一、什么是實(shí)驗(yàn)
是在人為控制條件下，研究對(duì)象的變化，以其結(jié)果論證科學(xué)結(jié)論的一種科學(xué)方法。
美國(guó)科學(xué)家科南特曾經(jīng)將一般科學(xué)方法歸結(jié)為六個(gè)步驟
1、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或?qū)ΜF(xiàn)象的觀察提出或確定問(wèn)題，樹(shù)立研究目標(biāo)。
2、觀察并記錄有關(guān)的數(shù)據(jù)、資料。
3、根據(jù)觀察數(shù)據(jù)提出解釋性假說(shuō)，以解釋觀察到的現(xiàn)象。
4、根據(jù)假說(shuō)進(jìn)行推演，構(gòu)造理論體系，同時(shí)提出判決實(shí)驗(yàn)方案。
5、用實(shí)際的實(shí)驗(yàn)對(duì)假說(shuō)進(jìn)行檢驗(yàn)。
6、根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果，接受、修改或放棄假說(shuō)。
二、一個(gè)完整實(shí)驗(yàn)方案的組成
實(shí)驗(yàn)題目、實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、�?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)假說(shuō)、材料用具、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
�。ㄒ唬⿲�(shí)驗(yàn)題目的確定
一般包括：
1、研究對(duì)象。2、研究其現(xiàn)象。3、作用于對(duì)象的因素。
（二）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
本實(shí)驗(yàn)最終要達(dá)到的目的，明確實(shí)驗(yàn)要探究什么問(wèn)題；探索哪方面的生物學(xué)規(guī)律。
（三）實(shí)驗(yàn)原理
實(shí)驗(yàn)依據(jù)的科學(xué)原理是什么；涉及到生物學(xué)及相關(guān)學(xué)科中的哪些原理。
�。ㄋ模┨岢黾僬f(shuō)
假說(shuō)：又稱(chēng)假設(shè)或猜測(cè)，是指對(duì)所提出的問(wèn)題所做出的一種可檢測(cè)的預(yù)期結(jié)果。
第一步：提出假說(shuō)，即依據(jù)發(fā)現(xiàn)的事實(shí)材料或已知的科學(xué)原理，提出初步假定。
第二步：做出預(yù)期(推斷)，即依據(jù)提出的假說(shuō)，進(jìn)行推理，得出假定性的結(jié)論。
用因果關(guān)系表述：如果……那么……
預(yù)期結(jié)果得到實(shí)現(xiàn)，則假設(shè)成立。預(yù)期結(jié)果沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，則假設(shè)不成立。
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1、材料選擇的一致性，除欲處理的因素外，其它條件要保持一致。2、材料要足夠。3、用具必用。4、裝置設(shè)計(jì)嚴(yán)密、合理。
（六）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法和步驟
1、實(shí)驗(yàn)變量與反應(yīng)變量
實(shí)驗(yàn)變量：又稱(chēng)自變量，指實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)者所操縱的因素或條件。由實(shí)驗(yàn)變量而引起的變化和結(jié)果，稱(chēng)反應(yīng)變量。又稱(chēng)因變量。
2、無(wú)關(guān)變量與額外變量
無(wú)關(guān)變量：又稱(chēng)控制變量，指實(shí)驗(yàn)中除實(shí)驗(yàn)變量以外的影響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或結(jié)果的因素或條件。由無(wú)關(guān)變量引起的變化和結(jié)果，稱(chēng)額外變量。又稱(chēng)干擾變量。
消除無(wú)關(guān)變量的有效方法是對(duì)部分實(shí)驗(yàn)條件要有量、時(shí)間、溫度等描述。
3、單一變量原則
不論一個(gè)實(shí)驗(yàn)有幾個(gè)實(shí)驗(yàn)變量，都應(yīng)做到一個(gè)實(shí)驗(yàn)變量對(duì)應(yīng)觀測(cè)一個(gè)反應(yīng)變量。
4、控制與平衡控制：是對(duì)無(wú)關(guān)變量的控制與平衡
（1）單組實(shí)驗(yàn)法：對(duì)一組或一個(gè)對(duì)象，既用A法，又用B法。
�。�2）等組實(shí)驗(yàn)法：將狀態(tài)相等的對(duì)象，分成兩組或多組，一組用A法，另一組用B法等。
�。�3）輪組實(shí)驗(yàn)法：對(duì)兩組或兩組以上的對(duì)象，循環(huán)進(jìn)行兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)處理，如甲組用A法、B法。乙組用B法、A法等。
5、對(duì)照：是設(shè)計(jì)和實(shí)施實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)則之一，也是實(shí)驗(yàn)控制的手段之一，目的還是在于消除無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。
