实验设计的四个基本原则

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1、实验设计的四个基本原则一、对照原则1．目的：有比较才能有鉴别。设置对照组，以鉴别实验中的处理因素同非处理因素的差异2．方法：①空白对照即不给对照组任何处理因素。实际上对对照组的处理是不加实验组的处理因素。如：果树的环割实验（对结果实的影响）。②条件对照给对照组放回的实验因素，不是所要研究的处理因素，而是非处理因素。如：交换吸附实验中的蒸馏水。③相互对照不单设对照组，而是几个实验组相互对照。如：验证根对矿质元素的吸收具有选择性，把蕃茄、水稻分别培养在相同培养在相同培养液中④自身对照对照和实验都在同一研究

2、对象上进行。如：研究根的向地性和茎的背地性，可把植株横放于培养基上进行自然生长。二、实验条件一致性原则遵循单因子分析原理即整个实验过程，除欲处理的实验的因素外，其他条件要求前后一致。这要求我们对影响实验结果的可能因素进行全面认真的分析，逐个消除无关因素，突出某一实验因素（处理因素）。三、随机化原则指被研究的样本是从总体中任意抽取的。四、重复性原则任何实验都必须能够重复，这是科学性的重要标志。实验设计的基本方法一、明确实验目的实验目的是实验设计的出发点，要明确对象、范围和研究目的。二、作出假设（实验目的

3、的具体化）假设是实验设计的关键步骤，实验设计就是要根据假设去寻找证据，决定方法。三、预期结果就是根据思路，检测假设，并对可能产生的现象作出预期，即预料实验现象和实验结果。预期结果并不是假设本身。四、设计方案步骤这可能有多种思路，但要求简便、可行、安全、精确。五、选择材料、用具六、观察、收集及处理数据七、分析、结论对照实验中的变量控制一、在对照实验中，一般只确认一个变量，即对实验结果有影响的变量。如：果树环割实验中的“环割”与“不环割”；根对矿质元素的交换吸附中的“有离子”和“没有离子“。二、对照实验时

4、，一定要有研究对象参与。三、有些实验结果需要经过两次对照实验才能得到。（其实第二、三条的本质其实也就是对实验变量进行控制，确认其中的一个变量为处理因素和非处理因素。）例1：2000年高考实验设计（2000浙江）血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，缺乏钙则血液不能凝固，草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，起搞凝作用。请根据提供的实验材料和用具，简要写出第二步及以后的实验步骤和实验结果，难钙离子在血液凝固中的作用，并回答问题：一、材料和用具（1）家兔（2）生理盐水（3）酒精棉（4）

5、适宜浓度的草酸钾溶液（5）适宜浓度的氯化钙溶液（6）试管、注射器（针管、针头）二、实验步骤和实验结果A第一步：在A、B试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水第二步：……生理盐水B草酸钾溶液问题：设置B管的目的是解法思路：实验目的：验证钙离子在血液凝固中的作用1．实验目的具体化（作出假设）：（1）假如血液中有钙离子，则会凝固（2）假如血液中无钙离子，则不会凝固2．创设实验条件（可从分析实验材料和用具入手）：草酸钾溶液——去掉血液中的钙离子（创设无钙离子的条件）氯化钙溶液——提供钙离子（可创设有钙离子的

6、条件，但血液中本身是有钙离子的，已具备有钙离子的条件）；家兔——供血；生理盐水——做对照；酒精棉——消毒；试管、注射器——取血。3．书写实验步骤（把握关键句，按要求答题）第二步：用酒精棉消毒，用注射器取家兔血；第三步：立即将等量的新鲜血液分别加入到A、B两试管中，静置一段时间。结果：A管不凝固，B管凝固；4．检查设计的严谨性（1）A管不凝固是否与加入了草酸钾有关？（2）氯化钙溶液还没有使用。因此，要增加二次对照：第四步：将等量的氯化钙溶液分别加入到两试管中，结果：A管，B管。例2：某同学制定了下列实验

7、方案：（1）实验目的（略）（2）实验材料和用具（略）（3）实验方法和步骤①用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气①将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有红色安全灯②饥饿一定时间后，自暗室中取出，光照若干小时，使其充分进行光合作用③取一叶片，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热使叶绿素溶于酒精中④将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿内，用碘—碘化钾溶液检测有无葡萄糖的特异顔色反应出现该实验方案中有几项明显错误，请指出错误并改正。答案：（1

8、）步骤②中暗室内用红色安全灯是错误的，应改为绿色安全灯。（2）步骤⑤中的“葡萄糖”是错误的，应改为“淀粉”。（3）未设对照，对照的做法是：A．装置同步骤①，但玻璃罩内用同一种生长状况相同的另一株植物代替该植物，用一杯清水代替NaOH溶液B．重复改正后的步骤②C．重复题中步骤③④D．重复改正后的步骤⑤例3：为证实“CO2是光合作用合成有机物必需的原料”，玻璃瓶空气入口石灰水浓NaOH溶液浇水充分的植物（1）实验中用浓NaOH溶液和石灰水的目的分别是（2）进