:一是確!皢我蛔兞俊钡膶(shí)驗觀(guān)測,即不論一個(gè)實(shí)驗有幾個(gè)實(shí)驗變量,都應做到一個(gè)實(shí)驗變量對應觀(guān)測一個(gè)反應變量;二是確!皢我蛔兞俊钡牟僮饕幏,即實(shí)驗操作中要盡可能避免無(wú)關(guān)變量及額外變量的干擾。例如,上述實(shí)驗遵循單一變量原則,第一,在觀(guān)測上要做到:低溫處理觀(guān)測記錄低溫下的變化和結果,高溫處理觀(guān)測記錄高溫下的變化和結果,反應變量不能混淆;第二,在操作上要做到;對3個(gè)實(shí)驗一要在預先的低溫、適溫、高溫條件下做實(shí)驗處理,常見(jiàn)的錯誤是先在常溫下做處理再放到低溫、適溫、高溫條件中進(jìn)行觀(guān)測;這樣就混入了“常溫”這個(gè)無(wú)關(guān)變量及額外變量?傊,實(shí)驗設計、實(shí)驗的全過(guò)程,都應遵循單一變量原則。
。ㄈ┛刂婆c平衡控制
保證實(shí)驗不受干擾或將干擾因素降低到最低程度控制,是處理實(shí)驗中變量關(guān)系的又一準則,指實(shí)驗要嚴格地操縱實(shí)驗變量,以獲取反應變量。與此同時(shí),還要嚴格地均衡無(wú)關(guān)變量,以消除額外變量干擾。一句話(huà),通過(guò)實(shí)驗控制,盡量消除實(shí)驗誤差,以取得較為精確的實(shí)驗結果。
如果說(shuō)“單一變量”原則,主要是對實(shí)驗變量與反應變量的控制而言,而這里的"平衡控制",則主要是對無(wú)關(guān)變量與額外變量的控制而說(shuō)的,意思是說(shuō),實(shí)驗中的無(wú)關(guān)變量的因素條件,很難避免,只能設法平衡和抵消它們的影響,常用的方法有:
l.單組實(shí)驗法 對一組(或一個(gè))對象,既用A法,又用B法,順序隨機或輪流循環(huán),這是生物實(shí)驗常用的實(shí)驗方法。例如,“觀(guān)察植物細胞的質(zhì)壁分離與復原”實(shí)驗,通常是將做好的洋蔥紫色鱗片葉表皮細胞裝片,先用蔗糖溶液做質(zhì)壁分離觀(guān)察,接著(zhù)又用清水做質(zhì)壁分離復原觀(guān)察,這就是單組實(shí)驗法。由于對象同一,無(wú)關(guān)變量影響也就被平衡和抵消了。
2.等組實(shí)驗法 將狀況相等即對象,分成兩組或多組,一組用A法,另一組用B法,這也是生物實(shí)驗常用的實(shí)驗方法。例如,“植物激素與向性”實(shí)驗,設計了5組實(shí)驗,其對象是玉米幼苗,要求品種、萌發(fā)期、粗細、大小、長(cháng)勢等狀況都是相同的,這就是等組實(shí)驗法,對無(wú)關(guān)變量的影響起到了平衡和消除作用。
3.輪組實(shí)驗法 對兩組以上的對象,循環(huán)進(jìn)行兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗處理,如甲組——A法、B法;乙組——B法、A法等,這樣就有效地平衡和抵消無(wú)關(guān)變量的影響。自然,操作起來(lái)要麻煩一些。例如,"植物向光性"實(shí)驗,可隨機取2株(組)生長(cháng)狀況并不相等的玉米幼苗,作如下實(shí)驗處理:
甲組:玉米幼苗——A先用“不透光”處理 B后用“單側光”處理
乙組:玉米幼苗——C先用“單側光”處理 D后用“不透光”處理
實(shí)驗結果,則是A+D(不透光)和B+C(單側光)的比較,這就是輪組實(shí)驗法。這種實(shí)驗處理的匹配,對平衡、消除無(wú)關(guān)變量和額外變量更有說(shuō)服力。
