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《實(shí)驗(yàn)探究與設(shè)計(jì)專題》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、實(shí)驗(yàn)探究與設(shè)計(jì)專題節(jié)節(jié)練實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題是當(dāng)前髙考的熱點(diǎn)題型。此類型題目用以考查學(xué)仝的分析能力、理解能力、信息處理能力、語言文字表達(dá)能力、開拓創(chuàng)新能力，是學(xué)生綜合能力的體現(xiàn)。由于學(xué)生缺乏實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的有關(guān)理論知識，平時的練習(xí)也偏少，因此，遇到這類題型，就會感到茫然，無所適從。為解決這一問題，現(xiàn)將有關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本理論、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路方法和常見的類型作一介紹,以期增加學(xué)牛理論知識，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力之目的.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本理論實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的含義：是指在正式進(jìn)行科學(xué)研究Z前，實(shí)驗(yàn)者根據(jù)一定的冃的和要求，運(yùn)用冇關(guān)的科學(xué)知識、原理，對實(shí)驗(yàn)過程屮的材料、手段、方法、步驟等全部方案的制定。由于研究問題性質(zhì)
2、的不同，科學(xué)研究的方法也有差界，但通常分為以下兒步：（1）觀察觀察是科學(xué)研究方法的第一步，這里的觀察，是在處于自然常態(tài)條件下進(jìn)行。對事物進(jìn)行觀察時必須周詳，并將它記錄下來。而尤為重要的是要保持客觀的態(tài)度。人們常希望看到人想要看或應(yīng)該看到的現(xiàn)彖，因此而影響觀察結(jié)果，產(chǎn)生偏差。（2）提出問題人們對事物作縝密觀察以后，常常rti于好奇心或想作進(jìn)一步的了解而提出問題，雖然任何人都能提出問題，但只有有意義的問題才值得探討，因此，進(jìn)行研究時，不僅要提出問題，而且要提出確切的問題。此處，對問題的表述.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身體？”（3）假說科學(xué)方法的第三步是假說。假說（也稱
3、假設(shè)或猜測）：指依據(jù)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的事實(shí)材料，已取得的科學(xué)原理，提出的初步假定。用來說明某種現(xiàn)象但未經(jīng)證實(shí)的論題，也就是對所捉出的問題所作出的參考答案。假說一燉分為兩個步驟：第一步，提出假說，即依據(jù)發(fā)現(xiàn)的事實(shí)材料或已知的科學(xué)原理，通過創(chuàng)造性思維，提出初步假定；第二步，作出預(yù)期（推斷），即依據(jù)提出的假說，進(jìn)行推理，得出假定性的結(jié)論。例如，新編高中生物的“動物激素飼喂小動物的實(shí)驗(yàn)”，其假說是：“甲狀腺激素對動物的生長發(fā)育有影響”；其預(yù)期結(jié)果是「'用適量的甲狀腺激素飼喂蝌蚪，將促使蝌蚪的生長發(fā)育加速”。實(shí)驗(yàn)預(yù)期是較具體的推斷。-個問題常有多個可能的答案，但通常只有一個是正確的。因此，假設(shè)是對還是錯，還需
4、要加以驗(yàn)證，即依據(jù)假設(shè)或預(yù)期，設(shè)讓實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。（4）實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的概念：是依據(jù)假設(shè)，在人為控制條件下，對實(shí)驗(yàn)變量的變化和結(jié)果進(jìn)行捕獲和解釋的科學(xué)方法。實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證假說和解決問題的最終途徑。這是科學(xué)方法的最人特色，也是科學(xué)方法小最怵I難的一步.如何求證假設(shè)可充分展現(xiàn)研究者的才華。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)屮，要掌握或貫徹以下幾點(diǎn)：①變量變量（或稱因子），是指實(shí)驗(yàn)過程屮所被操作的特定因索或條件。按性質(zhì)不同，通常可分為兩類：1）實(shí)驗(yàn)變雖與反應(yīng)變量實(shí)驗(yàn)變量（也稱口變量人指實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)者所操縱的因素或條件。反應(yīng)變量（亦稱因變量）：指實(shí)驗(yàn)中由于實(shí)驗(yàn)變量而引起的變化和結(jié)果。通常，實(shí)驗(yàn)變量是原因，反應(yīng)變量是結(jié)果，二者
5、具有因果關(guān)系。實(shí)驗(yàn)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(yàn)中，所給定的低溫（冰塊）、適溫（37°C）、高溫（沸水?。┚褪菍?shí)驗(yàn)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(yīng)結(jié)果也隨之變化，這就是反應(yīng)變最，該實(shí)驗(yàn)即在于獲得和解釋溫度變化（實(shí)驗(yàn)變量）與酶的活性（反應(yīng)變量）的因果關(guān)系。2）無關(guān)變量與額外變量無關(guān)變量（也稱控制變圧）：指實(shí)驗(yàn)屮除實(shí)驗(yàn)變暈以外的影響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或結(jié)果的因素或條件。額外變量（也稱干擾變量）：指實(shí)驗(yàn)中由于無關(guān)變量所引起的變化和結(jié)果。顯然，額外變量會對反應(yīng)變量有T?擾作用，例如，上述實(shí)驗(yàn)中除實(shí)驗(yàn)變量（低溫、適溫、高溫）以外，試管潔凈程度、唾
6、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(yàn)操作程度，溫度處理的時間長短等等，都屬于無關(guān)變量，要求對低溫、適溫、高溫3組實(shí)驗(yàn)是等同、均衡、穩(wěn)定的；如果無關(guān)變量中的任何一個或兒個因素或條件，對3個實(shí)驗(yàn)組的給定不等同、不均衡、不穩(wěn)定，則會在實(shí)驗(yàn)結(jié)果中產(chǎn)生額外變量，出現(xiàn)干擾，造成誤差。實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵Z—在于控制無關(guān)變量或減少額外變量，以減少誤差。①單一變量原則單一?變量原則是處理實(shí)驗(yàn)中的復(fù)朵關(guān)系的準(zhǔn)則之一。它有兩層意思：-?是確保“單一變量”的實(shí)驗(yàn)觀測，即不論一個實(shí)驗(yàn)冇兒個實(shí)驗(yàn)變量，都應(yīng)做到一個實(shí)驗(yàn)變量對應(yīng)觀測一個反應(yīng)變量;二是確保“單一變量”的操作規(guī)范，即實(shí)驗(yàn)操作中要盡可能避免
7、無關(guān)變量及額外變量的干擾。例如，上述實(shí)驗(yàn)遵循單一變量原則，笫一，在觀測上要做到：低溫處理觀測記錄低溫下的變化和結(jié)果，高溫處理觀測記錄高溫卜-的變化和結(jié)果，反應(yīng)變量不能混淆；笫二，在操作上要做到：對3個實(shí)驗(yàn)一定要在預(yù)先的低溫、適溫、髙溫條件下做實(shí)驗(yàn)處理，常見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)行觀測；這樣就混入了“常溫”這個無關(guān)變量及額外變最?？傊瑢?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)的全過程，都應(yīng)遵循單一變量原則
