高中生物实验设计论文

生物学是一门实验性科学，生物科学的基本研究方法是观察和实验，在实验操作中能使学生的眼、手、脑有机地结合起来，使学生不仅能掌握一定的生物知识，而且获得必要的基本技能的锻炼。所以，在实验中能够培养学生的实践操作能力，而且也能提高学生的观察和思考能力。下面我就生物实验教学谈几点看法。今天小编为大家推荐《高中生物实验设计论文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

高中生物实验设计论文 篇1：

谈高中生物实验设计的原则及实验设计模式

所谓实验设计，就是要求学生设计实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计数据处理的方法及分析实验的现象。实验设计，主要考查学生是否理解实验原理，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情境下迁移知识的能力。下面笔者结合平时的教学实际，谈谈生物实验设计应遵循的几个原则及实验设计的模式。

一、实验设计应遵循的原则

1.对照性原则

在实验设计中，通常设置对照组。通过干预或控制研究对象以消除或减少实验误差，鉴别实验中的处理因素同非处理因素的差异。实验设计中可采用的对照方法很多，除了有阳性对照、标准对照、自身对照、相互对照之外，通常采用空白对照的原则：即不给对照组以任何处理因素。值得强调的是，不给对照组任何处理因素是相对实验组而言的，实际上对对照组还是要做一定的处理，只是不加实验组的处理因素。

2.随机性原则

实验设计中的随机化原则，是指被研究的样本是从总体中任意抽取的。这样做的意义在于：一是可以消除或减少系统误差，使显著性测验有意義；二是平衡各种条件，避免实验结果中的偏差。

3.平行重复原则

平行重复原则，即控制某种因素的变化幅度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果影响的程度。任何实验都必须能够重复，这是具有科学性的标志。上述随机性原则虽然要求随机抽取样本，这能够在相当大的程度上抵消非处理因素所造成的偏差，但不能消除它的全部影响。平行重复的原则就是为解决这个问题而提出的。

4.单因子变量原则

单因子变量原则，即控制其他因素不变，只改变其中某一变量，观察其对实验结果的影响。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外，其他实验条件要求做到前后一致。

二、实验设计模式

l.从实验步骤出发设计研究性实验

模式：教师对实验步骤提出建议→学生选择比较实验→分析对比结果→得出结论→填写报告。

以“叶绿体中色素的提取和分离”实验为例。本实验的步骤是：去除叶柄、粗叶脉的新鲜菠菜叶5g，剪碎放入研钵，加少量碳酸钙、石英砂，15ml无水酒精，研磨成匀浆后过滤，得叶绿体色素提取液。用毛细管吸取少量滤液，在干燥的滤纸条上划一细线，烘干后再次划线，重复多次，然后放入层析液中进行层析。

教学中，鼓励学生使用不同方法，通过对比实验研究哪种方法能达到最佳的实验效果。如建议学生对所取菠菜与酒精量的比例作一研究(可以采用10g菠菜叶与5ml无水酒精组合、10g菠菜叶与10ml无水酒精组合、5g菠菜叶与5ml无水酒精组合、5g菠菜叶与10ml无水酒精组合等)；也可对滤纸条的划线次数(可以是3次、5次、7次、10次等)、划线方法(可以是用毛细管、载玻片、铅笔、滤纸条折线等器材或方法)、取用碳酸钙的量(少量或较多)、是否需要过滤等实验步骤提出建议。学生在实验过程中，自己选择对比实验组，通过自己的实验，得出结论。

在实验过程中，学生的兴趣很高，积极性与主动性得到充分体现，相互之间主动交流实验的结果与体会。同时，教师根据学生的实验对比结果，对实验的方法进行了一定的改进，如采用10g菠菜叶与10ml无水酒精组合，层析后色素带分层比较清晰；划滤液细线的方法可直接采用载玻片的一侧蘸取匀浆。压在滤纸条上，并称其为“敲图章”。此法可以节省实验时间，且滤液细线细而齐整，划线次数超过7次后对实验影响就不明显了。部分学生的研究结论被教师介绍给大多数学生，学生的研究直接参与进教学的研究，这对这些参与实验的学生是一种激励，反过来可以成为他们进一步学习的动力。

