生物实验设计

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生物实验设计范文第1篇

【关键词】实验设计　对照原则　解题技巧

生物学作为一门以实验为基础的自然科学，实验是获取生物学知识的重要手段，是科学研究过程的重要环节。因此在高考对实验能力的考查提出了具体的要求，考纲如下：（1）能独立完成所列生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。（2）具备验证简单生物学事实的能力，并对实验现象和结果进行解释、分析和处理。（3）具备对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。（4）能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修改。

高考实验设计题，验证性实验和探究性实验是主流。验证性实验向探究性实验的方向突破和发展，已然成为今后一段时间内实验命题的方向和热点。那么，如何才能答好生物实验设计题，取得优秀的分数呢？本文结合自己近几年的教学实践，总结出解题技巧：设计实验的“一”“二”“三”“四”，即一个实验目的，两个实验原则，三个实验变量，四个实验步骤。

一个实验目的：设计实验方法一般从目的、要求入手，确定实验原理、选择适当操作过程，也可以从如何检测现象、结果入手。找到简单、明确的现象观察或结果检测方法，就找准了方向，再设计实验过程更简单明了。同时从实验目的可以看出是验证性实验还是探究性实验，也可以看出实验结论。如果是验证性实验，预测的现象应单一并对应需要验证的结论；如果是研究性问题，现象的预测应注意正反多方面的逻辑性，并分别对应不同的结论

两个实验原则：实验设计过程要遵循多个原则：科学性原则，单一变量原则，对照原则，平行重复原则，其中最常考到对照原则和单一变量原则。

（一）变量，或称因子，是指实验过程中所作的特定因素或条件。按性质不同，通常可分为两类：实验变量与反应变量，无关变量与额外变量。无关变量，也称控制变量，指实验中除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。额外变量，也称干扰变量，指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。显然，额外变量会对反应变量有干扰作用，例如，上述实验中除实验变量（低温、适温、高温）以外，试管洁净程度、唾液新鲜程度、可溶性淀粉浓度和纯度、试剂溶液的剂量、浓度和纯度，温度处理的时间长短等等，都属于无关变量，要求对低温、适温、高温3组实验是等同、均衡、稳定的；如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件，对三个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定，则会在实验结果中产生额外变量，出现干扰，造成误差。实验的关键之一在于控制无关变量或减少额外变量，以减少误差。

在实验设计中仅仅改变实验中的某一项变量，其它因子不变，在此条件下，观察、研究该变量对实验材料和实验结果的影响。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外，其他实验条件要做到前后一致。综合研究多变量时，也要求先研究一个变量，再研究一另个变量。

（二）对照是实验控制的重要手段之一，目的还是在于平衡或消除无关变量对实验结果的干扰。通过设置实验进行对照，可排除无关变量的影响，也可增加实验结果的可信度和说服力。

通常，一个实验可为实验组和对照组。实验组：是接受实验变量处理的对象组；对照组：对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组，至于哪个作为实验组，哪个作为对照组，一般是随机决定的，这样，从理论上说，由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的，被平衡了的，故实验组与对照组的差异，则可认定为是来自实验变量的效果，这样的实验结果是可信的。

按对照的内容和形式上的不同，通常有以下对照类型：

1.空白对照：指不做任何实验处理的对象组。例如，在“生物组织中可溶性还原糖的鉴定”的实验中，向甲试管溶液加入试剂，而乙试管溶液不加试剂，一起进行沸水浴，比较它们的变化。这样，甲为实验组，乙为对照组，且乙为典型的空白对照。在“唾液淀粉酶催化淀粉”的实验中，实验组滴加了唾液淀粉酶液，而对照组只加了等量的蒸馏水，起空白对照。空白对照能明白地对比和衬托出实验组的变化和结果，增强了说服力。

2.自身对照：指实验与对照在同一对象上进行，即不另设对照组。单组法和轮组法，一般都包含有自身对照。如“植物细胞质壁分离和复原”实验，“探究酵母菌的呼吸方式”实验就是典型的自身对照。自身对照，方法简便，关键是要看清楚实验处理前后现象变化的差异，实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化则为实验组。