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對照是實(shí)驗控制的手段之一,目的還是在于消除無(wú)關(guān)變量對實(shí)驗結果的影響。實(shí)驗對照原則是設計和實(shí)施實(shí)驗的準則之一。通過(guò)設置實(shí)驗對照對比。既可排除無(wú)關(guān)變量的影響,又可增加實(shí)驗結果的可信度和說(shuō)服力。通常,一個(gè)實(shí)驗總分為實(shí)驗組和對照組。實(shí)驗組,是接受實(shí)驗變量處理的對象組:對照組,也稱(chēng)控制組,對實(shí)驗假設而言,是不接受實(shí)驗變量處理的對象組,至于哪個(gè)作為實(shí)驗組,哪個(gè)作為對照組,一般是隨機決定的,這樣,從理論上說(shuō),由于實(shí)驗組與對照組的無(wú)關(guān)變量的影響是相等的,被平衡了的,故實(shí)驗組與對照組兩者之差異,則可認定為是來(lái)自實(shí)驗變量的效果,這樣的實(shí)驗結果是可信的。按對照的內容和形式上的不同,通常有以下對照類(lèi)型:
l.空白對照 指不做任何實(shí)驗處理的對象組。例如,在“生物組織中可溶性還原糖的鑒定”的實(shí)驗中,向甲試管溶液加入試劑,而乙試管溶液不加試劑,一起進(jìn)行沸水浴,比較它們的變化。這樣,甲為實(shí)驗組,乙為對照組,且乙為典型的空白對照?瞻讓φ漳苊靼椎貙Ρ群鸵r托出實(shí)驗組的變化和結果,增強了說(shuō)服力。
2.自身對照 指實(shí)驗與對照在同一對象上進(jìn)行,即不另設對照組。單組法和輪組法,一般都包含有自身對照。如“植物細胞質(zhì)壁分離和復原”實(shí)驗,就是典型的自身對照。自身對照,方法簡(jiǎn)便,關(guān)鍵是要看清楚實(shí)驗處理前后現象變化的差異,實(shí)驗處理前的對象狀況為對照組,實(shí)驗處理后的對象變化則為實(shí)驗組。
3.條件對照 指雖給對象施以某種實(shí)驗處理,但這種處理是作為對照意義的,或者說(shuō)這種處理不是實(shí)驗假設所給定的實(shí)驗變量意義的。例如,“動(dòng)物激素飼喂小動(dòng)物”的實(shí)習實(shí)驗,采用等組實(shí)驗法,其實(shí)驗設計方案是:
甲組:飼喂甲狀腺激素(實(shí)驗組);
乙組:飼喂甲狀腺抑制劑(條件對照組);
丙組:不飼喂藥劑(空白對照組);
顯然,乙組為條件對照。該實(shí)驗即設置了條件對照,又設置了空白對照,通過(guò)比較、對照、更能充分說(shuō)明實(shí)驗變量——甲狀腺激素能促進(jìn)動(dòng)物的生長(cháng)發(fā)育。
4.相互對照 指不另設對照組,而是幾個(gè)實(shí)驗組相互對比對照,在等組實(shí)驗法中,大都是運用對照,如“植物的向性”的等組實(shí)驗中,5個(gè)實(shí)驗組所采用的都是相互對照,較好的平衡和抵消了無(wú)關(guān)變量的影響,使實(shí)驗結果更具有說(shuō)服力。
五、結論
觀(guān)察、實(shí)驗的價(jià)值即在于獲得驗證性的結果。因此,在實(shí)驗中要記錄實(shí)驗的事實(shí)、現象和數據,即捕捉、記錄由實(shí)驗變量而帶來(lái)的反應變量。然后,論證、說(shuō)明實(shí)驗中的自變量與因變量的因果關(guān)系,從而得到實(shí)驗的結果。①如果所獲得的結果與假設相符,則肯定假設;②如果結果與假設不相符,則否定假設;③如果結果與假設無(wú)關(guān),則無(wú)從判斷。最后得出結論。
科學(xué)實(shí)驗必須遵循真實(shí)、客觀(guān)的基本準則,即實(shí)驗中的觀(guān)察一定要實(shí)事求是,一切從實(shí)驗出發(fā),使獲取的材料(事實(shí)、現象、數據)盡可能的反映客觀(guān)事物的本來(lái)面目,不能憑空胡謅,不能片面武斷。
以上科學(xué)方法是進(jìn)行實(shí)驗設計,制定實(shí)驗方案的理論依據。
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