�。�1）空白對(duì)照：指不做任何實(shí)驗(yàn)處理的對(duì)象組。
�。�2）自身對(duì)照：指實(shí)驗(yàn)與對(duì)照在同一對(duì)象上進(jìn)行，即不另設(shè)對(duì)照組。單組法和輪組法，一般都包含有自身對(duì)照。
�。�3）條件對(duì)照：指雖給對(duì)象施以某種實(shí)驗(yàn)處理，但這種處理是作為對(duì)照意義的，或者說(shuō)這種處理不是實(shí)驗(yàn)假設(shè)所給定的實(shí)驗(yàn)變量意義的。
例如，“動(dòng)物激素飼喂小動(dòng)物”實(shí)驗(yàn)，采用等組實(shí)驗(yàn)法，其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案是：
甲組：飼喂甲狀腺激素(實(shí)驗(yàn)組)；
乙組：飼喂甲狀腺抑制劑(條件對(duì)照組)；
丙組：不飼喂藥劑(空白對(duì)照組)。
顯然，乙組為條件對(duì)照，該實(shí)驗(yàn)既設(shè)置了條件對(duì)照，又設(shè)置了空白對(duì)照，通過(guò)比較、對(duì)照，更能充分說(shuō)明實(shí)驗(yàn)變量??甲狀腺激素能促進(jìn)蚯蚓的生長(zhǎng)發(fā)育。
（4）相互對(duì)照：指不另設(shè)對(duì)照組，而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組相互對(duì)比對(duì)照，在等組實(shí)驗(yàn)法中，大都是運(yùn)用此對(duì)照，相互對(duì)照較好的平衡和抵消了無(wú)關(guān)變量的影響，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具有說(shuō)服力。
�。ㄆ撸┯^察和記錄現(xiàn)象
1．觀察
定量觀察
定性觀察
2、記錄方式：文字描述、表格描述、曲線及圖形描述等。
（八）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
對(duì)實(shí)驗(yàn)記錄下來(lái)的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，得出結(jié)果。
�。ň牛┑贸隹茖W(xué)結(jié)論
通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，概括出科學(xué)和規(guī)律性的內(nèi)容。
例如：設(shè)計(jì)“觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原”的實(shí)驗(yàn)。
1、實(shí)驗(yàn)題目
“觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原”的實(shí)驗(yàn)。
2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>
觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的過(guò)程，驗(yàn)證具有大液泡的植物細(xì)胞發(fā)生滲透作用的情況。
3、實(shí)驗(yàn)原理(科學(xué)性)
水分代謝理論知識(shí)：浸在溶液中的成熟的植物細(xì)胞具備了半透膜和膜兩側(cè)具有濃度差，與滲透作用的物理裝置相似。
4、實(shí)驗(yàn)假設(shè)：
當(dāng)細(xì)胞外溶液濃度>細(xì)胞液溶液濃度一細(xì)胞失水。當(dāng)細(xì)胞外溶液濃度<細(xì)胞液溶液濃度一細(xì)胞吸水。
預(yù)期結(jié)果：細(xì)胞失水一質(zhì)壁分離；細(xì)胞吸水一質(zhì)壁分離復(fù)原。
5、材料用具：
紫色的洋蔥鱗片葉。刀片，鑷子，滴管，載玻片，蓋玻片，吸水紙，顯微鏡。質(zhì)量濃度為0．3g／mL的蔗糖溶液，清水。
6、方法步驟：（教材上有，略）
設(shè)置單一變量：不同的溶液濃度(0.3g/ml的蔗糖溶液、清水)處理實(shí)驗(yàn)材料。
設(shè)置實(shí)驗(yàn)組：?jiǎn)谓M實(shí)驗(yàn)法。對(duì)同一種材料既用A法(0.3g/ml的蔗糖溶液)處理，又用B法(清水)處理。
設(shè)置實(shí)驗(yàn)對(duì)照：自身對(duì)照。
7、實(shí)驗(yàn)記錄
將細(xì)胞放在不同溶液中，觀察其變化的情況，進(jìn)行描述。
8、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：
0.3g/ml的蔗糖溶液處理——質(zhì)壁分離，清水處理——質(zhì)壁分離復(fù)原。與預(yù)期結(jié)果相符合。
9、結(jié)論：
成熟的植物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)。
三、實(shí)驗(yàn)答題時(shí)應(yīng)注意以下內(nèi)容：
(一)實(shí)驗(yàn)步驟
1分步敘述，要標(biāo)號(hào)。
2研究對(duì)象或器皿要有標(biāo)記。
3說(shuō)明對(duì)材料的選擇及處理情況。
4控制單一變量(對(duì)結(jié)果有影響的單一因素)。
5對(duì)部分實(shí)驗(yàn)條件要有量、時(shí)間、溫度等描述。
6必須遵循對(duì)照原則。
(二)實(shí)驗(yàn)記錄：記錄方式有：文字描述、表格描述、座標(biāo)曲線圖、柱形圖、畫(huà)觀察圖。
(三)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：對(duì)實(shí)驗(yàn)記錄下來(lái)的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，得出結(jié)果（預(yù)期結(jié)果）。