3.条件对照：指虽给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。例如。“动物激素饲喂小动物”的实习实验，采用等组实验法，其实验设计方案是：甲组：饲喂甲状腺激素（实验组）；乙组：饲喂甲状腺抑制剂（条件对照组）；丙组：不饲喂药剂（空白对照组）；虽然，乙组为条件对照。该实验即设置了条件对照，又设置了空白对照，通过比较、对照、更能充分说明实验变量———甲状腺激素能促进小动物的生长发育。又如，在艾弗里证明DNA是遗传物质的实验中，实验组是“R型活细菌＋S型细菌的DNA混合培养”，条件对照组是“R型或细菌＋S型细菌的DNA和DNA酶混合培养”。

4.相互对照：是指不另设对照组，而是几个实验组相互对比对照。如“植物激素与向光性向重力性实验”和“温度对酶活性的影响的实验”中，所采用的都是相互对照，较好地平衡和抵消了无关变量的影响，使实验结果具有说服力。

三个实验变量：即实验变量，无关变量，反应变量。

实验变量，也称为自变量，指实验中由实验者所操纵的因素或条件。反应变量，亦称因变量，指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。通常，实验变量是原因，反应变量是结果，二者具有因果关系。实验的目的在于获得和解释这种前因后果。例如，在“温度对酶活性的影响”的实验中，所给定的低温（冰块）、适温（37℃）、高温（沸水浴）就是实验变量。而由于低温、适温、高温条件变化，唾液淀粉酶水解淀粉的反应结果也随之变化，这就是反应变量，该实验即在于获得和解释温度变化（实验变量）与酶的活性（反应变量）的因果关系。

无关变量，也称控制变量，指实验中除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。额外变量，也称干扰变量，指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。显然，额外变量会对反应变量有干扰作用，例如，上述实验中除实验变量（低温、适温、高温）以外，试管洁净程度、唾液新鲜程度、可溶性淀粉浓度和纯度、试剂溶液的剂量、浓度和纯度，温度处理的时间长短等等，都属于无关变量，要求对低温、适温、高温3组实验是等同、均衡、稳定的；如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件，对三个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定，则会在实验结果中产生额外变量，出现干扰，造成误差。实验的关键之一在于控制无关变量或减少额外变量，以减少误差。

四个实验步骤：1取材、分组、编号：取材一般指实验所用的生物材料，实验材料要有相似性和重复性，这样可减少误差，尽可能消除因材料的不同而引起的干扰。分组及编号指将材料或所用器皿均分并编号，以便描述及记录。如：将长势相同高度相似的若干同种植物均分为三组，编号为1，2，3。

2.设置实验变量：按照研究的问题确定单一变量，设置空白对照、前后对照或相互对照。一般研究“是否”的有关问题设置空白对照；如：设置有无二氧化碳的供应研究光合作用是否需要二氧化碳。研究“是多少”的有关问题可设置有梯度的相互对照。如：设置不同梯度的温度研究酶的最适温度是多少。

生物实验设计范文第2篇

一、什么是实验设计

所谓实验设计，就是要求学生设计实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计数据处理的方法及分析实验的现象。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，主要考查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。

二、实验设计的基本原则

实验设计的基本原则包括：（1）科学性原则。指实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和实验手段的选择要恰当，整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学基本知识和基本原理以及其他学科领域的基本原则。（2）平行重复性原则。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。（3）单一变量原则。一是确保“单一变量”的实验观测，不论有几个实验变量，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，实验操作中要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。（4）对照原则。实验对照原则是设计和实施实验的准则之一。通过设置实验对照，又能排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。

