一、什么是實驗
是在人為控制條件下，研究對象的變化，以其結(jié)果論證科學(xué)結(jié)論的一種科學(xué)方法。
美國科學(xué)家科南特曾經(jīng)將一般科學(xué)方法歸結(jié)為六個步驟
1、根據(jù)經(jīng)驗或?qū)ΜF(xiàn)象的觀察提出或確定問題，樹立研究目標。
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，以解釋觀察到的現(xiàn)象。
4、根據(jù)假說進行推演，構(gòu)造理論體系，同時提出判決實驗方案。
5、用實際的實驗對假說進行檢驗。
6、根據(jù)實驗所得結(jié)果，接受、修改或放棄假說。
二、一個完整實驗方案的組成
實驗題目、實驗?zāi)康�、實驗原理、實驗假說、材料用具、實驗步驟、實驗記錄、實驗結(jié)果分析、實驗結(jié)論。
�。ㄒ唬⿲嶒烆}目的確定
一般包括：
1、研究對象。2、研究其現(xiàn)象。3、作用于對象的因素。
（二）實驗?zāi)康?/p>
本實驗最終要達到的目的，明確實驗要探究什么問題；探索哪方面的生物學(xué)規(guī)律。
（三）實驗原理
實驗依據(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。
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假說：又稱假設(shè)或猜測，是指對所提出的問題所做出的一種可檢測的預(yù)期結(jié)果。
第一步：提出假說，即依據(jù)發(fā)現(xiàn)的事實材料或已知的科學(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，進行推理，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)果得到實現(xiàn)，則假設(shè)成立。預(yù)期結(jié)果沒有實現(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)計嚴密、合理。
�。┰O(shè)計實驗方法和步驟
1、實驗變量與反應(yīng)變量
實驗變量：又稱自變量，指實驗中由實驗者所操縱的因素或條件。由實驗變量而引起的變化和結(jié)果，稱反應(yīng)變量。又稱因變量。
2、無關(guān)變量與額外變量
無關(guān)變量：又稱控制變量，指實驗中除實驗變量以外的影響實驗現(xiàn)象或結(jié)果的因素或條件。由無關(guān)變量引起的變化和結(jié)果，稱額外變量。又稱干擾變量。
消除無關(guān)變量的有效方法是對部分實驗條件要有量、時間、溫度等描述。
3、單一變量原則
不論一個實驗有幾個實驗變量，都應(yīng)做到一個實驗變量對應(yīng)觀測一個反應(yīng)變量。
4、控制與平衡控制：是對無關(guān)變量的控制與平衡
�。�1）單組實驗法：對一組或一個對象，既用A法，又用B法。
�。�2）等組實驗法：將狀態(tài)相等的對象，分成兩組或多組，一組用A法，另一組用B法等。
（3）輪組實驗法：對兩組或兩組以上的對象，循環(huán)進行兩個或兩個以上的實驗處理，如甲組用A法、B法。乙組用B法、A法等。
5、對照：是設(shè)計和實施實驗的準則之一，也是實驗控制的手段之一，目的還是在于消除無關(guān)變量對實驗結(jié)果的影響。
�。�1）空白對照：指不做任何實驗處理的對象組。
�。�2）自身對照：指實驗與對照在同一對象上進行，即不另設(shè)對照組。單組法和輪組法，一般都包含有自身對照。
（3）條件對照：指雖給對象施以某種實驗處理，但這種處理是作為對照意義的，或者說這種處理不是實驗假設(shè)所給定的實驗變量意義的。
例如，“動物激素飼喂小動物”實驗，采用等組實驗法，其實驗設(shè)計方案是：
甲組：飼喂甲狀腺激素(實驗組)；
乙組：飼喂甲狀腺抑制劑(條件對照組)；
丙組：不飼喂藥劑(空白對照組)。
顯然，乙組為條件對照，該實驗既設(shè)置了條件對照，又設(shè)置了空白對照，通過比較、對照，更能充分說明實驗變量??甲狀腺激素能促進蚯蚓的生長發(fā)育。
（4）相互對照：指不另設(shè)對照組，而是幾個實驗組相互對比對照，在等組實驗法中，大都是運用此對照，相互對照較好的平衡和抵消了無關(guān)變量的影響，使實驗結(jié)果更具有說服力。
�。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。
�。ò耍⿲嶒灲Y(jié)果分析
對實驗記錄下來的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)進行整理分析，得出結(jié)果。
�。ň牛┑贸隹茖W(xué)結(jié)論
通過對實驗結(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“觀察植物細胞質(zhì)壁分離和復(fù)原”的實驗。
1、實驗題目
“觀察植物細胞質(zhì)壁分離和復(fù)原”的實驗。
2、實驗?zāi)康模?/p>
