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小议实验设计中的对照原则和单因子变量原则

日期:2017-12-01  来源:  作者:教研室吕冰华  点击数:

  一、对照性原则 科学、合理地设置对照可以使实验方案简洁、明了,且使实验结论更有说服力,一个实验通常分为实验组和对照组(控制组)。

  对照组按照对照方式的不同可分为4种:

  1、空白对照(“处理对不处理”或“有药对无药”): 即不作任何实验处理的对照组。例如,在还原糖鉴定实验中留一部分样液不加入斐林试剂,以作对照。

  2、相互对照(“这药对那药"或"这里对那里“): 不设控制组,只在几个实验组之间相互对比。例如,在植物激素与向性的设计实验中,5 个实验组的相互比较。在实验中要找出一个最佳效果点,就要采取相互对照进行实验。

  3、条件对照(“等药对等水”):给对照组施以不是所要研究的处理因素,这个处理因素就是实验变量。一般用“等量清水”取代“药品、制剂“等。例如,动物激素饲喂小动物的实验方案中: 饲喂甲状腺激素的为实验组;饲喂甲状腺抑制剂的是条件对照组; 不饲喂药剂的是空白对照组。

  4、自身对照(“这里对那里”):即实验与对照在同一对象上进行。例如,将过氧化氢酶加入过氧化氢溶液中,证明酶是生物催化剂可催化过氧化氢水解,即自身对照,处理前的对象状况为对照组,处理后的对象变化为实验组。

  二、单因子变量原则此原则是处理实验中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,即实验实施中要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。

  1、实验变量剖析

  在实验过程中变量是指可被操纵控制的、在性质和数量上可以变化的特定因素或条件,具体分析如下 :

  2、实验变量与反应变量:a、实验变量是研究者主动操纵的条件和因子,是作用于实验对象的刺激变量( 也称自变量),自变量须以实验目的和假设为依据,应具有可变性和可操作性;b、反应变量( 又称因变量),是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量,反应变量是研究是否成功的证据,应具可测性和客观性;c、二者关验系:实验变量是原因,反应变量是结果,即具因果关系。

  3、无关变量(控制变量)是指与研究目标无关,但却影响研究结果的变量,实验者应严格控制无关变量,否则实验结果的真实性无法得到认定,我们常在实验过程中强调“选取生长状况相同的幼苗”“数量大小相同的种子”“置于相同并适宜条件下培养”“加入等量的清水”等均是为了控制无关变量对实验结果的 干扰。

  三、变量举例

  例如,生物课本内温度对酶活性影响的实验中:实验变量是低温(冰),适温(60C),高温沸水);酶的活性变化即反应变量;试管的洁净度,淀粉酶的稀释度,可溶性淀粉的浓度,碘液的量和浓度,温度处理时间,操作程序等是无关变量。实验中不论有几个实验变量,都应做到每个自变量对应一个因变量,此外还要做到操作规范。在实验设计、实施的全过程中,应严格操纵实验变量,严格控制无关变量,尽可能消除误差,获取较为精确的反应变量。