三、实验设计的方法

一个比较完整的实验设计方案，一般包括这样几方面的内容：（1）实验题目的确定；（2）提出假说；（3）设计实验方法和步骤；（4）提出实验的预期结果；（5）要观察和搜集的数据及方法。书写实验设计方案通常包括：“实验课题”、“实验假说”、“实验预期”、“实验目的要求”、“实验方法类型”、“实验对照类型”、“实验材料用具”、“实验方法步骤”和“实验结论与讨论”等项目。而在中学生物课本的实验指导中，实验假说和实验预期大都隐含在“实验原理”中，实验方法类型、实验对照类型则一般隐含在“方法步骤”中。

四、实验设计的实例分析

例1．为证实“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料”，某同学制订了下列实验方案：(1)实验目的(略)；(2)实验材料和用具(略)；(3)实验方法和步骤：用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气。将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有红色安全灯。饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使其充分进行光合作用。取一叶片，放人盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿中，用碘液检测有无葡萄糖的特异颜色反应出现。该实验方案有几项明显错误，请指出错误并改正。

诊断错因：忽视了平时的生物实验操作和训练。正确思路：实验中无对照实验；实验中不能用红色安全灯，因为色素能够吸收红光，进行光合作用，影响实验结果；淀粉遇碘变蓝是淀粉等特有的颜色反应，而不是葡萄糖的颜色反应。鉴定还原糖(葡萄糖)的存在应用的试剂是班氏试剂。

例2．现有一种植物的种子，已经知道它的萌发受水分、温度和氧气的影响，但不了解其萌发与光是否有关，探究光的有无对该种子萌发的影响，请你依据所给材料和用品设计出实验的方法步骤，预测可能的实验结果，并分别得出相应的结论。材料和用品：数量充足的铺有滤纸的培养皿、无菌水、表面消毒过的种子等。

参考答案：方法步骤是向培养皿中倒入适量的水，将等量的种子分别放入两组培养皿中，将一组置于有光照的环境中，另一组置于黑暗环境中。在培养过程中，使两组所处温度、水分、空气状况适宜且相同。可能的实验结果及相应的结论是有光组萌发、无光组也萌发，该种植物的种子萌发不受光的影响。有光组萌发、无光组不萌发，光是该种植物种子萌发的必要条件之一。有光组不萌发，无光组萌发，光抑制该种植物种子的萌发。