�。ㄋ模⿲�(shí)驗(yàn)結(jié)論：通過(guò)現(xiàn)象、結(jié)果的分析，概括出規(guī)律性的問(wèn)題。
四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則
（一）科學(xué)性原則
所謂科學(xué)性，是指實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊鞔_，實(shí)驗(yàn)原理要正確，實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)手段的選擇要恰當(dāng)，整個(gè)設(shè)計(jì)思路和實(shí)驗(yàn)方法的確定都不能偏離生物學(xué)基本知識(shí)和基本原理以及其他學(xué)科領(lǐng)域的基本原則。
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可行性原則是指在設(shè)計(jì)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)的實(shí)施到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的產(chǎn)生，都具有可行性。
�。ㄈ┖�(jiǎn)便性原則
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要考慮到實(shí)驗(yàn)材料容易獲得，實(shí)驗(yàn)裝置比較簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)藥品比較便宜，實(shí)驗(yàn)操作比較簡(jiǎn)便，實(shí)驗(yàn)步驟比較少，實(shí)驗(yàn)時(shí)間比較短。
�。ㄋ模┛芍貜�(fù)性
重復(fù)、隨機(jī)和對(duì)照是保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確性的三大原則，多年來(lái)為研究者所公認(rèn)。因此，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中也必須注意實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性。
五、高中教材生物實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容
1、生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定
2、高倍顯微鏡的使用和觀察葉綠體
3、細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)的觀察
4、觀察植物細(xì)胞的有絲分裂
5、比較過(guò)氧化氫酶和Fe3＋的催化效率
6、探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的作用
7、溫度對(duì)酶活性的影響
8、葉綠體中色素的提取和分離
9、觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原
10、植物向性運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和觀察
11、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，觀察生長(zhǎng)素或生長(zhǎng)素類(lèi)似物對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響
12、DNA的粗提取與鑒定
13、制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型
14、性狀分離比的模擬實(shí)驗(yàn)
15、調(diào)查人群中的遺傳病
16、調(diào)查媒體對(duì)生物科學(xué)技術(shù)發(fā)展的報(bào)道
17、種群密度的取樣調(diào)查
18、設(shè)計(jì)并制作小生態(tài)瓶，觀察生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
19、調(diào)查環(huán)境污染對(duì)生物的影響
20、觀察SO2對(duì)植物的影響
21、收集有關(guān)生態(tài)農(nóng)業(yè)的信息，根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況，設(shè)計(jì)一個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)
22、學(xué)習(xí)微生物培養(yǎng)的基本技術(shù)（培養(yǎng)基制備、接種培養(yǎng)等技術(shù)）
23、收集有關(guān)生物工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展的信息，并做交流報(bào)告
24、調(diào)查生物工程制品在社會(huì)生活中的應(yīng)用，并寫(xiě)出調(diào)查報(bào)告
六、有關(guān)的實(shí)驗(yàn)方法
在高中生物學(xué)教材中，除了有一些學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)外，還有大量的結(jié)合知識(shí)內(nèi)容所列舉的實(shí)驗(yàn)。
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