下载文档原格式
实验设计遵循的原则1.设置对照原则：①空白对照；②条件对照；③相互对照；④自身对照；2.单一变量原则；3.平行重复原则。
(1)设置对照原则:在实验设计中,为排除无关条件的干扰，常常要设立对照实验。
通过干预或控制研究对象，以消除或减少实验误差，鉴别实验中的处理因素与非处理因素的差异。
常见对照方法主要有:①空白对照不给对照组任何处理因素。
如:在研究甲状腺激素促进蝌蚪发育实验中,先取等量的同龄且发育状态相同的小蝌蚪60只,分为两组放入容积相同的两个玻璃缸,加入等量的自然水和蝌蚪饲料◇一组加入甲状腺激素，另一组不加任何药品,就是空白对照。
②条件对照给对照组施以部分实验因素,但不是所要研究的实验因素。
如：在上述空白对照的举例中，如果取等量的同龄且发育状态相同的小蝌蚪60只，分为三组(编号甲、乙、丙)放入容积相同的三个玻璃缸，加入等量的自然清水和蝌蚪饲料;甲组加入甲状腺激素,乙组加入甲硫咪唑(甲状腺抑制剂)，是条件对照，丙组不加任何药品，是空白对照。
③相互对照不单设对照组,而是几个实验组相互对照。
例如：验证植物根对矿质离子有选择吸收的特性,可把蕃茄和水稻分别培养在成分相同的培养液中,过一段时间后,测定培养液中各种矿质元素离子浓度的变化,就会发现蕃茄吸收Ca 多,吸收Si 少;而水稻吸收Si 多,吸收Ca 少。
以上就是两个实验组的相互对照。
④自身对照对照和实验都在同一研究对象上进行。
如：要研究植物根具有向重力性,茎具有背重力性,可把某一植株横放于培养基上,让其自然生长,经过一段时间后,便可观察到根向重力生长,茎背重力生长。
这里，对照和实验都在同一个体进行，属于自身对照。
(2)单一变量原则:控制其它因素不变,只改变其中一个因素，观察其对实验结果的影响。
如探索温度对酶活性的影响时，只能改变反应的温度，其它如pH 、酶浓度等因素就要完全相同且适宜。
(3)平行重复原则:对所做的实验在同样条件下,进行足够次数的重复,不能只进行1－2次便轻易得出结论。
实验设计的一般原则及规律技巧实验设计的一般原则１．科学性原则指在设计实验时必须有充分的科学依据，即要以前人的实验、方法和自己的实验为原则，不能凭空想象。
即实验目的要明确，实验原理要正确，实验研究的材料和实验手段的选择要恰当，整个实验设计的思路和实验方法的确定都不能偏离实验原理及有关的生物学知识，或其他学科领域的基本知识。
２．单一变量控制原则⑴变量类型A：实验变量与反应变量实验变量亦称自变量,指实验中由实验者所操纵、给定的因素或条件。
反应变量亦称因变量或应变量，指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。
二者之间是前因后果的关系。
实验的目的就在于获得和解释前因与后果。
如比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率的实验自变量：催化剂种类（Fe3+和过氧化氢酶）因变量：气泡产生速度，卫生香燃烧程度观察植物细胞的质壁分离和质壁分离复原的实验自变量：外界溶液的浓度（高渗及低渗溶液）因变量：质壁分离（液泡失水缩小、颜色变浓、原生质层与细胞壁分离）；质壁分离复原（液泡恢复原状、颜色变浅、原生质层恢复原状）植物向性运动的实验设计和观察自变量：①是否单侧光照（黑暗、单侧光照、均匀光照）②改变幼苗的空间位置以接受重力影响因变量：①幼苗的弯曲状况；②根的弯曲方向B：无关变量与额外变量无关变量是指实验中除实验变量外的影响实验结果与现象的因素或条件。
由无关变量引起的变化结果就叫额外变量。
它们之间也是前因后果的关系。
但它们的存在对实验与反应变量的获得起干扰作用。
例如：“唾液淀粉酶实验”中，除实验变量(温度)外，试管的洁净程度、唾液的新鲜程度、淀粉浓度、温度处理的时间长短等等就属于无关变量。
