高中生物實驗設計的原則及改進方法探討

劉淑麗

摘要：生物是學生在高中階段學習的一門重要學科，而高中生物是一門以實驗為主的自然學科，在教學中為了能夠加深學生對理論知識的認知和理解，就要引導學生掌握實驗的技巧和方法，對此在本文中筆者將對高中生物實驗設計原則進行分析，并提出以下實驗設計改進方法，旨在促使高中生物實驗教學質量得到提升。

關鍵詞：高中生物 實驗設計 原則 改進方法

在高中生物實驗教學中，實驗設計主要是指在正式實驗前，依照相關原則和目標作為指導，運用以往掌握的知識制定實驗方案。而從近幾年的高考改革命題趨勢分析也可以發現，“實驗設計”題占據越來越重要的比例，因此在今后的高中生物教學中，教師強化生物實驗設計的原則及改進方法研究十分重要。

一、高中生物實驗設計的原則

高中生物是一門以實驗為基礎的自然學科，實踐證明，在生物實驗設計時，有以下原則是必須要遵守的。第一科學性原則，生物實驗設計的科學性主要體現在實驗中要有明確的目的，同時能夠正確的使用實驗原理，選擇科學的實驗方法，確保整個實驗設計不會偏離正確軌跡。第二對照性原則，比較是確定事物之間異同的重要方式，因此若是想要概括事物的本質特征，就應該舍棄非本質特征，而在生物實驗設計中，對照實驗設計是消除無關變量影響的有效方法。第三隨機性原則，在生物實驗設計中，實驗對象或者實驗樣本必須是隨機抽選的，保障實驗組和對照組之間機會均等，這樣才能更好的消除組間誤差，促使整個實驗設計更加客觀，為實驗結果的有效性提供保障。第四可重復性，重復是保障實驗結果可靠性的重要措施，在實際實驗過程中，不可避免的會受到多種因素的影響，因此任何實驗都會存在誤差，為了能夠得到更加可靠的結果，往往要進行多次實驗，實驗保障實驗可重復性十分重要。

二、高中生物實驗設計的改進方法

（一）準確把握實驗目的，明確實驗設計原理

在高中生物實驗設計中，實驗目的是實驗設計的靈魂，采用的所有實驗設計步驟都是圍繞“實驗目的”這個原理展開，因此在進行實驗設計時，必須要明確實驗目的，從“生物學事實”出發，進行實驗原理設計，這樣才能保障生物實驗設計的有效性。在這里筆者舉這樣的一個例子，如在學習《降低化學反應活化能的酶》中，涉及一個重要的生物實驗就是“淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用”，在進行此節課實驗教學中，實驗的目的就是讓學生了解酶催化特定化學反應的方法以及酶是否能催化淀粉和蔗糖這兩種化學反應，只有明確這樣的實驗目的，才能確定實驗原理展開實驗設計。因此實驗設計原理就可以從“由于淀粉和蔗糖都是非還原糖，而斐林試劑可以鑒定溶液中有無還原糖這一原理出發，從而判斷淀粉酶是否可以催化淀粉和蔗糖水解”展開實驗設計，因此準確把握實驗目的，明確實驗設計原理是保證高中生物實驗設計成功的關鍵。

（二）根據實驗變量關系，制定科學實驗方法

在高中生物實驗設計中，涉及很多“變量”，如實驗變量，反應變量、無關變量等，只要明確這些“變量”之間的關系，精心制定實驗方法，才能為實驗成功提供保障。其中實驗變量主要是指實驗研究中的變量，如在“溫度與PH對酶的活性影響”實驗中，“溫度”與“PH”就是實驗變量，一般情況下根據實驗名稱就可以確定。而反應變量是實驗中因實驗變量引起的變化結果，在“溫度與PH對酶的活性影響”實驗中，“酶的活性”就是反應變量，由此可以看出，在高中生物實驗設計中，實驗變量是認為改變的實驗條件，而這一條件的改變可以使反應變量發生改變。而無關變量主要是通過對照實驗設置體驗，在實驗組和對照組之間，無關變量要做到相同的適宜性，從而抵消無關變量對研究對象的干擾。在高中生物實驗設計中，要明確這些“變量”之間的關系，從而科學的制定實驗方法，繼而獲取準確的數據結論。

（三）準確預測實驗結果，得出科學實驗結論

在高中生物實驗設計方案完成后，要引導學生根據掌握的理論知識和實驗原理對實驗結果進行科學分析，對可能出現的實驗現象進行預測性判斷，這也是生物實驗設計中十分重要的一個環節步驟。通常情況下，實驗結果的預期有兩種情況，一種是驗證性的實驗，其假設是既定的，因此得出的實驗結果與預期一般是唯一的，因此無論是支持還是不支持，兩者都是假設的證明。另外一種則是探究性實驗，此種實驗得出的實驗結果是有多重可能的，因此在進行此種實驗設計時，要注意實驗預期的完整和準確，要將可能出現的實驗結果都作出假設，通過推理解釋出實驗背后隱藏的規律性知識。如在進行“細胞大小與物質運輸之間的關系”這一實驗設計時，實驗結果就是有多種可能的，學生要通過實驗觀察才能，了解細胞內的分子吸收程度，才能闡釋細胞代謝對于細胞分裂的促進作用，從而得出科學的實驗結論。

三、結語

高中生物是一門以實驗為基礎的自然學科，實驗可以加深學生對理論知識的認知和理解，而在進行生物實驗設計時，不可盲目進行，必須要遵循相關原則，采用正確的實驗方法，這樣才能真正保障學生在生物實驗設計學習中得到裨益，謀求更好的生物學習發展，從而提高學生生物學習質量，實現學生生物學習水平的提高。

參考文獻：

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[3]史華波.高中生物實驗設計的原則和方法[J].教學與管理，2015，（01）.

（作者單位：內蒙古呼倫貝爾海拉爾區鐵路一中）