(一)探究和验证型实验型
1.一般程序 解题思路概况
观察现象,提出问题 从资料中寻找答案
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作出假设 对于验证型实验而言,假设就是结论
↓ 对于探究型实验而言,假设就是解释,对引见现象的解释
设计实验 有书写的基本框架(见附页)
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实验预期
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实验验证 检验实验结果与预期结果是否一致
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结论 是结果的升华。例如:《甲状腺激素饲喂小动物的实验》,实验结果是含用了含甲状腺激素的小动物发育快,而未用了含甲状腺激素的小动物发育慢,而实验结论为:甲状腺激素可以促进幼年动物的个体发育
2、比较表
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探究性实验 |
验证性实验 |
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实验目的 |
探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系 |
验证研究对象的已知属性、特征以及与其他因素的关系 |
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实验假设 |
假设一般采用“如果A,则B” 的形式表述,是根据现有的科学理论、事实.对所要研究的对象设想出一种或几种可能性的答案、解释 |
因结论是己知的,因此不存在假设问题(或已有实验过程、结果,在提出假设时,通过验证,得出假设是正确的) |
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实验原理 |
因探究内容而异 |
因验证内容而异 |
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实验过程 |
应有的实验步骤实际上并未完成,因探究内容而异 |
应有的实验步骤,可以是曾经做过或尚未做过的,因验证内容而异 |
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实验的分组:有实验组和对照组。如果实验中是一个自变量,则分成2组(有时也分成3组),即自变量改变与否;如果是二个自变量,则分成3组,即1、2组的设立是改变其中的一个自变量,第3组是两个自变量改变与否;…… |
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实验组和对照组的设计是对自变量的处理,对无关变量的应设置在相同的条件下,以免影响自变量对实验的效果。故从实验材料中分析出自变量是实验的关键。 |
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实验现象 |
未知,可以不描述 |
已知,应准确描述 |
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实验结果预测 |
对应假设,分类讨论。一般需讨论“如果出现结果①会怎样,如果出现结果②或③又会怎样”,一般有多种可能的结果。但有时也会出现“预测最可能的结果”的问题.此种情况应根据已有知识推测最合理的结果。 |
与实验假设一致 (不可与探究性的结果预测相混) |
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实验结论 |
根据可能的实验结果,进行分析。 |
对应实验目的做出肯定结论 |
有关探究和验证实验的具体解题思路:
实验设计解题思路:
1.基本框架:解答设计探究实验的框架:
(1)审题---用笔标记
(2)明确目的,找准原理---区分原理和目的
(3)书写格式:
A选择仪器(为酵母菌发酵创造真空的试管,胶塞和注射器),处理或选择实验材料(植物的饥饿处理,幼龄动物的选择)
B分组编号(等量、适量、随机相同)
C设计对照,突出单因子变量
D再次强调固定控制变量的同时,等量和适宜(植物的光照,动物的饲喂,微生物配置相应的培养基)
E观察记录:(要具体化,即找准实验观察的对象并准确描述。如“比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率”实验中,观察的实验现象为气泡的大小和气泡产生的速率。记录的表示方式,记录的频率可以针对实验现象,分析单一实验变量对结果的影响从而选用文字、表格、坐标曲线图等形式进行具体、准确表达。)
注意:运用图示、图表、图标;具体操作要写明(如仪器材料);身临其境(家兔凝血的例题)