如无关变量中的任何一个或几个对三组实验不等同、不均衡，就会产生额外变量，影响实验的真实结果。
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。
遵循单一变量原则，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。
[技法必备]1．实验设计的单一变量原则即除自变量（实验变量）以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜，以确保实验变量的唯一性。
如生物材料相同（大小、生理状况、年龄、性别等）、实验器具相同（型号、洁净程度等）、实验试剂相同（用量、浓度、使用方法等）和条件相同（保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等）。
点悟：变量是实验过程中可以变化的因素——在设计实验时，要注意使自变量可控制、因变量比较好检测，并尽量避免无关变量对实验的干扰。
2．三类变量（自变量、因变量、无关变量）分析3．教材中探究类实验的变量分析实验名称自变量因变量无关变量探究温度对淀粉酶活性的影响不同温度（至少三种）酶的活性（加碘液后溶液颜色的变化）pH、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等探究pH对过氧化氢酶活性的影响不同pH（至少三种）酶的活性（气泡的数量或带火星的卫温度、底物量、酶量、试管的洁净程[技能展示]1．下列有关实验变量的叙述，正确的是（）A．在探究O2浓度对酵母菌细胞呼吸速率影响的实验中，通常温度不属于变量B．在探究NaCl浓度对人的红细胞形态变化影响的实验中，NaCl浓度是因变量C．探究光照强度对植物光合速率影响的实验，CO2浓度、温度、植物种类是无关变量D．在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和pH是自变量解析探究O2浓度对酵母菌细胞呼吸速率影响的实验中，实验自变量是O2浓度，温度等是无关变量。
探究NaCl浓度对人的红细胞形态变化影响的实验中，NaCl 浓度是实验自变量。
探究光照强度对植物光合速率影响的实验，光照强度是自变量，CO2浓度、温度、植物种类是无关变量。
在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和pH分别是自变量和无关变量。
答案 C2．在研究不同金属离子对某水解酶活性的影响时，得到如表结果。
下列分析错误的是（）A.Mn2＋降低了反应过程所需的活化能B．Ca2＋或Mg2＋可能导致酶结构的改变使其活性降低C．不同离子对酶的活性有提高或降低作用D．该水解酶的用量是实验的无关变量解析从表格可看出，Mn2＋提高了某水解酶的活性，A错误；Ca2＋或Mg2＋可能通过改变酶的结构使其活性降低，B正确；由题表结果可知，不同离子对该水解酶影响效果不同，C正确；在该实验中，不同金属离子是自变量，该水解酶的活性是因变量，该水解酶的用量是无关变量，D正确。
实验探究拓展
实验的单一变量原则
1.概述
单一变量原则是指其他因素(无关变量)不变,只改变其中一个因素(要研究的因素——实验变量,即自变量),然后观察这个实验变量对实验结果的影响。
2.单一变量的控制
确定自变量后,控制其他无关变量相同且适宜。
如下表:
(2011·慈溪模拟)探究镍盐为植物生活所必需的无机盐。
材料用具:完全营养液甲、缺镍的完全营养液乙、适当的容器和固定
材料、长势相似的玉米幼苗、无机盐镍。
,。
(3)为进一步验证镍盐一定是植物必需的无机盐,还应增加的实验步骤是
结论是
(4)既然验证镍盐是植物必需的无机盐,是不是培养植物的营养液中添加的镍盐越多越好?
(5)上述实验若用土壤代替培养液或配制培养液时用自来水而不用蒸馏水,实验能否成功?为什么?
