设计性实验的要求.pdfVIP

第八章 设计性实验 导言 实验设计，就是要求学生设计实验方案，选择实验器材，安排实验步骤，进行数据处理及分析实验现 象。它包括设计实验方案，设计实验步骤、设计实验改进方法等。实验设计，主要考察学生是否理解实验 原理，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情境下迁移知识的能力。 学生通过完成设计性实验，可以了解科学研究的思路、方法和步骤，使之具有严肃的科学态度、严密 的科学思想和严谨的工作作风，培养学生的创新意识和创新精神，提高学生分析问题和解决问题的能力， 提高学生综合素质，能有效地推动学生科研立项活动的开展，为将来从事科学研究打下良好的基础。 一、实验设计的目的 学生应在已掌握生物化学基础知识、基本理论和基本实验技能的基础上，在教师指导下，利用本实验 室已有的设备条件和材料试剂等技术基础，自己从网络上获取相关资料，设计出综合性的、探索性的实验， 在学生讨论、实验教师点评的基础上，学生修改实验设计方案，并在学生设计方案中选出最适合开展的方 案若干个，将学生进行编组完成实验。因此实验中学生参与完成选题、设计实验、实验准备、实施实验和 实验论文撰写等全过程。这种“理论-实践-理论-综合实践”的过程能使学生深刻理解生物化学实验技术 与原理，能熟练运用已经学习的多种技术，学会充分利用本实验室已有的实验设备和条件，将自己的想法 付诸于实践。 学生自主设计实验将技术性、综合性、探索创新性的实验融合在一起，通过学生的独立实验设计和实 践，培养了学生的创新思维和独立分析问题、解决问题的能力。 二、实验设计的四个原则 1. 对照性原则 在实验设计中，通常设置对照组，通过干预或控制研究对象以消除或减少实验误差，鉴别实验中的处 理因素同非处理因素的差异。 实验设计中可采用的对照方法很多，除了有阳性对照、标准对照、自身对照、相互对照之外，通常采 用空白对照的原则，即不给对照组以任何处理因素，值得强调的是，不给对照组任何处理因素是相对实验 组而言的，实际上对对照组还是要做一定的处理，只是不加实验组的处理因素。 2. 随机性原则 实验设计中的随机化原则，是指被研究的样本是从总体中任意抽取的，这样做的意义在于：一是可以 消除或减少系统误差，使显著性测验有意义；二是平衡各种条件，避免实验结果中的偏差。 3. 平行重复原则 平行重复原则，即控制某种因素的变化幅度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果影响的程度。 任何实验都必须能够重复，这是具有科学性的标志。上述随机性原则虽然要求随机抽取样本，这能够在相 当大的程度上抵消非处理因素所造成的偏差，但不能消除它的全部影响。平行重复的原则就是为解决这个 1 问题而提出的。 4. 单因子变量原则 单因子变量原则，即控制其他因素不变，只改变其中某一变量，观察其对实验结果的影响。除了整个 过程中欲处理的实验因素外，其他实验条件要求做到前后一致。 三、实验设计的基本方法 1. 了解题目要求 选题首先要明确题意，只有明确题意才能方向明确，少走弯路。看清题意是要求设计实验方案、步骤 还是分析实验结果。 2. 明确实验目的原理 明确实验到底要解决什么问题，要用到生物化学的什么原理。 3. 确定实验思路 根据原理对实验做出假设，并对可能产生的现象做出预期估计，并充分利用实验材料设计实验思路。 4. 设计实验步骤 根据上述实验目的、原理和思路，设计出合理的实验操作步骤。要思考所给出的实验材料和试剂分别 起什么作用？怎样运用？由于实验设计是一种开放性层面，可能存在多种实验步骤，但一般应遵循以下几 个要求：简便性、可行性、安全性和精确性。 5. 记录实验现象和数据 在实验中将观察到的现象如实、准确地记录下来。除了用文字进行记录外，还可以用数据、符号或影 像进行记录。 6. 分析得出结论 根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，归纳出一般概括性判断， 并用文字、图表、绘图等方法作一个简明的总结。 四、实验设计阶段的考核 1. 实验设计 （1）实验设计过程 设计方案是设计性实验的前提和基础。设计实验时要按实验