芻議生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中對照實(shí)驗(yàn)的分析及應(yīng)用

苗沐霖

摘 要 本文對生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的對照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了簡要的介紹，以甲狀腺激素對動物神經(jīng)系統(tǒng)的影響為例，對具體的對照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析，希望對生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中對照實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用有所幫助。

關(guān)鍵詞 生物 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 對照實(shí)驗(yàn)

中圖分類號：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

生物是一門具有很強(qiáng)探究性的自然學(xué)科。通過科學(xué)探究方式進(jìn)行生物課程學(xué)習(xí)，不僅能夠更好地理解生物知識，同時還能極大地增強(qiáng)生物學(xué)習(xí)的興趣，更好地掌握科學(xué)探究的方法。通過探究性的實(shí)驗(yàn)方式進(jìn)行科學(xué)探究，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時通常將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為對照實(shí)驗(yàn)方式，能夠簡化整個探究實(shí)驗(yàn)流程，從而更加準(zhǔn)確、直觀地得出所需要的結(jié)論。

1對照實(shí)驗(yàn)

1.1生物對照實(shí)驗(yàn)的概念

生物對照實(shí)驗(yàn)指的是在生物實(shí)驗(yàn)的過程中，研究某種實(shí)驗(yàn)條件對實(shí)驗(yàn)對象所帶來的影響，需要將該種實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行一定的變化，其他實(shí)驗(yàn)條件保持不變，進(jìn)而得出該種實(shí)驗(yàn)條件變化后對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。這種單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)條件的變化也可以稱之為實(shí)驗(yàn)變量，控制一種實(shí)驗(yàn)變量，其他實(shí)驗(yàn)條件不變的實(shí)驗(yàn)就叫做對照實(shí)驗(yàn)。

1.2生物對照實(shí)驗(yàn)的原則

在進(jìn)行生物對照實(shí)驗(yàn)時，首先要遵循科學(xué)性原則，一定要在科學(xué)性的前提下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；其次在進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)時，必須遵循單一變量原則，保持所要研究的因素發(fā)生變化，其他因素保持不變，可以更好地處理復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)關(guān)系，將復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)問題利用最簡單的方式解決；最后要堅(jiān)持對照性原則，在開展對照實(shí)驗(yàn)時，做好單一變量的控制，可以很好地避免其他相關(guān)因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶來的影響和干擾，使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度。

1.3生物對照實(shí)驗(yàn)的類型

常見的生物對照實(shí)驗(yàn)有三種，分別為空白對照、自身對照以及相互對照。

1.3.1空白對照

空白對照實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚋玫奶骄磕稠?xiàng)實(shí)驗(yàn)因素的有無對整個實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，將實(shí)驗(yàn)組的因素對實(shí)驗(yàn)見過的影響簡單直觀的表現(xiàn)出來。比如在研究唾液淀粉酶對淀粉的影響時，實(shí)驗(yàn)組加入唾液，空白對照組選擇與唾液等量的蒸餾水；又比如在研究水對種子萌發(fā)的作用與影響時，實(shí)驗(yàn)組選擇加入一定量的水，空白對照組不加水。

1.3.2自身對照

自身對照是將實(shí)驗(yàn)前后的結(jié)果進(jìn)行對比，對比實(shí)驗(yàn)前后的差異性以及現(xiàn)象變化進(jìn)而整理出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。比如在做細(xì)胞的質(zhì)壁分離以及復(fù)原實(shí)驗(yàn)時，選擇一個成熟的植物細(xì)胞，如洋蔥，首先進(jìn)行質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)，給洋蔥細(xì)胞上滴入高濃度鹽水，觀察鹽水滴入前后洋蔥細(xì)胞的自然狀態(tài)以及質(zhì)壁分離狀態(tài)，在觀察完之后還可以觀察質(zhì)壁分離狀態(tài)和復(fù)原狀態(tài)，給質(zhì)壁分離的洋蔥細(xì)胞滴入低濃度鹽水，洋蔥細(xì)胞的質(zhì)壁分離狀態(tài)會逐漸復(fù)原。

1.3.3相互對照

相互對照直接在多個實(shí)驗(yàn)組之間進(jìn)行對照，進(jìn)而得出結(jié)論。當(dāng)不明確某種變量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果所帶來的影響時，可以選擇相互對照，通過多個實(shí)驗(yàn)組之間的相互對比來明確變量與結(jié)果之間的關(guān)系。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對照時，可以從變量的量上進(jìn)行控制，進(jìn)而研究出對實(shí)驗(yàn)結(jié)果所造成的影響。比如研究溫度對唾液淀粉酶活性的影響時，選擇5支加入等量唾液淀粉酶以及淀粉的試管，分別處于不同溫度的環(huán)境中，如0℃、20℃、37℃、60℃、80℃的水中，在一定的時間后檢測試管中淀粉的減少程度，將五組實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比，分析出唾液淀粉酶的最適宜溫度，假如說是37℃，還可以更加細(xì)化的進(jìn)行相互對照實(shí)驗(yàn)，比如33℃、35℃、39℃、41℃、43℃，繼續(xù)研究唾液淀粉酶的最適宜溫度。