有机化合物及生物大分子
蛋白质。
高中生物实验设计的基本原则和步骤标签：生物教学;实验;设计;原则;步骤;问题生物是一门以实验为基础的学科，实验设计题也是高考中的重要题型，同时还是高考复习教学中的重点和难点。
下面，笔者结合教学实践，就高中生物实验设计的基本原则和基本步骤作以简单介绍。
一、实验设计的基本原则1.科学性原则。
所谓科学性原则，是指实验的原理要符合科学原理，实验结果的预期要有科学依据，实验的各个环节不能偏离生物基本知识和基本原理。
2.单一变量原则。
所谓单一变量原则，是指控制其他因素不变，只改变其中某一变量，观察其对实验结果的影响。
除了整个实验过程中要处理的实验因素外，其他实验条件要求做到前后一致。
一般来说，应该做到以下几点：一是所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面要尽量相同或大致相同;二是所用实验器具（试管、烧杯、培养皿、广口瓶等器具）的大小型号要完全一样;三是所用实验试剂的成分、浓度、体积要相同，尤其要注意体积上等量的原则;四是所用处理方法要相同。
3.对照性原则。
对照是实验控制的手段之一，目的是消除无关变量对实验结果的影响。
实验对照原则是设计和实施实验的准则之一。
二、实验设计的基本步骤实验设计的基本步驟包括：了解题目要求、明确实验目的、分析实验原理、确定实验思路、设计实验步骤、分析实验结果。
1.了解题目要求。
首先要明确题意，只有明确题意才能方向明确，少走弯路。
2.明确实验目的。
实验目的是确定实验原理和设计实验方案的依据，而对于实验设计来说，实验目的是题干中必须明确的条件，否则整个实验设计就无从谈起。
因此在实验设计前，一定要认真审题，准确把握实验目的。
3.分析实验原理，确定实验思路。
一个结论可通过许多不同的实验来验证，但究竟应该选用何种设计方案，则要根据题目的具体要求来确定。
所以在把握实验目的之后，要弄清题目的设计要求，之后在此基础上确定实验思路。
4.设计实验步骤。
实验步骤是实验设计的核心，在解答实验设计题目中，对于实验能力的考查主要是通过实验设计的步骤来体现的。
单一变量原则“单一变量原则”主要是指每次试验中只有一个变量在变化，其他变量全部保持不变。
单一变量原则即使用一个改变一个变量的方式来弄清楚它对系统的影响，这可以帮助我们更好地理解不同环境的影响。
在研究影响实验的因素时，我们必须注意单一变量原则，这意味着实验中的一个变量将被改变，而其余的变量将保持不变。
具体来说，就是要弄清楚一个变量如何影响一个系统的结果，而不去考虑其他变量所带来的影响。
这样，我们就可以得到更准确的实验结果，从而做出更准确的决策。
单一变量原则可以用来研究微观和宏观现象，也可以用于实验研究和理论研究。
在实验研究中，研究者可以使用单一变量原则来检验他们的假设，从而得出更好的结论。
在理论研究中，研究者可以使用单一变量原则来检验不同的假设，并用实证研究的方式来考察其中的变量之间的关系。
除了在研究中使用单一变量原则外，还可以在实际生活中应用这个原则。
以节省时间或改善效率为例，如果要改进工作环境，一般不会同时做出多个改变。
相反，我们会只改变一个变量，然后观察其对效率的影响，再改进另一个变量，并继续观察，以此类推。
这种方法的确可以帮助我们更快地找到最佳工作状态，从而提高工作效率。
此外，单一变量原则也可以用于深入思考，我们可以使用这个原则帮助我们更好地思考某一特定问题，如果是一个复杂的问题，就可以分解成一个个更简单的问题，然后分析每个变量，深入思考它们之间的关系，从而找出最终解决问题的方法。
综上所述，单一变量原则是一个重要的实验原理，它的重要性不言而喻，它不仅可以帮助我们在实验中获得更准确的结果，而且也可以应用于我们的日常生活中，帮助我们解决实际问题。
为了更好地分析影响实验结果的因素，最重要的是要遵守单一变量原则，即只改变单个变量，从而能够更准确地分析变量和结果之间的关系。
