生物学实验设计的基本原则
(2019-06-09 21:01:06)
生物学实验设计的基本原则
1假设验证原则假设
一般分为3个步骤:第一步是提出假设,即依据发现的事实材料和已知的科学原理,通过创造性思维,提出初步假定;第二步是作出预期,即依据提出的假设,进行推理,得出假定性的结论;第三步是验证假设,即依据假设和预期,设计实验方案,进行实验验证。如果假设得到证实,预期得以实现,则假设(假说)转化为科学理论,故假设是科学发展的基本形式。
2对照性原则
实验对照原则是设计和实施实验的准则之一。通过设置实验对照对比,既可排除无关变量的影响,又可增加实验结果的可信度和说服力。按内容和形式上的不同,通常有以下几种对照型:
(1)空白对照
例如,在“观察根对矿质元素离子的交换吸附现象”的实验中,将染成蓝色的根分成两等份:一份浸泡到盛有蒸馏水的小烧杯中,另一份浸泡到盛有等量氯化钙溶液的小烧杯中。前者为空白对照组。
(2)自身对照
例如,“观察植物细胞质壁分离和复原”实验,就是典型的自身对照。
(3)条件对照
例如,“动物激素饲喂小动物”实验,1号玻璃缸中加入甲状腺激素5mg;2号缸中加入甲状腺抑制剂(甲硫咪唑)5mg。后者是条件对照组。
(4)相互对照
例如“植物激素与向性实验”的等组实验中,5个实验组所采用的都是相互对照。至于哪个作为实验组,哪个作为对照组,一般是随机决定的,而且两组的无关变量的影响是相等的、等量的,故两者之差异,则可认定是来自实验变量的效果,这样的实验结果是可信的。
3单一变量原则
单一变量原则是处理实验的复杂变量关系的准则之一。它有两层意思:一是确保“单一变量”的实验观测,即不论一个实验有几个实验变量,都应做到一个实验变量对应观测一个反应变量;二是确保“单一变量”的操作规范,即实施实验中要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。
例如,新编高中《生物》的“探索影响淀粉酶活性的条件”实验中有温度和pH两个实验变量,但在观测pH对酶活性的影响时,3支试管应保证在相同温度下进行实验。实验成功的关键之一在于控制无关变量和减少额外变量,故实验设计应遵循单一变量原则。
4真实客观原则
真实客观原则是科学实验必须遵循的基本准则,即实验中的捕获解释一定要实事求是,一切从实际出发,使获取的事实、现象和数据尽可能地反映客观事物的本来面目,不能主观臆造,不能凭空胡诌,不能片面武断。例如,“唾液淀粉酶对淀粉的消化作用”实验,有的学生错误地作出如下结论:唾液淀粉酶将淀粉分解成麦芽糖。这就违背了真实客观的原则,因为本实验只能证明唾液对淀粉的分解作用,但不能证明具体分解后的产物是什么