五、交流点拨，提高实验设计的能力

生物实验设计范文第3篇

误区一：实验目的不明确。例1鉴别两种不同浓度的蔗糖液，一瓶30%的蔗糖液，一瓶10%的蔗糖液，半透膜制成的透析袋1个，刻度玻璃管1支，细线1根，铁架台1个，250ml的烧杯1个。错误设计：把10%的蔗糖液倒入烧杯中，把30%的蔗糖液倒入透析袋中，同时把刻度玻璃管插入透析袋中的蔗糖液里，并用细线扎紧透析袋口和刻度玻璃管，垂直吊在铁架台的支架上，记下袋中液面在刻度管上的位置。静置一会儿，可以发现，透析袋中的液面上升了，证明水分子通过半透膜由烧杯进入到了透析袋中。【错误剖析】可见，该生对本实验的目的根本不明确。本实验的目的不是证明水分是否穿过半透膜。正确设计：把一瓶蔗糖液倒入烧杯中，另一瓶倒入透析袋中，同时把刻度玻璃管插入透析袋中，用细线扎紧透析袋口和刻度玻璃管，然后把透析袋放入烧杯中垂直吊在支架上，记下此时透析袋中液面的位置。静置一会儿，若袋中液面上升，则袋中为30%的蔗糖液，杯中为10%的蔗糖液；反之，则袋中为10%的蔗糖液，杯中为30%的蔗糖液。误区二：实验原理不明确。有时，虽然实验目的相同，但实验条件不同，这时就应依据不同的实验原理达到同一实验目的，即殊途同归。例2已知小麦高秆（D）对矮秆（d）显性，抗锈病（T）对不抗锈病（）t显性，两对基因独立遗传。现手头只有两个纯系小麦品种：高秆抗锈病小麦和矮秆不抗锈病小麦，请你设计一个实验方案选育出矮杆抗锈病小麦品系。根据实验条件和要求，应当选用杂交育种的方法，实验原理是基因重组。正确设计：让高秆抗锈病小麦和矮秆不抗锈病小麦杂交得F1，F1自交得F2，在F2中选出矮杆抗锈病个体，再自交……直至自交后代全为矮抗个体，不再出现性状分离为止，这样的个体就是所要选育的纯系矮杆抗锈病品种。例3假设在前面的条件基础上，还提供必要的化学药剂和技术手段，要求在最短时间内选育出矮杆抗锈病小麦品系。试题分析：这时还用杂交育种的方法显然不行，因为杂交育种需要的时间太长，因此，只能采取单倍体育种的方法，其原理是染色体变异。正确设计：让高抗小麦与矮不抗小麦杂交得F1，去F1花药离体培养得单倍体幼苗，再用秋水仙素处理幼苗后得到的矮抗植株即是。除要明确实验目的、实验原理外，一个完整的实验设计还应包括：实验的材料和用具、实验步骤和对照四个方面，称为“实验四要素”。在生物实验设计中，还有一类重要的实验———对照实验。误区三：作为对照的对象不明或选择不当。例4探究甲状腺激素对动物生长发育的影响：15只同种同时孵化的小蝌蚪，3只相同的玻璃缸，晾晒过的自来水，新鲜水草，饭粒，滴管，培养皿盖，坐标纸，小网，甲状腺素，甲状腺素抑制剂，蒸馏水。提示：将15只蝌蚪分为三组，每组各5只，分别在甲、乙、丙3只玻璃缸中喂养，进行相互对照，3只玻璃缸中还要加入等量的自来水、水草、饭粒，再向甲、乙、丙中依次滴入等量的甲状腺素、甲状腺素抑制剂、蒸馏水。加入甲状腺素抑制剂是为了起条件对照作用，加入等量的蒸馏水起空白对照作用。结果，加入蒸馏水的正常生长发育，加入甲状腺素的加快生长发育，加入甲状腺素抑制剂的则生长发育延缓。以上三个误区，学生在生物实验中要对症下药加以克服，才能从实验设计的误区中走出来，取得更好的成绩。

二、高中生物实验设计的能力要求

1.明确实验目的

实验设计题一般都开宗明义，告诉要探究或验证的具体事实。学生根据这些能联系实验所涉及的知识点，明确不同类型知识体系的实验具有诸多的不同因素，这是正确设计实验方案的基础。

2.理解实验原理

实验原理是设计实验的理论依据，理解实验原理是设计好实验的关键。渗透吸水的原理，光合作用、呼吸作用的原理，生长素的二重性，植物的向性，生物的遗传规律等，都是设计实验的理论依据。

3.把握实验设计的基本原则

在已知实验题目后进行实验设计时，除了要对所设计的实验有一个整体设想，有一条清晰的思路和操作的可行性外，还需要注意以下基本原则。

（1）科学性和严谨性。科学性，是指在设计实验时必须有充分的科学依据，这就要求设计时要以前人的实验、公式、理论或自己的实验为基础，而不是凭空设想。严谨性，欲使实验题中的问题回答得无懈可击，必须要注意实验设计的严谨性，如在某些实验中要设计对照实验。

（2）实验条件的一致性和可重复性。实验条件的一致性，在实验中除要设计的变量外，其他各项实验条件必须保持前后一致，不能在实验中随意变动。可重复性，指一个实验不能只看一次的结果，必须有足够的实验次数，才能判断结果的可靠性。

4.熟悉实验所需的材料、器具和药品

设计性实验中，材料和器具的选择是十分重要的，它由具体的实验决定。不管命题者是否提供了实验所需的器材、器具，都要结合实验原理，对所需器材的性能及使用范围进行综合考虑，才能准确判断实验所需的器具、材料和药品。