2.从允许学生故意出错的角度设计研究性实验

模式：教师针对教材中某些“不许”“不能”“注意”等内容提出质疑→要求学生解释为什么→学生实验→得出结论。

如在“叶绿体中色素的提取与分离”实验中不能让层析液浸没滤液细线，否则色素会溶解在层析液中，影响实验结果；“植物细胞的有丝分裂”实验中根尖解离后必须经过漂洗，否则盐酸同染色剂反应，会影响根尖细胞内染色体的染色效果；“生物组织中蛋白质的鉴定”实验中蓖麻籽的薄片需用95％酒精洗去油脂，以免影响对蛋白质晶体的观察；“水质污染对生物的影响”实验中合成洗涤剂对生物的影响应使用普通的洗衣粉等。为什么要这样做呢?以往教学中，往往是教师把答案告诉学生，要求学生记住，实验中不能如此操作。但在开展研究性学习的实践与研究后，教师不再给出答案，而是建议学生不妨在实验时试一下，通过亲自进行“错误”操作，学生知道了此操作所造成的后果，其印象比教师口头的讲述要深得多，也更有说服力，其心理体验是前者无法相比的。也有一些“错误”操作的结果对实验并无多大影响，如“水质污染对生物的影响”实验中使用普通的洗衣粉与使用加酶的洗衣粉的实验效果是相同的，那么教师就应引导学生分析其原因，为什么教材中采用前者，由此让学生体会科学研究的严谨性。

作者：周文梅

高中生物实验设计论文 篇2：

高中生物实验设计探究

生物学是一门实验性科学，生物科学的基本研究方法是观察和实验，在实验操作中能使学生的眼、手、脑有机地结合起来，使学生不仅能掌握一定的生物知识，而且获得必要的基本技能的锻炼。所以，在实验中能够培养学生的实践操作能力，而且也能提高学生的观察和思考能力。下面我就生物实验教学谈几点看法。

一、高中生物实验设计的特点

1.科学性的特点

具体体现在：实验原理、实验方法、实验材料的选取、实验结果的处理都应有充分的科学依据，不能随意臆造。高中生物实验科学性的特点是区别与其它学科的最重要的特点之一，生物实验一定要讲求其科学性，没有科学性作指导，生物实验的结果就会变得毫无意义，没有参考的价值，同时也违背了科学的指导原理。所以在进行生物实验之前，一定要有科学性的理论指导，对涉及生物实验的相关内容进行相关的研究分析，认真考证，这样实验的结果才有科学的依据，才有科学的价值。

2.相互对照的特点

一个完整的实验设计应包括两个方面：实验组和对照组。先对实验组加以处理，然后对照组不作处理。对照实验的设计常有如下4种：一是空白对照，设计一个不进行任何實验处理的对照组。二是自身对照，指实验组与对照组在同一对象上进行，前后观察，不另设对照组。三是条件对照，给实验组一种处理，给对照组另一不同条件处理。四是相互对照，指不另设对照组，而是利用几个实验相互对照，即每一组既是实验组，又是其他组别的对照组。只有通过对照实验，才能有效地排除无关变量对实验的干扰，使设计显得严密。因此对于大多数实验，尤其是生理类实验往往都应该设置相应的对照实验。

3.单一变量的特点

单一变量原则，即控制其他因素不变，只要改变其中某一变量，观察其对实验结果的作用。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外，做到其他实验条件前后一致。这也是生物实验所独有的特点，采用单一变量的方法，往往能够使实验变得更加有说服力，使实验的结果更加直接了然，能解析更多的生物上的科学道理。

二、高中生物实验教学设计策略

1.明确实验教学目标，做好准备工作。明确目标能使学生产生积极的学习动机，思维才会有方向，操作才会认真。做好实验教学的准备工作，实验教学和一般的授课有不同的要求，而生物教材又往往受地方性的季节性的限制，有些实验还需较长的时间才能看到实验结果，因此，在实验课前做好实验教学的准备工作就显得尤为重要了。

