摘要：生物学是一门以观察和实验为基本研究方法的实验科学。实验是学习科学必要的手段。生物实验是让学生形象地认识生物体的结构层次、了解生命活动规律；能为学生提供感性认识和直接经验，培养他们观察思考、动手动脑、分析总结的能力，激发他们不断探究的兴趣。新的《生物课程标准》更是强调“倡导探究性学习，力图改变学生的学习方式，引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手……突出创新精神和实践能力的培养”。在生物学的教学中，必须重视对学生的实验能力的培养。九年制义务教育生物教材的最大特点之一就是增加了大量的实验，其目的在于加强生物学科的实验教学，培养学生的观察能力和实验能力。
　　【中图分类号】G633.91
　　所谓实验能力包括以下几个方面：①操作能力；②获得知识的能力；③整理分析能力；④解决问题的能力。通过对历年生物高考题的分析可以看出，实验在高考中占有一定的比重，高考实验题力图通过笔试的形式考查学生的实验能力，同时力图通过一些简单的实验设计来鉴别考生独立解决问题的能力和知识迁移能力。高考要求任何的一个实验都包含着一定的实验思想和方法，能否将学到的实验思想和方法迁移到新的实验情境中或相关的生物探究实验中，是高考对考生实验能力考查的具体体现。因此本文着重于学生实验设计能力的培养。现将有关实验设计的基本原则、实验设计的思路方法和常见的类型作一介绍，以期增加理论知识，提高分析问题和解决问题的能力的目的。
　　关键词：实验设计
　　一、实验设计的题型
　　高考题中常见的实验设计题有验证性实验和探究性实验。验证性实验是指实验者针对已知的实验结果进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容，培养实验操作能力为目的的重复性实验。如：用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体，绿叶中色素的提取和分离，观察根尖分生组织细胞的有丝分裂等。
　　探究性实验是指实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动。如：探究影响酶活性的条件，探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度等。其一般实验设计思路：提出问题→作出假设→设计实验→进行实验→分析结果，得出结论→表达和交流→进一步探究。
　　二、实验设计的基本原则
　　1、单一变量原则：实验过程中可以变化的因素称为变量。其中可以人为改变的变量称作自变量，随着自变量的变化而变化的变量称作因变量。除自变量以外，实验过程中可能还存在着一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。为了使结果更有说服力，实验中应该排除无关变量的干扰，即除了要观察的变量（自变量）外，其他变量（无关变量）应当始终保持相同，做相同处理。
　　2、对照性原则：在实验设计中，通常设置对照实验。除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。对照是实验控制的手段之一，目的还是在于消除无关变量对实验结果的影响。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，既可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。
　　通常，一个实验总分为实验组和对照组。实验组是接受自变量处理的对象组；对照组，也称控制组，是不接受自变量处理的对象组，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，则可认定为是自变量的效果，这样的实验结果是可信的。
　　3、重复性原则：在实验设计中也必须注意实验的可重复性。任何实验部必须要有足够的实验次数，才能判断结果的可靠性，尤其是有数据计算的实验，设计的实验不能只能进行一次，在无法重复的情况下，作为正式结论，这样的结论易被推翻。
　　4、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及其他学科领域的基本原则，有可行性。
　　三、实验设计的基本思路
　　1、明确实验目的：解题首先要明确题意，只有明确题意才能方向明确，少走弯路。看清题意是要求设计实验方案、步骤还是分析结果。
　　2、分析实验原理：分析本实验要用到生物学上的什么原理。
　　3、选择材料用具：实验材料的选取应根据研究问题来确定，在选材时还应该注意几个原则：易观察性、实验周期性、简便可操作性。
　　4、确定实验思路：就是根据原理对实验做出假设，并对可能产生的现象做出预期，并充分利用实验材料设计实验思路。
　　5、设计实验步骤：根据上述实验目的、原理和思路，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。实验步骤的一般顺序：分组并编号、前期共性处理→实验变量处理→后期共性处理→观察现象，记录数据。
　　6、分析得出结论：根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，归纳出一般概括性判断，并用文字、图表、绘图等方法做一个简明的总结。