5.实验步骤实施中处理问题的能力

尽管在步骤实施前对实验有一整体的设想和思路，但高考题中的实验考生以前不一定接触过，只能依自己的主观判断，凭掌握的现成知识进行实验行为，因此考生在具体的步骤设计中难免出现这样或那样的问题。这就要求考生不但要掌握一般实验的基本操作技能，还要求学生能树立新的实验观念，不断总结实验方法，充分挖掘可行的实验因素，从而解决所遇到的问题，保证所设计的实验步骤的严密性、思维的完整性。

6.正确预见和准确表达实验结果

生物实验设计范文第4篇

[关键词]实验设计；生物实验；实验现象

生物学中的“实验设计”，主要考查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灵活运用知识的能力。同时也体现了生物学科的特点和发展趋势：注重联系实际，特别是考查学生日常生活、社会实践和生物高新技术必备的知识。要求学生掌握实验原理，重视实验结果，审准实验目的，明确所验证的“生物学事实”是什么或验证“生物学事实”的哪一方面，实验所依据的生物学原理是什么。

一、实验设计的基本原则

在生物学中，实验设计的基本原则有以下几条，即科学性原则、简便性原则、单一变量原则、对照性原则、平行重复性原则等。

1.科学性原则

所谓科学性，是指实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和实验手段的选择要恰当，整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学基本知识和基本原理以及其他学科领域的基本原则。

2.简便性原则

设计实验时，要考虑到实验材料容易获得，实验装置比较简单，实验药品比较便宜，实验操作比较简便，实验步骤比较少，实验时间比较短。

3.单一变量原则

单一变量原则是实验步骤设计中非常重要的原则。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一个反应变量；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。除了整个实验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。

4.对照性原则

实验对照原则是设计和实施实验的准则之一。通过设置实验对照对比，即可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说明力。通常，一个实验总分为实验组和对照组。实验组，是接受实验变量处理的对象组；对照组，对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组，至于哪个作为实验组，哪个作为对照组，一般是随机决定的，这样，从理论上说，由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的，被平衡了的，故实验组与对照组两者之差异，则可认定是来自实验变量的效果，这样的实验结果是可信的。

5.平行重复性原则

即控制某种因素的变化幅度，在同样的条件下重复实验，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。平行重复原则就是为解决这个问题而提出的。

二、实验设计的一般步骤

1.实验名称：是一个关于什么内容的实验。

2.实验目的：要探究或验证什么事实。

3.实验原理：进行实验依据的科学道理。

4.实验对象：进行试验的主要对象。

5.实验条件：根据实验原理确定所需的仪器、设备和药品。

6.实验方法和步骤：确定实验采取的方法及必需最佳的操作程序，每一个步骤都必须是科学的，能及时对仪器步骤进行有效矫正。

7.实验的测量和记录，应用科学的测量手段对实验过程进行测量，并准确客观的记录实验过程和结果。

8.实验结果的预测和分析：预测可能出现的实验结果并分析导致的原因。

9.实验结论：对实验结果进行准确的描述并给出一个科学的结论。

三、生物“实验设计”的教学方法

1.创造新情境，提出新问题，以考查学生的创新意识

因此，要求学生重视理解课本上的每一个实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，学会从正逆两个方向进行推断，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合的运用，才能创新。

2.“两基”结合

实验设计要与教材中的基础知识、基本原理相结合，不管是什么样的素材，其归根结底都是以学科理论为基础，变的是情景，不变的是知识，考查的是能力，因此认真分析题干所给的条件、获得相关的信息，从不同的角度去思考、分析，把基础知识基本原理运用于解题之中，具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理，问题就会迎刃而解。

3.拓展延伸

具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括确认变量、做出假设和预期、设计可行的研究方案、处理和解释数据，根据数据作出合理的判断、注重各相关实验问题的联系。注意挖掘教材中实验设计理论知识，模拟教材中的经典实验，重复实验设计，丰富设计内容，掌握设计规律，提高设计实验的综合能力。关注对科学、技术和社会发展有重大影响和意义的生物学新发现、新成果。

