高中生物实验设计原则和方法

一、实验设计的原则实验设计的原则有：科学性原则、对照原则、单一变量原则和平行重复原则等。从做题的角度出发，在设计实验时，应着重注意单一变量原则和对照原则。

单一变量原则即一个实验中只能有一个自变量，即实验过程中欲处理的实验因素，其他实验条件各组应当一致，以避免或减少无关变量和额外变量的干扰。1.单一变量原则例如“探究海藻糖是否可以保护组织细胞免受低温损伤”实验中，“是否添加海藻糖”为自变量，其余的条件如温度（低温）、组织细胞的量等都是无关变量，甲、乙两组应保持相同。又如“验证活细胞细胞膜具有选择透过性”实验中，“A、B两烧杯中的不同pH值”为自变量，烧杯大小、花瓣多少等是无关变量。除了自变量外：实验材料要相同，包括数量、大小、生理状况等；

实验器具要相同，包括材质、大小等；实验试剂要相同，包括种类、成分、浓度、体积等；

环境条件要相同且适宜，例如温度、光照、pH等。

怎样在实验中体现单一变量原则？

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，排除无关变量的影响，增加实验结果的可信度和说服力。通常，一个实验总是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，是不接受实验变量处理的对象组。

2.对照原则

至于哪个作为实验组，哪个作为对照组，一般是随机决定的。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：指不做任何处理的对象组。如“验证活细胞细胞膜具有选择透过性”实验中，A组烧杯中加了盐酸，B组加等量清水，B组相对A组而言不含HCl，B组就是空白对照。（2）相互对照：指不另设对照组，而是几个实验组相互对比对照。在等组实验法中，大都是运用对照。例如“探究光照对植物生长的影响”实验。（3）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。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，实验处理前的状况为对照组，实验处理后的变化则为实验组。（4）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。

1、准确把握实验目的。实验目的是整个实验设计的灵魂，所有实验步骤的设计都要围绕实验目的这个核心进行，因此在进行实验设计前首先要认真分析实验目的。通过分析实验目的一方面可确定实验变量，为实验条件的控制、对照实验的设置提供依据；另一方面可确定实验性质，即实验是“验证性实验”还是“探究性实验”，以便能正确地预期实验结果和结论。二、实验设计程序

2、细心弄清实验要求。一种生物学现象的证实可通过不同的实验来证明，但究竟选用何种方案，则要根据题目要求和所给的材料及用具来确定，所以在把握实验目的后，要细心地弄清题目的要求和题中的条件，特别是不能随意增减材料，否则尽管实验设计得很完美，但若不合题意，还是会丢分甚至不得分。

3、精心策划方法步骤。实验方法步骤的策划是整个实验设计的精髓，是一个好的实验设计最富有创意的闪光之处，也是搞好实验设计的关键所在，设计中应注意遵循设计的原则。实验步骤一般为三步：

第一步，取材，分组，编号；（有时需要先对部分材料进行加工）

第二步，分组处理，设置对照，控制变量；（有时此步也可以分为几个步骤）

第三步，观察实验现象。

4、准确预测实验结果和结论。实验结果即实验过程中观察到的实验现象或收集到的数据；结论则是通过对实验结果的分析得出的定性表述。结论应紧扣实验目的，回答实验目的提出的问题。实验目的的类型不一样，结果和结论的写法就不一样。

