湖南祁東二中 鄒小艷
高中生物實驗設計是一種考查學生能力的綜合性題型。這種試題有一定的開放性，它是培養學生思維和發展學生能力的能力檢測題，也是高考中選拔人才的選拔性題型。近幾年的高考試題中雖然都考了，但同學們的得分率并不高。不是思路不清就是步驟不可行?，F就高中生物實驗設計的一般解題思路和方法總結如下。
一、找出實驗目的和原理
首先認真閱讀題目，從題目中獲取我們所需要的信息，要弄清題目讓我們做什么，所依據的理論基礎是什么。無論是探究性還是驗證性實驗，題目都會告訴我們要做什么，即要你探究什么或驗證什么，這就是實驗目的。至于做這件事的理論基礎則不一定在題干中都有，需要我們從所學的知識范圍中去找尋，也就是說書本知識是我們做題的依據和支撐，即實驗原理 。當實驗目的和原理都弄清楚了，就好像建房有了設計圖，按照設計圖的樣式把他建成就可以了。做實驗設計題就根據目的和原理，我們的實驗設計思路，材料用具和步驟也基本上可以確定了。
例題1.胰高血糖素對小白鼠和人具有相同的生理作用。為了驗證胰高血糖素具有升高血糖的生理作用，請以小白鼠為實驗對象設計實驗步驟，觀測和解釋實驗應出現的結果，并寫出實驗結論。該實驗中的原理或知識背景就是胰高血糖素能促進肝糖元水解和非糖物質轉化為葡萄糖,從而使血糖濃度升高;當血糖濃度升高到一定值（160-180 mg/dl）時就會以尿糖的形式排出；尿液中的葡萄糖可與斑氏定性試劑反應生成磚紅色沉淀。
例題2.探究某地土壤（不缺Cl）種植植物葉片容易發黃的原因是缺Mg還是缺Fe。其原理是：
①植物生長發育需要一定的必需礦質元素，缺乏某種元素時會表現出相應的癥狀。
②該缺乏癥狀可以通過補充該元素得到消除。
③植物缺乏可以再度利用的元素如Mg時，則衰老部分先受害；缺乏不可再度利用的元素如Fe時，則幼嫩部分先受害。
二、選定實驗材料、藥品和用具
根據實驗目的和原理選定我們的實驗材料和用具，選用材料時應該注意材料的易得、廉價及用具的可操作性和多量性（滿足實驗的平衡重復原則）。
三、找出實驗中的自變量、因變量和無關變量
根據實驗目的和原理，找出實驗中的自變量、反應變量和無關變量，并設計控制自變量的簡單易行的操作方案和排除無關變量的處理措施。
如例1中的實驗變量是胰高血糖素的補充與否，反應變量則是尿液中是否有葡萄糖，無關變量則是小鼠的生理狀況等，若想消除無關變量的影響，我們就應選擇生長狀況相同且較好的同齡同種同性別小鼠作為實驗材料。
例2中的實驗變量是缺Mg、Fe與否。即完全培養液（不缺必需元素）和土壤浸出液（缺Mg或Fe），第二步的變量是加Mg或加Fe，反應變量是觀察葉片發黃的癥狀是否消除，或者是直接觀察缺素以后葉片發黃的部位在哪？無關變量則是培養液濃度、光照、溫度、PH值等。在設計實驗的過程中，應保持這些無關變量的一致和適宜性。
四、根據反應變量確定觀測指標和初步推測實驗可能的結果。
如例1中胰高血糖素的補充會引起血糖濃度的升高，血糖濃度的升高又會以尿糖的形式排出，即我們的觀測指標是尿液中是否有糖，而檢測的現象則是與斑氏糖定性試劑在加熱的情況下反應生成磚紅色沉淀與否。
例2中自變量是有無Mg或Fe，觀測的反應變量是缺乏癥的有無，加入Mg或Fe后缺乏癥是否消失或缺乏癥首先出現的部位，故我們可以通過分別補充Fe、Mg來觀察缺乏癥的消失情況，或直接觀察葉片首先出現缺乏癥的部位。