4.表述准确

要求学生能运用恰当的生物学术语、表格、图解阐述生物实验名称、目的、原理、对象、方法、条件、步骤、预测和分析、结论，思维具有严密性和逻辑性，要善于综合分析、归纳、判断、推理，用语准确，真正体现出理中的“文”。

5.注重环保

实验药品的处理要妥善，实验材料的处理要恰当，有利于身心健康，有利于环境保护，走可持续发展之路。

四、交流点拨――提高实验设计的能力

由于实验设计题具有开放性的特点，再加上每个学生自己独特的思考方法和不同的解决问题的途径，得出的结果是多种多样的，设计水平高低不同。所以，在进行了一定数量的设计训练后，教师要及时给予点拨或引导学生交流设计成果，给出生物实验设计方案的基本思路和评价标准(科学合理、设计简捷、效果明显等)，从而使学生巩固实验设计方法，提高实验设计的能力。另外，通过学生对实验设计方案的讨论，可以互相取长补短，完善设计方案，丰富设计。同学的启示和教师的点拨丰富了解题的思路，启迪了思维，通过交流点拨使每个同学对问题的理解更加全面和深入，实验设计能力从本质上得到了很大的提高。

五、引导学生解决实际问题

当学生对实验分析和实验设计的规律性有了一定的认识时，教师要积极地引导学生运用已理解和掌握的实验设计模式，去解决实际问题，巩固提高；也可检测学生能否灵活运用实验设计模式。

总之，生物实验教学原理是相对稳定的，是可以把握和灵活运用的。教师应转变教学理念，面向学生，以学生为主，鼓励学生多参与科技活动和社会实践，多阅读课外知识，以开拓思维，为提出问题、探究问题、解决问题打下良好的基础，在实验教学中注重学生思维训练和科学思维方法的养成，注重学生实验能力的培养。

参考文献：

[1]教育部考试中心，高考试题分析，北京：高等教育出版社，2002

[2]杜典宏等，生物实验与实习[M]，北京：龙门书局出版，2002

生物实验设计范文第5篇

关键字：高中生物；实验设计；方法步骤

生物科学是一门以实验为基础的科学，因此实验一直是生物学高考的热点和重点。从近几年的高考实验题题型变化来看，借助实验方法创设新情境，侧重考查学生对实验原理的理解和运用能力、对实验现象的解释和分析能力已成为命题趋向，其中设计型实验题更是热点。实验设计的内容一般有实验设计原则、方法步骤和观测实验现象及实验结论三部分，学生掌握了这三部分的内容，就可以设计出具有科学性的实验。本文旨在就如何进行生物实验的设计进行探究。

一、实验设计的原则

（一）对照性原则

所谓对照实验是指除人为控制因素外，其他条件与被对照实验完全相同的实验。因为实验中的无关实验因素很多，同一种实验结果可能是由多种不同的实验因素所引起的，因此必须严格控制无关因素，要平衡和消除无关因素对实验结果的影响。而设置对照实验，能有效地排除其他因素干扰实验结果的可能性，使实验设计更加严密，所以大多数实验尤其是生理类实验往往都要有相应的对照实验。如在“唾液淀粉酶促进淀粉水解”实验设计中，运用与唾液等量的清水作对照，排除了“淀粉本身就可以在水溶液中快速水解”这一非本质的特征。设计实验对照可以有多种方式，如空白对照（指不做任何实验处理的对照组）、相互对照（指不加设对照组，而是利用几个实验组相互对照）、自身对照（指实验和对照在同一对象上进行，即不另设对照组）、条件对照等（给实验组某种处理，给对照组另一条件的处理，给对照组施以部分实验因素，但不是所要研究的实验因素）。

（二）单一变量原则

单一变量原则即单因子变量原则，指控制其他因素不变，而改变其中一个因素，观察其对实验结果的影响。如“探究pH值对酶活性的影响”时，只能改变反应的pH值，其它如温度、酶的浓度等条件均要求完全一样。设置单一变量即对照组和实验组只能有一项条件不同，其他条件都应相同，还应考虑是否有额外变量影响实验结果。