1.4常見需要進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

中學(xué)階段需要進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)的生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一般有五種，第一種是觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)類，比如說細(xì)胞的分裂、細(xì)胞質(zhì)的流動等；第二種是觀察生理現(xiàn)象類，比如細(xì)胞的質(zhì)壁分離以及質(zhì)壁分離復(fù)原；第三種是探究物質(zhì)性質(zhì)類實(shí)驗(yàn)，主要研究對象為催化劑、反應(yīng)酶；第四種為鑒定物質(zhì)成分實(shí)驗(yàn)，主要為對DNA進(jìn)行鑒定以及提取實(shí)驗(yàn)；第五種為調(diào)研類實(shí)驗(yàn)，研究生物群落、污染對生物的影響等實(shí)驗(yàn)。

2對照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路

2.1對研究對象進(jìn)行分組

首先將研究對象分為兩組，分別為實(shí)驗(yàn)組和對照組，以研究甲狀腺激素對動物神經(jīng)系統(tǒng)的影響為例，可以選擇一定量的老鼠分為兩組，進(jìn)行編號。要做好研究對象數(shù)量控制工作，既不能過多，也不能過少，過多會增加實(shí)驗(yàn)的難度，過少可能會存在偶然誤差。兩組實(shí)驗(yàn)對象中，對于老鼠的品種，大小，健康狀況要盡量保持一致，避免意外因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶來的干擾。

2.2做好研究變量的控制工作

本次研究主要是為了研究甲狀腺激素對動物神經(jīng)系統(tǒng)興奮性的影響。因?yàn)橛绊憚游锷窠?jīng)系統(tǒng)興奮性的因素可能由多個方面的原因，比如說老鼠所處的環(huán)境、溫度、食物等，將除了甲狀腺激素之外的因素都視為其他因素，這些因素在實(shí)驗(yàn)中保持一致。

2.3控制變量

將兩組老鼠分為實(shí)驗(yàn)組和對照組，給實(shí)驗(yàn)組的老鼠食物中額外加入一定量的甲狀腺激素，對照組的老鼠食物不變，保持其他因素的一致性，在一定的時間后觀察兩組老鼠的狀態(tài)，并進(jìn)行比較。可以明顯看出實(shí)驗(yàn)組的老鼠表現(xiàn)的異常興奮，上躥下跳，而對照組的老鼠并無較為明顯的變化，進(jìn)而得出結(jié)論，甲狀腺激素可以增強(qiáng)動物神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性。

2.4注意事項(xiàng)

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時，一定要做好實(shí)驗(yàn)分組工作，同時整個實(shí)驗(yàn)的變量只能有一個，就是甲狀腺激素，其他實(shí)驗(yàn)條件要保持一致性，在整個實(shí)驗(yàn)過程中一旦有其他因素發(fā)生改變，則該實(shí)驗(yàn)必須要盡快做出調(diào)整，必要時重新開始實(shí)驗(yàn)。選擇的老鼠一定要保持其活性和健康性，老鼠的數(shù)量要控制在合適的范圍，比如說每組五只，同時要掌握甲狀腺激素在動物體內(nèi)作用的時間，過早或者過晚對照組的老鼠和實(shí)驗(yàn)組的老鼠在興奮性方面可能并沒有過多的區(qū)別，過早甲狀腺激素未發(fā)生作用，過晚甲狀腺激素作用已經(jīng)過去，老鼠陷入疲憊狀態(tài)，使得整個實(shí)驗(yàn)無法得出理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

3結(jié)語

生物探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能夠更好的提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生的動手能力、思維能力得到培養(yǎng)和增強(qiáng)，便于學(xué)生理解生物知識，解決實(shí)際問題。利用對照實(shí)驗(yàn)開展生物探究性實(shí)驗(yàn)，能極大地簡化實(shí)驗(yàn)難度，在進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)時，先要對研究對象進(jìn)行分組，再控制好實(shí)驗(yàn)過程中的變量，還需要注意設(shè)計(jì)過程中的一些注意事項(xiàng)，讓對照實(shí)驗(yàn)在生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中得到更好的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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