實驗基本原理是實驗設計所依據的理論根據,是指建立在大量觀察、科學實驗和社會實踐的基礎上，經分析、推理、歸納、概括而得到的事物的存在和運動規律。是自然科學和社會科學中具有普遍意義的規律。如公理、定理、公式等。基本原理既能指導實踐，又必須經受實踐的檢驗。
基本介紹
- 中文名：實驗原理
- 解釋：實驗設計的依據和思路
- 特點：必須經受實踐的檢驗
- 作用：能指導實踐
概念,設計原則,表述內容,例題剖析,
概念
實驗原理是實驗設計的依據和思路,。實驗基本原理是設計性實驗的基礎，要研究實驗，只有明確實驗的原理，才能真正掌握實驗的關鍵、操作的要點，進而進行實驗的設計、改造和創新。
所謂實驗原理，並不是什麼神秘的東西，實際上物理課中所學過的物理規律、物理公式中只要含有某一物理量，則該規律、該公式就可作為研究或測定該物理量的原理基礎而進行相應的實驗設計，如欲測定重力加速度，就有多種可依據的原理、方法：可利用單擺測；可利用“驗證機械能守恆”的裝置測；可利用平拋物體的頻閃照片測；可利用物體在長真空管中的豎直上拋運動測……
設計原則
2、可行：可行性主要是指從儀器選取、實驗條件和操作等方面來看，實驗是否符合實際情況，能否達到實驗目的.
3、安全：實驗方案的實施要安全可靠，不會對儀器、人身及周圍環境造成危害，成功率高.
4、簡便：實驗便於操作、讀數及數據處理.
5、精確：實驗的誤差應在允許的範圍之內.若有多種可行的實驗方案，應選擇誤差較小的方案.
表述內容
實驗原理的表述的內容:實驗設計的整體思路，即通過…達到…的目的；還包括實驗現象與結果出現的原因以及重要實驗步驟設計的根據等。
一般有兩種題型:
一種是知道實驗的目的和材料寫實驗原理:
1.自變數的作用的科學依據.
生物化學實驗原理和方法
生物化學實驗原理和方法2.操作自變數的原理.
3.因變數獲得的原理.
另一種是做完了實驗,根據實驗的過程和步驟等寫實驗原理:
1.寫出為什麼這樣操作.
2.寫出為什麼出現這樣的現象.
例題剖析
1、2007年全國卷Ⅰ第30題第Ⅱ小題：（據實驗的背景寫科學依據）
（1）參考該同學的實驗，在下一步實驗中你應該如何改進，才能達到本實驗的目的？
請說明理論根據。
解析：此題先進行實驗的評價並改錯，即“（1）改進方法：在某同學使用的兩種濃度生長素類似物的基礎上，分別在低於低濃度的範圍設定一組濃度梯度、高於高濃度的範圍設定一組濃度梯度，以及兩濃度之間設定一組濃度梯度進行實驗，從而找到促進枝條生根的適宜濃度。”實際上是表述了測定促進枝條生根的最適生長素濃度的實驗步驟。
接著讓考生說明這樣做的理論依據，即實驗原理中的第一點，就是要用到生物學上什麼基本知識、規律和結論。“理論依據：生長素促進生根的濃度範圍是一定的，濃度過高或過低都不能促進生根。”從這個題目中，體現了實驗原理決定實驗步驟，從實驗步驟中可以透析出實驗原理。實驗原理是科學的理論，是寫在書本上的，也是前人經過論證的。
2、2005年全國卷Ⅰ第30題：（據實驗步驟和實驗目的寫實驗原理）
為了驗證胰島素具有降低血糖的作用，以小鼠活動狀況為觀察指標設計實驗。
某同學的實驗方案如下：
①將正常小鼠隨機分成A、B兩組，觀察並記錄其活動狀況。②A組小鼠注射適量胰島素溶液，B組注射等量生理鹽水。一段時間後，A組小鼠會出現四肢無力，活動減少，甚至昏迷等低血糖症狀，B組活動狀況無變化。③A組小鼠出現低血糖症狀後，分別給A、B兩組小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段時間後，A組小鼠低血糖症狀緩解，B組活動狀況無變化。
該實驗方案可以說明胰島素具有降低血糖的作用。
請回答：（1）該實驗原理是：
虛擬實驗原理
虛擬實驗原理（2）分析小鼠注射胰島素溶液後出現低血糖症狀的原因：
（3）胰島素在血糖平衡調節中的作用是：
解析：此題給出了實驗步驟。讓考生寫出實驗原理。
寫出為什麼這樣操作?寫出為什麼出現這樣的現象.
