实验的基本原则

Question

如题所述

Answer 1

中学生物学实验设计的基本原则
生物学实验是通过控制和干预实验现象而进行的探索活动。控制本身就是在分析的基础上找出影响现象产生的各种因素，从而以控制或干预某一需要研究的因素来达到认识事物本质的目的。从认识论的角度来看，生物学实验的控制可分为两大类：一类是设法排除对研究对象的干扰，另一类是设法对研究对象进行干扰。这两个相反方式的控制所依据的原理是减法原理和加法原理。

1. 减法原理

实验控制中的减法原理是设法排除某种因素对实验对象的干扰，同时尽量保持被研究对象的稳定，从而在比较纯粹的状态下反映对象。依据减法原理，对实验过程的控制可以消除某种条件的影响，例如，在设计某种药物对动物疗效的实验研究中，动物的个体差异、外部环境等都可能对实验研究产生干扰作用，可选择纯种的某种动物作为实验材料，这就是排除个体差异对疗效的干扰作用。利用减法原理，也可以对某种被减去的因素进行研究，如对光合作用中二氧化碳的作用的实验研究就是依据减法原理而设计的。实验中，氢氧化钠的作用是吸收二氧化碳，通过对照，可以确定二氧化碳对光合作用的影响。中学生物学实验中的光合作用的几个实验（植物的光合作用需要光和水），种子萌发实验以及激素对动、植物生长发育的影响等实验都可运用减法原理来设计。

2. 加法原理

实验设计中的加法原理就是设法给研究对象施加干扰，造成研究对象的变化，从而使研究对象在某些因素的作用下反映出某些特征。如在研究高等动物反射的结构基础��；反射弧时，可干扰动物（如青蛙）反射弧的各部分结构，来研究反射弧的完整组成和各部分的功能。

应该说明的是，有的实验设计，对某一因素的控制既运用减法原理又运用加法原理，如设计“植物对不同矿质元素的需要”的实验，其目的是探讨某种植物对不同矿质元素的需要与否。实验中，先依据减法原理设计出对各种矿质元素的控制，即在完全营养液中人为去掉某种矿质元素，以观察植物生长发育的情况，如果发育正常，说明该矿质元素不是该植物的必需营养元素；如果发育不正常则还要运用加法原理人为补充这种元素，以证明该元素为植物所必需的矿质元素。在“激素对高等动物的生长发育影响”的实验设计中也运用了加法原理和减法原理。