五、設計具體的實驗方法和步驟
在每道實驗設計題中，都有具體的實驗設計方法和步驟，在設計方法和步驟的過程中應遵循如下幾個原則和步驟
（1）原則
科學性原則：即設計的實驗要具科學性。
可行性原則：即設計步驟簡單方便、材料易得，重要條件易控制，又能說明問題。
例如：驗證酶的專一性的實驗中，用唾液淀粉酶（或商店出售的a-淀粉酶），而不用胰淀粉酶和腸淀粉酶（不易獲得）
單一變量原則：即只設計一個自變量，其余的都定為無關變量，都應注意保持一致且適宜性。故在具體的步驟中，應體現這一點。用詞時應注意生長狀況相同,等量，適宜等字眼。
平行重復原則：即實驗組和對照組往往應設計多個組，予以綜合得出結論或多做幾次，綜合得出結論。如例1中的小鼠，不應各為一只，而應各為多只。如例2中培養的植株每組不應為一株而是數量相等的多株，且生長狀況相同的植株。
對照原則，即設計對照實驗來排除無關因素的影響以增強實驗結果的說服力。對照方法可采取空白對照、條件對照、相互對照和自身對照等?？瞻讓φ?，即對照組不做任何處理，如觀察甲狀腺激素的作用時可設實驗組切除甲狀腺；空白對照就是正常狀況的同種健康動物不做任何處理；而條件對照則是添加甲狀腺激素抑制劑；自身對照，如質壁分離與復原實驗中的前后對照。相互對照，則是各實驗組互為對照。如探究生長素的形成、分布和感光部位的實驗中的各組實驗。
（２）步驟： 實驗步驟往往分為四步曲：
分組、編號、實驗準備→變量處理→相同條件下培養或反應→觀察記錄實驗結果。
如例題：現有一種植物的種子，已經知道它的萌發受分、溫度和氧氣的影響，但不了解其萌發與光是否有關。為探究光的有無對該種子萌發的影響，請你依據所給材料和有用具設計實驗的方法步驟，測可能的實驗結果，并分別得出相應的結論。其方法步驟為：
①取A、B兩組培養皿，倒入適量的水，將等量的種子分別放入兩組培養皿中（實驗準備）；
②將A組置于黑暗的環境中，B組置于有光的環境中（變量處理）；
③將兩組培養皿放在水分、溫度、氧氣適宜且相同的狀況下培養一段時間（相同條件下的培養）；
④觀察并記錄兩組培養皿中種子的萌發情況（觀察記錄實驗結果）。
六．預測實驗結果并得出結論
根據實驗類型的不同，結果和結論也不同。如探究性實驗，實驗結果往往是不確定的，把可能出現的結果都應考慮在內，并寫出相應的結論。而驗證性實驗的結果往往是已知且唯一的，只要寫出這一結果和對應結論即可。
例如上步中的例題是探究性實驗，可能有的實驗結果及相應的結論是：
①A組萌發，B組不萌發（或A組發芽率高于B組），光抑制該種子的萌發；
②A組萌發，B組也萌發（或A、B兩組發芽率差不多），該植物種子萌發不受光的影響；
③A組不萌發，B組萌發（或A組發芽率低于B組），光是該植物種子萌發的必要重要條件之一。
如本文中的例1是驗證性實驗，其實驗結果是：實驗組小鼠的尿液能與斑氏糖定性試劑反應生成磚紅色沉淀，對照組小鼠的尿液與斑氏糖定性試劑反應不生成磚紅色沉淀，（也就是仍然是藍色）即實驗組小鼠尿液中有葡萄糖，對照組小鼠的尿液中無葡萄糖。
結論是：實驗組小鼠血糖升高，超過一定數值而出現糖尿，是胰高血糖素具有升高血糖的生理作用所引起的。