即高考答案“胰島素具有降低血糖的作用。體內胰島素含量過高時，引起血糖下降，機體出現活動減少，甚至昏迷等低血糖症狀，此症狀可以通過補充葡萄糖溶液得到緩解。”此實驗原理包括實驗現象出現的原因，也體現了實驗步驟設計的整體思路。
3、課堂練習：根據實驗背景和實驗步驟寫原理。
1.你曾看到過某些水果如蘋果、桃子等以及某些蔬菜如馬鈴薯、山藥等去皮後顏色的變化嗎？那是什麼原因引起的呢？原來是由於植物體內的過氧化氫酶在有過氧化氫存在時，能使某些酚類物質如愈創木酚氧化成紅褐色物質。研究表明紅褐色物質顏色的深淺與酶活性呈正相關。據測定得知新稻米中過氧化氫酶的活性明顯高於陳稻米。新收穫的稻米煮出的飯香氣誘人，但是不法商販用拋光、增白、上油等方法處理陳稻米，以假亂真，坑害消費者。
請你根據提供的實驗材料和原理，為食品衛生質量檢驗人員設計一個檢測稻米新鮮程度的簡易實驗，並預測結果及結論。
實驗目的：__________________________________________________________
材料、用具：新稻米、待測稻米、1%愈創木酚(氧氣存在時被氧化成紅褐色物質，與氧濃度成正比。)
實驗原理：
實驗步驟：
第一步：取兩支具塞試管，分別編號為A和B；A管內放入適量的新稻米，B管內放入等量的待測稻米
第四步：一段時間後，用放大鏡觀察兩培養皿中稻米的顏色變化
預期結果及結論：_____________________________________________________________________
________________________________________________。
答案： 實驗目的：根據過氧化酶活性的強弱來鑑別稻米是新稻米還是陳稻米
實驗原理：要寫出:為什麼這么做？為什麼出現這樣的現象？（自變數的作用原理，因變數的檢測原理等。）或（操作原量、現象原理。）
預期結果及結論：A培養皿中的新稻米呈紅褐色。B培養皿中的待測稻米若顏色很淺或幾乎無色，則是陳稻米；若待測稻米顏色也呈紅褐色，則是新稻米
2.為確定人體在運動時呼出氣體中的CO2濃度是否比靜止時高，某同學進行了如下探究：
作出假設：人體在運動時呼出氣體中CO2的濃度比靜止時高。
實驗過程：
①在3個燒杯中，分別注入100 mL蒸餾水，測定其pH。
②實驗者在安靜狀態（靜坐2 min）、中度運動（步行2 min）以及劇烈運動（跳繩2 min）後，立即分別向上述3個燒杯的水中吹入等量氣體，測定pH。經多次重複實驗，所得平均數據如下表：
運動狀態 安 靜 中度運動 劇烈運動
實驗前pH 6.1 6.1 6.1
實驗後pH 5.9 5.6 5.3
請回答：
（1）作出上述假設的依據是______________________________________________
________________________________________________________________________
（2）該實驗的原理是______________________________________________________
____________________________________________________________________________
（3）從表中數據可以看出_____________越大，___________下降幅度越大，由此可以得出結論_____________________________________________，從而可以驗證上述假設。
（4）人體代謝產生的CO2，正常情況下來自三大類有機物的分解，這三大類物質
是______________________。人體糖代謝產生CO2的細胞器是__________________。
答案:（l）由於人體在運動時耗能增加，呼吸作用加強，產生CO2的量增加，所以呼出CO2的濃度增加。
（2）CO2在水中溶解後使水的pH下降，人在不同運動狀態下產生的CO2不同，溶於水後也會導致pH不同，通過測定水pH的變化可以推測呼出氣體中CO2濃度的變化。
（3）運動強度 pH 隨著運動強度的增加，呼出的CO2濃度增加
30．（21分）
為了驗證胰島素具有降低血糖的作用，以小鼠活動狀況為觀察指標設計實驗。
某同學的實驗方案如下：
①將正常小鼠隨機分成A、B兩組，觀察並記錄其活動狀況。
②A組小鼠注射適量胰島素溶液，B組注射等量生理鹽水。一段時間後，A組小鼠會出
現四肢無力，活動減少，甚至昏迷等低血糖症狀，B組活動狀況無變化。
③A組小鼠出現低血糖症狀後，分別給A、B兩組小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段時間
後，A組小鼠低血糖症狀緩解，B組活動狀況無變化。
該實驗方案可以說明胰島素具有降低血糖的作用。
請回答：
（1）該實驗原理是：
（2）分析小鼠注射胰島素溶液後出現低血糖症狀的原因：
（3）胰島素在血糖平衡調節中的作用是：
【答案】：
30．（21分）
（1）胰島素具有降低血糖的作用。體內胰島素含量過高時，引起血糖下降，機體出現活動減少，甚至昏迷等低血糖症狀，此症狀可以通過補充葡萄糖溶液得到緩解。
（2）注射胰島素溶液後，血糖含量下降，小鼠組織細胞特別是腦組織細胞因血糖供應減少，導致能量供應不足而發生功能障礙，從而引起低血糖症狀。
（3）胰島素可使組織細胞對血糖的利用增加，同時使血糖來源減少，從而使血糖含量減少。