⑴验证性实验：验证性实验的实验目的是“预料之中”的，因此结果和结论只有一种情况。结果即为由所学知识或实验原理推出的现象，结论即为实验目的。

⑵探究性实验：探究性实验是对未知的生物学现象进行探索，因此预期的结果及结论是所有可能出现的情况，为多种情况。其书写格式一般为“如果……则……；如果……则……”。

例一：（探究型）请你根据相关知识，设计一个实验探究镁是植物生长发育过程所必需的元素，请写出简要步骤、预期结果及结论。

实验材料和用具：若干株番茄幼苗、蒸馏水、各种元素、多个培养瓶等。三、实验设计例题

实验步骤：

1、配制完全营养液和缺镁营养液；

2、取相同的培养瓶10个，等分成A、B两个组；3、向A组各瓶分别加入等量的完全营养液，向B组各瓶分别加入和A组各瓶等量的缺镁营养液；

4、将长势基本相同的10棵番茄幼苗分别放入A、B组10个培养瓶中，置于相同、适宜的环境条件下培养；

5、一段时间后观察结果；

预期结果及结论：1、若A组全部/大部分植株生长良好，B组全部/大部分生长异常，则说明镁是植物生长发育的必需元素；

2、若A组和B组植株均生长良好，则说明镁不是植物生长发育过程的必需元素；

例二：（验证型）已知光照强度、温度和二氧化碳浓度均能影响植物生长，且“在一定的光照强度范围内,在其他条件适宜的情况下，光照越强，幼苗的质量增加越快”试设计一个实验验证之，并写出简要步骤、预期结果及结论。实验材料：花盆若干、玉米幼苗若干、来自同一处的土壤若干以及减弱或加强光照的设备若干

实验步骤：

1、取相同的花盆15个，分成等量的甲乙丙三组；

2、向各花盆加入等量的来自同一处的土壤适量，分别植入一株生长状况大致相同的玉米幼苗；3、对甲组幼苗施以弱光照，乙组适当遮荫（相当于全光照的1/25），丙组全光照（晴天不遮荫），其他条件三个组完全相同；

4、一段时间后称量各幼苗的质量并记录；每年进入夏季，由于气温高、湿度大，对幼儿的照顾要特别注意，以下是出国留学网为您搜集整理的育儿健康小常识1.不是所有宝宝都需额外补充维生素很多家长会问，孩子多大需要开始补充维生素?小婴儿是否需要补充维生素?刘主任表示，孩子多大补充维生素没有明确的界定，如果宝宝是吃母乳或奶粉，一般营养物质都足够、全面，不需要额外补充维生素，如果出现了某些症状，如缺乏维生素B或维生素C等，再有针对性的补充会更好。维生素D可以促进钙的吸收，小婴儿也应该补充，特别是纯母乳喂养的宝宝，如果没有补充维生素D，常带宝宝晒太阳，也可以转化为维生素D，从而促进钙的吸收。给宝宝晒太阳，一般每天半小时到1小时，注意不要遮挡着晒太阳，如果是戴太阳帽、打伞或擦防晒霜等，起不到晒太阳的效果。2.不能用维生素补充剂代替蔬菜水果有的家长认为，都是补充维生素，用维生素补充剂方便多了，因此就用维生素补充剂代替水果和蔬菜。刘主任表示，只要条件允许，应尽量从食物中摄取维生素，如果是因为某些特殊情况导致不能全面有效获得维生素，则可以考虑食用维生素补充剂。而且维生素补充剂是不能代替蔬菜和水果的。因为蔬菜、水果中的各种维生素是按一定比例存在的天然成份，是多种维生素的集合体;而维生素制剂多数是人工合成的，两者在性质上会有所差别。蔬菜、水果除了含有维生素外，还含有一些虽然对人体的作用与维生素类似的天然物质，如叶绿素、胡萝卜素等。此外蔬菜中含有矿物质、微量元素、碳水化合物、纤维素等非维生素类营养成份。3.维生素补充剂含有的维生素种类不是越多越好有的家长容易陷入一个误区，认为既然要补，那就补得全面一点，总给宝宝吃综合性维生素。刘主任表示，维生素补充剂并不是所含种类越多越好。刘主任建议，对于挑食特别厉害的宝宝，吃东西的品种少，可以选择补充综合性维生素剂;如果是缺乏某些维生素，建议有针对性地补充更合适;如果只是缺乏某一种维生素，没必要补充综合维生素制剂，因为有的维生素会产生蓄积中毒的情况。4.维生素应从正规渠道购买如果是身体缺乏维生素的话，还是要在医生的指导下服用维生素药品，如果是出于保健的需求，可以服用保健品5.维生素补多久补多少最好由医生判断给宝宝补充维生素一定要注意用量，特别是维生素缺乏者，最好由医生判断该如何补充。如果宝宝缺乏某种维