理科教学探索高中生物实验设计的主要原则陈慧云（鄱阳县第一中学，江西上铙333100）摘要：为了确保实验的有效性，应明确实验目的，掌握实验原理，合理运用对照性原则、随机抽样原则、平行重复原则、单一变量原则、科学性、简洁性原则，进行生物实验设计。关键词：生物实验；设计原则；对照性；随机抽样；平行重复；单一变量；科学简洁性中图分类号：Ｇ６３３．９文献标识码：Ａ文章编号：１００９－０１０Ｘ（２０１００９－００５９－０３）生物是以实验为基础的自然科学，实验不仅锻炼学生的动手能力，更是培养学生创新精神的切入点。在教学中充分发挥实验功能，教师要在设计上下功夫。高中生物实验设计有以下几个主要原则。一、对照性原则在实验设计中，通常设置对照组，通过干预或控制研究对象以消除或减少实验误差，鉴别实验中的处理因素同非处理因素的差异。实验设计中可采用的对照方法很多，但通常采用的有空白对照（即不给对照组以任何处理因素）条件对照、（给对照组以部分实验因素，但不是要研究的处理因素、）自身对照（实验和对照都在同一研究对象上进行，可以是不同时间或部位）相互对照、（不单独设对照组，而是几个实验组相互对照等。）不做任何实验处理的对照组。1．空白对照：例1：请设计一个实验，证明动物生长激素的分泌器官及其生理作用。材料有幼年狗、生长素注射液和解剖工具等。（1设计原理：）利用对照实验法的原理，通过对实验组和对照组差异的比较得出结论。（2实验方法及步骤：）略（3实验结果：）实验组A：切除垂体后，停止生长。实验组B：切除垂体后，每天注射一定量的生长激素，先停止生长，后又继续生长。实验组C：正常狗，正常生长。（4由此得出结论：）生长激素是脑垂体分泌的，能促进幼小动物的生长。该实验设计，B组为实验组，组为典型的空白对A、C照。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。如“植物细胞质壁分离和复原”实验，则是典型的自身对照。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。例2：某人设计实验探究元素X是否属于必需矿质元素，其构思大致如下：空白对照含元素的——甲组：X+幼苗—正常生长完全营养液正常说明不是必需矿质元素生长只缺X元素的一段乙组：+幼苗—说明不是完全营养液生长时间仍为异常+X元素异常说明恢复异常是（实验前）自身对照（实验后）一段时间本实验中甲组、乙组之间存在着空白对照，乙组中实验前（无X元素）与实验后（有X元素）之间存在着自身对照，两组对照中属于对照组的分别是）（AD.乙组3.条件对照：指虽给对象施以某种实验处理，但这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。例3：动物激素饲喂小动物”“实验，采用等组实验法，其实验设计方案如下：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。）显然，乙组为条件对照。该实验既设置了条件对照，又59实验后A.甲组、实验前C.乙级、实验前B.甲组、教育实践与研究201009-BEducationalPracticeandResearch设置了空白对照，通过比较、对照，更能充分说明实验变—甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育。量——对比对照。4.相互对照：指不另设对照组，而是几个实验组相互例4：农民播种时，不用把种子放正，种子萌发的根在种重力作用的影响下向地生长。请你设计一个实验证明：子萌发时，根在重力作用的影响下向地生长。（1实验题目：）植物根的向重力性实验。特点。（2目的要求：）了解植物根、茎的生长具有向重力性的（3材料用具：）刚萌发的玉米种子（胚根长0.5cm左右、）培养皿、棉花、滤纸、粘胶带、橡皮泥、剪刀。（4实验假设：）根的生长与地心引力有关。根都向下生长。为对照。二、随机性原则（5实验预期：）经过一定时间之后，粒玉米种子的胚4不管玉米种子放置方向，胚根始终向下，各组之间互实验设计中的随机性原则，是指被研究的样本是从总一是可以消除或减体中任意抽取的。这样做的意义在于：确定因素造成的偏差。少系统误差：二是平衡各种条件，避免实验结果中出于不例5：Mikael为了探究光照强度和光合作用速率的关实验如下：实验系，以便为西红柿生长提供最佳光照强度。过程：他取几株都有5片叶片的西红柿植株，分别放在密他测定了CO2的浓度，小闭的玻璃容器中。实验开始，12时后再次测定CO2的浓度。他还采用7种不同的光照强度，并通过隔热装置使光线通过而热不通过。实验结果：CCCCCC0.350.350.350.350.350.350.35252525252525250102040608095请你据此分析回答下列问题：实验中的一种控制变量：（1在这一实验中的自变量是什