2.关注框架中的对照,尤其是空白对照
例1:(06上海)在“学农”活动中,生物小组同学了解到一种有毒植物“博落迥”,农民常用其茎叶的浸出液对水稻种子进行消毒杀菌,防治秧苗病害,但是使用中常出现水稻发芽率降低的现象。同学们经调查后发现,农民所使用的“博落迥”浸出液浓度约为每100ml水中含有3-7g“博落迥”茎叶干重。他们推测,水稻发芽率降低的现象可能与使用的浸出液浓度有关。
课题名称:不同浓度“博落迥”浸出液对水稻种子发芽率的影响
实验材料:晒干的“博落迥”茎叶、饱满无菌已经水浸泡一天的水稻种子500粒、培养皿数套、大小烧杯数只、量筒、台秤、漏斗、纱布、吸管、吸水纸等。
实验步骤:
结果与讨论:
例2:研究性学习小组的同学在某电镀厂排水口采集重金属污染液1000mL,利用以下实验材料和器材设计实验,探究不同浓度金属污染液对水稻种子萌发和生长的影响。
实验材料和器材:水稻种子;试管;培养皿;纱布;尺子(100mm);蒸馏水;恒温光照培养箱(温度设定为280C,光强度为2000Lux)。(实验材料和器材的数量不限)
根据给出的实验材料和器材,请设计实验方法和步骤,预测实验结果并作出分析。
(1)方法和步骤:
(2)结果预测和分析:
例3:04年江苏:环境污染对植物的生长发育有不同程度的影响。在一定程度上,植物在污染环境中也有继续保持正常生命活动的特性,这种特性称为抗性。研究植物的抗性对筛选具有净化环境的植物种类和保护环境有积极意义。
工业生产中产生的SO2是酸雨(pH<5.6)形成的主要原因之一。有人设计实验研究酸雨对植物的毒害作用。实验过程如下图所示(除图中特别说明的外,其他条件甲、乙均相同):实验结果表明,“酸雨”使植物叶片变黄,而对照实验中的植物没有变黄。该实验说明“酸雨”对植物的生长发育有影响。
参照上述装置和试剂以小麦种子为实验材料尝试设计实验,探究2种不同pH的酸雨对种子萌发率的影响。
①探究的问题:不同pH的酸雨对小麦种子萌发率的影响。
②作出的假设:___________________________________________。
③实验步骤(简要叙述):
④实验预期结果与分析(实验预期结果多种多样,写出其中3种并加以分析):
3.解题技巧:
(1)运用图示、图表或图标体现解题过程:
例4:植物的根具有向重力生长的特性,下列是研究根向重力生长机理的两个实验。
实验一:将空白琼脂和含EDTA的琼脂做成帽状,分别套在甲、乙两组玉米胚根的根冠外(示意图如下)。提示:EDTA的作用是去除与其临接部位的Ca2+。
将胚根水平放置培养一定时间后,观察到甲组胚根向重力(下)生长,乙组胚根水平生长。
根据上述实验结果,得出实验结论:_________________。
实验二:水平放置的胚根弯曲向下生长,与根冠近地侧的Ca2+浓度明显高于远地侧有关。研究表明,根总是朝着Ca2+浓度高的方向变曲生长。为验证这一结论,有人设计了下列实验方案。请根据提供的实验材料和用具,写出第二步及以后的实验步骤和实验结果,并回答问题。
(1)实验材料和用具:胚根等长的萌发玉米种子,含EDTA的琼脂帽,含Ca2+的琼脂块,空白琼脂块,培养皿等。
(2)实验步骤:
第一步:取若干个培养皿,在每个培养皿中放置适量的萌发玉米种子,按实验一中乙组的方法处理胚根一定时间后,移去根冠外的琼脂帽。
第二步:
(3)实验结果:______________________________________________。
(4)科学家进一步证实,根冠中生长素的分布受Ca2+浓度影响。当胚根水平放置时,重力诱导Ca2+向根冠下侧移动,导致近地侧的生长素浓度比远地侧高。请分析胚根的生长素分布与向重力生长的关系:________________________________________________。
例5:一种以地下茎繁殖为主的多年生野菊分别生长在海拔10m、500m和1000m的同一山坡上。在相应生长发育阶段,同一海拔高度的野菊株高无显著差异,但不同海拔的野菊株高随海拔的增高而显著变矮。为检验环境和遗传因素对野菊株高的影响,请完成以下实验设计:
(1)实验处理:春天,将海拔500m和1000m处的野菊幼芽同时移栽于10m处。
(2)实验对照:生长于________m处的野菊。
(3)收集数据:第二年秋天_____________________________。
(4)预测支持下列假设的实验结果:
假设一 野菊株高的变化只受环境因素的影响,实验结果是:移栽至10m处的野菊株高____________________________________。
假设二 野菊株高的变化只受遗传因素的共同影响,实验结果是:移栽至10m处的野菊株高_______________________________________________。
假设三 野菊株高的变化受遗传和环境因素的共同影响,实验结果是:移栽至10m处的野菊株高_______________________________________________________。