Question

14．设计并进行科学实验，是学习生物学的重要方式．某班级学生在探究光照条件对黄粉虫分布的影响时，提出以下三设计方案，请分析后回答下列问题：
  方案一：①在干燥纸盒内放入潮湿土壤；②把纸盒放在明亮的地方；③将10只黄粉虫放在纸盒的中央，观察黄粉虫的分布情况．
  方案二：①在干燥纸盒内，一侧放入潮湿土壤，另一侧放入干燥土壤；②把纸盒放在明亮的地方；③将2只
黄粉虫放在纸盒的中央，观察黄粉虫的分布情况．
  方案三：①在干燥纸盒内，一侧放入潮湿土壤，另一侧放入干燥土壤；再用黑板纸盖在有潮湿土壤的一侧；②把纸盒放在明亮的地方；③将10只黄粉虫放在纸盒的中央，观察黄粉虫的分布情况．
（1）这个班级探究课题的实验变量是光．
（2）写出以上每个方案是否合理，如果不合理请说明理由：
方案一：没有设置对照实验．
方案二：方案的变量与要探究的变量不一致，且实验动物数量太少，有偶然性．
方案三：变量不唯一，有两个变量．
（3）修改上述设计的不足之处后，你确定的方案是：在设计实验时，要给黄粉虫幼虫提供明亮和阴暗两种环境，各放入等量的黄粉虫幼虫10条，过一段时间后，观察黄粉虫幼虫对环境的选择．
（4）实施修改后的方案，并记录10次的统计数据，其中一组的结果如表．

	2分钟	3分钟	4分钟	5分钟	6分钟	7分钟	8分钟	9分钟	10分钟	11分钟
明亮	7只	6只	4只	5只	3只	2只	2只	0只	1只	1只
阴暗	3只	4只	6只	5只	7只	8只	9只	10只	9只	9只

每组同学统计了10次，老师又要求计算全班各组第10次数据的平均值，这样做是为了使实验结果更准确，可以减少误差．
（5）分析结果，得出结论：光对黄粉虫的生活有影响．

Answer 1

分析 （1）科学探究的一般过程：提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达和交流．
（2）对照实验：在探究某种条件对研究对象的影响时，对研究对象进行的除了该条件不同以外，其他条件都相同的实验．根据变量设置一组对照实验，使实验结果具有说服力．一般来说，对实验变量进行处理的，就是实验组．没有处理是的就是对照组．

解答 解：（1）对照实验所要探究的条件就是实验的唯一变量．由于“探究光对黄粉虫分布的影响”，所以，实验中唯一的变量是光，除“光”不同外其他条件如水分、温度、数量等都应该相同且适宜，因此光是这个班级探究课题的实验变量．
（2）以上每个方案不合理的理由：
方案一：生物探究实验一般都是对照实验，而方案一没有对照实验，因此方案一不合理的理由是没有设置对照实验．
方案二：方案中的变量是水分，而要探究的变量是光；2只鼠妇数量太少，存在偶然性，如采集的黄粉虫生病、或受其它非生物因素的影响、处于特殊生长时期等都会导致实验结论出错．因此方案二不合理的理由是：方案的变量与要探究的变量不一致，且实验动物数量太少，有偶然性．
方案三：对照实验是唯一变量实验，方案三有两个变量水分和光，因此方案三不合理的理由是：变量不唯一，有两个变量．
（3）在设计实验时，要给黄粉虫幼虫提供明亮和阴暗两种环境，各放入等量的黄粉虫幼虫10条，过一段时间后，观察黄粉虫幼虫对环境的选择．
（4）每组同学统计了10次，老师又要求计算全班各组第10次数据的平均值，目的是为了使实验结果更准确，可以减少误差，因此要计算全班平均值．
（5）统计并计算全班平均值，明亮处的平均值═（2+6+4+5+3+2+2+0+1+1）÷10≈3（个）；阴暗处的平均值═（8+4+6+5+7+8+8+10+9+9）÷10≈7（个）．明亮处少3个，阴暗处多7个，分析结果，得出结论：光对黄粉虫的生活有影响．
故答案为：（1）光；
（2）方案一：没有设置对照实验；
方案二：方案的变量与要探究的变量不一致，且实验动物数量太少，有偶然性；
方案三：变量不唯一，有两个变量；
（3）在设计实验时，要给黄粉虫幼虫提供明亮和阴暗两种环境，各放入等量的黄粉虫幼虫10条，过一段时间后，观察黄粉虫幼虫对环境的选择；
（4）使实验结果更准确，可以减少误差；
（5）光对黄粉虫的生活有影响．

点评 实验中，控制变量和设置对照实验是设计实验方案必须处理好的两个关键问题．