觀察植物細胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的過程，驗證具有大液泡的植物細胞發(fā)生滲透作用的情況。
3、實驗原理(科學(xué)性)
水分代謝理論知識：浸在溶液中的成熟的植物細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、實驗假設(shè)：
當細胞外溶液濃度>細胞液溶液濃度一細胞失水。當細胞外溶液濃度<細胞液溶液濃度一細胞吸水。
預(yù)期結(jié)果：細胞失水一質(zhì)壁分離；細胞吸水一質(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)處理實驗材料。
設(shè)置實驗組：單組實驗法。對同一種材料既用A法(0.3g/ml的蔗糖溶液)處理，又用B法(清水)處理。
設(shè)置實驗對照：自身對照。
7、實驗記錄
將細胞放在不同溶液中，觀察其變化的情況，進行描述。
8、實驗結(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：
成熟的植物細胞是一個滲透系統(tǒng)。
三、實驗答題時應(yīng)注意以下內(nèi)容：
(一)實驗步驟
1分步敘述，要標號。
2研究對象或器皿要有標記。
3說明對材料的選擇及處理情況。
4控制單一變量(對結(jié)果有影響的單一因素)。
5對部分實驗條件要有量、時間、溫度等描述。
6必須遵循對照原則。
(二)實驗記錄：記錄方式有：文字描述、表格描述、座標曲線圖、柱形圖、畫觀察圖。
(三)實驗結(jié)果分析：對實驗記錄下來的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)進行整理分析，得出結(jié)果（預(yù)期結(jié)果）。
�。ㄋ模⿲嶒灲Y(jié)論：通過現(xiàn)象、結(jié)果的分析，概括出規(guī)律性的問題。
四、實驗設(shè)計的原則
（一）科學(xué)性原則
所謂科學(xué)性，是指實驗?zāi)康囊鞔_，實驗原理要正確，實驗材料和實驗手段的選擇要恰當，整個設(shè)計思路和實驗方法的確定都不能偏離生物學(xué)基本知識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)計生物學(xué)實驗時，從實驗原理、實驗的實施到實驗結(jié)果的產(chǎn)生，都具有可行性。
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設(shè)計實驗時，要考慮到實驗材料容易獲得，實驗裝置比較簡單，實驗藥品比較便宜，實驗操作比較簡便，實驗步驟比較少，實驗時間比較短。
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重復(fù)、隨機和對照是保證實驗結(jié)果正確性的三大原則，多年來為研究者所公認。因此，在實驗設(shè)計中也必須注意實驗的可重復(fù)性。
五、高中教材生物實驗的內(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、細胞質(zhì)流動的觀察
4、觀察植物細胞的有絲分裂
5、比較過氧化氫酶和Fe3＋的催化效率
6、探索淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用
7、溫度對酶活性的影響
8、葉綠體中色素的提取和分離
9、觀察植物細胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原
10、植物向性運動的實驗設(shè)計和觀察
11、設(shè)計實驗，觀察生長素或生長素類似物對植物生長發(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驗
15、調(diào)查人群中的遺傳病
16、調(diào)查媒體對生物科學(xué)技術(shù)發(fā)展的報道
17、種群密度的取樣調(diào)查
18、設(shè)計并制作小生態(tài)瓶，觀察生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
19、調(diào)查環(huán)境污染對生物的影響
20、觀察SO2對植物的影響
21、收集有關(guān)生態(tài)農(nóng)業(yè)的信息，根據(jù)當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況，設(shè)計一個農(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，并做交流報告
24、調(diào)查生物工程制品在社會生活中的應(yīng)用，并寫出調(diào)查報告
六、有關(guān)的實驗方法
在高中生物學(xué)教材中，除了有一些學(xué)生的動手實驗外，還有大量的結(jié)合知識內(nèi)容所列舉的實驗。
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