（三）平行重复原则

平行重复原则指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。实验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问题而提出的。在实验时，有些情况的出现是有偶然性的，多做几个对照实验，出现相同结果，更有说服力，更具科学性。让这几组实验装置在相同条件下同时进行，这就是平行重复原则。

二、实验设计的基本方法步骤

在明确了实验目的和实验原理、选准实验材料、遵循实验原则做出实验假设后，就应该编制一个严密、科学的实验程序进行实验。对于编制的实验程序，须要仔细推敲，形成一个最优化的程序，使实验科学、简捷、明了地进行设计。探究性实验一般可分为以下几步进行：（1）认真研读题干信息，分析题目类型属于验证型实验、探究型实验、完全设计型、实验评价型中的哪一种；（2）仔细审读，找准实验中所要控制的单一变量和因变量，并分析以什么指标表示或观察因变量；（3）运用对照实验思想合理设置对照组；（4）分析实验过程中需要平衡的无关变量，即避免（或排除）无关变量对实验结果（现象）的影响；（5）推敲精炼语言，准确表达实验步骤和实验结果及结论；（6）通读自己的实验设计。运用实验设计所遵循的原则进行对照，检查是否有遗漏。通过对实验目的和要求的分析，正确选择出实验的变量，按照正确的实验步骤去分析，即可形成一个科学的实验步骤。

三、实验的现象及结论

在设计实验步骤时，还应注意实验结果的预期、分析和讨论：要求运用实验原理和假设，推导分析出实验的结果或对实验组与对照组作出预期的分析讨论。

探究性实验的设计一般规律（预期结果）是：

（1）若条件A存在事件B能发生，条件A改变事件B不能发生（或发生程度改变），结论是__。

（2）若条件A存在事件B能发生，条件A改变事件B能发生（或发生程度改变），结论是___。

（3）若条件A存在事件B不能发生，条件A改变事件B能发生（或发生程度改变），结论是___。

例如:现有一种植物的种子，已经知道它的萌发受水分、温度和氧气的影响，但不了解其萌发与光是否有关。为探究光的有无对该种子萌发的影响，请你依据所给材料和用品设计实验的方法步骤，预测可能的实验结果，并分别得出相应的结论。方法步骤：①____；②____。可能的结果及相应的结论：①____；②_____；③______。

解析：根据题目要求可知，光照则是变化的条件A，因此可作出理论假设：当水分、温度、氧气条件满足时，光照则是实验的变量，有光照，种子可能萌发，也可能不萌发；无光照，种子可能萌发，也可能不萌发。具体设计如下：①取A、B两组培养皿，倒入适量的水，将等量的种子分别放入两组培养皿中(实验准备)；②将A组置于黑暗的环境中，B组置于有光环境中（做对照），③培养过程中使两组水分、温度、氧气的状况适宜且相同。A组实验组与B组对照，符合“单因子变量”“平行重复”原则。

实验结果及相应的结论：①A组萌发，B组不萌发(或A组发芽率高于B组)，光抑制该植物种子的萌发；②A组萌发，B组也萌发(或发芽率差异不显著)，该植物种子萌发不受光的影响；③A组不萌发，B组萌发（或A组发芽率低于B组），光是该植物种子萌发的必要条件之一。

四、结语

生物科学是以实验为基础的科学，科学概念、原理和规律都是由实验推导和论证的。教学过程中的实验有助于加深学生对生物科学概念、原理和规律的理解，实验能力也是学生将来从事科学研究的基础。高中生物实验要求学生了解实验目的、实验原理和实验步骤，会控制实验条件和使用实验仪器，会观察和分析实验现象，解释实验结果（数据），并得出实验结论，能够根据要求设计简单的实验方案。

参考文献

[1]谭雪琴. 浅谈对高中生物实验教学的认识[J]. 新课程研究，2008，（15）.