规划实验

良好方案的组成部分

• 目的，说明所要探究的关系，通常以“探究……对……的影响”开头。
• 假设，对操纵变量如何影响应变量的可测试预测。
• 变量，操纵变量、应变量，以及控制变量清单，每一项都须清楚陈述。
• 器材与材料，列出所需的全部物品，如有需要注明具体数量或浓度。
• 方法，以编号步骤详细描述实验的设置和进行方式，详尽到足以让他人重复操作。
• 对照组，不包含被测试因素、或维持在基准水平的设置，用作比较，以显示结果是由操纵变量引起的。

撰写公平测试的方法

1. 说明操纵变量的各个水平将如何设置，例如不同的浓度或温度。
2. 详细说明应变量将如何测量，包括所用仪器及单位。
3. 说明控制变量在每组设置中将如何保持不变。
4. 说明实验将如何重复进行（通常至少再重复两次，共三次读数），以计算平均值并提高可靠性。
5. 说明结果将如何记录，通常使用标题清晰的表格。

为什么需要对照组

对照组不包含被测试的因素，或维持在固定的基准水平，因此其结果可与测试组比较。这种比较可以确认应变量的任何变化是由操纵变量引起的，而不是实验中未受控制的其他因素造成的。

完整规划示例

问题陈述。规划一个实验，探究光照强度对水生植物（如黑藻 Hydrilla）光合作用速率的影响。

目的。探究光照强度对黑藻光合作用速率的影响，以每分钟释放的气泡数量来测量。

假设。光照强度越高，光合作用速率越高，因此每分钟释放的气泡越多，直到强度很高时速率趋于平稳。

变量。操纵变量：光照强度，通过把台灯放在固定距离（如10、20、30、40和50 cm）来改变。

应变量：光合作用速率，以每分钟气泡数计。控制变量：水温、同一段黑藻，以及作为二氧化碳来源的碳酸氢钠溶液的浓度。

器材与材料。黑藻枝条、烧杯、碳酸氢钠溶液、过滤漏斗、试管、台灯、米尺、温度计和秒表。

对照与重复。置于黑暗中的一组作为对照，预期不产生气泡。

每个读数重复三次，计算每分钟气泡的平均数，以提高可靠性。

1. 把黑藻枝条切口朝上放入盛有碳酸氢钠溶液的烧杯中，并盖上倒置的过滤漏斗和试管。
2. 把台灯放在距烧杯10 cm处，让植物静置两分钟，使速率趋于稳定。
3. 数出一分钟内释放的气泡数，并记录下来。
4. 在相同距离处再重复计数两次，并计算平均值。
5. 依次把台灯移到20、30、40和50 cm处，在每个距离重复计数，同时保持水温不变。
6. 把所有读数记录在表格中，并作出每分钟气泡数对光照强度的图。

规划练习题与答案

以下简短的原创任务用于练习规划题所奖励的各项独立技能。

任务一（目的与假设）。某探究测试淀粉酶浓度如何影响消化淀粉所需的时间。

写出一个目的和一个假设。参考答案。

目的：探究淀粉酶浓度对消化淀粉所需时间的影响。假设：淀粉酶浓度越高，消化淀粉所需的时间越短。

任务二（变量与对照）。就该探究，陈述应变量并描述一个合适的对照。

参考答案。应变量：淀粉被完全消化所需的时间，当碘液不再变蓝黑色时即表示。

对照：一支装有淀粉和蒸馏水但不含淀粉酶的试管，其中淀粉不会被消化。

任务三（可靠性）。说明该方案如何使结果可靠。

参考答案。每个浓度测试三次并计算平均时间；重复测试可以让异常读数被识别，并减少随机误差的影响。

在方案中纳入安全事项

完整的方案会说明适合所用器材和材料的安全措施，因为可安全执行的方法能够得分。

• 指明危险，例如热水、明火或锋利的解剖刀，以及控制该危险的预防措施。
• 加热液体或处理刺激性溶液（如浓酸或浓碱）时佩戴护目镜。
• 小心处理活体材料和生物液体，实验后洗手。
• 清理前先关闭并冷却任何加热器材，并按指示处置化学品。

常见错误

来源:SRC-DSKP-EN

常见问题