2.加强实验教学的组织管理。多数学生把实验简单地理解为“看”，对实验现象缺乏分析和思考，实验完毕后往往答不上产生现象的原因和实验的结论。如果缺乏严格的训练，将会导致教师疲惫不堪，学生一无所获。因此，应加强实验教学的组织管理，注意维持实验纪律、规范实验习惯、合理指派实验大组长、小组长等，以确保实验教学质量。

3.分析实验程序和实验现象。一个较为复杂的实验过程是设计人员长期辛勤劳动的结晶，它往往是经过几十次甚至上百次的反复摸索。所以，学生在实验中，不能单纯地用实验指导进行“按方抓药”出现结果就行了。而要指导学生去分析实验中每一步骤的作用、每一个处理意义以及各步骤之间的联系。

4.注重培养学生的科学探究能力。高中生物实验教学通过引导学生去探索、解决问题，从而达到掌握知识、发展智力、培养能力的教学目标。新课程强调学生尝试应用科学探究的方法，研究高中生物问题，验证高中生物规律，提高科学探究的能力。在生物教学过程中，教师应加强对学生能力的培养，这样定会事半功倍，全面提高教学质量。

5.在探究实验中培养学生的演绎推理能力。思维的逻辑性主要指能正确运用分析比较、判断、推理的形式进行思维和表达思维的结果。生物实验中常用的逻辑思维方法是推理，主要有归纳推理和演绎推理。生物实验教学为培养学生的归纳推理和演绎推理能力创造了有利条件。

6.加强设计型实验题训练。随着高考改革和课程改革的深入，高考生物实验题多以根据要求设计实验步骤、分析实验数据和现象、得出或预测实验结果和结论、评价和优化实验设计方案等形式呈现。如果还是按照以前老一套的实验训练模式，只重视做一些死记硬背的机械记忆型实验题，学生是很难取得理想的高考成绩的。因此，在平时的实验教学中，教师除了采取以上一些实验改革措施外，还必须要有意识地精选和精编一些实验习题，特别是一些不同类型的实验设计题，让学生进行全方位训练。

（责任编辑 刘 馨）

作者：段小利

高中生物实验设计论文 篇3：

高中生物实验设计中平行重复原则

摘要：高中生物实验设计过程中要遵循科学性原则、可行性原则、随机性原则、对照性原则、单因子变量原则、可重复性原则和平行重复原则等、其中的平行重复原则在教学中涉及相对较少，不少教师对它的理解模棱两可，甚至将其与可重复性原则混为一谈，本文笔者通过举例对比和解释这两个概念并阐述笔者个人的观点 。

关键词：实验设计 可重复性原则 平行重复原则

在高中生物必修3第五章第3节探究“土壤中的微生物能分解作用”的实验中，要将土壤样品随机分为两等份（即遵循随机性原则），分别装入两个大小相同的容器（如塑料袋），其中一个经高温灭菌处理（做实验组），另一个不做处理（作对照组），造成一个容器内的土壤中不存在生活的微生物，一个容器内的土壤中含有生活的微生物，然后在其他条件相同的情况下进行实验，即设置了对照实验，遵循了对照性原则。在实验过程中，让两个容器内的土壤样品在其他条件都相同的情况下进行实验，唯独不同的就是其中一个容器内的土壤中含有微生物，另一个容器内的土壤中不含微生物，在这里，有无微生物的存在就成了本实验的单因子变量（单一变量），即这样进行实验遵循了单因子变量原则。本探究实验，可以安排多个实验小组先后用相同的实验装置在相同条件下先后来进行，如果各实验小组会得到同样的实验结果，即可说明本实验具有可重复性，即在设计本实验时遵循了可重复性原则。笔者个人认为：重复实验指在同样实验条件下做过后继续做或几个人（或几个小组）同时分别做的实验，其实验结果可以是各自独立的，其重在看实验的重复性。

平行重复原则与可重复性原则不同，平行重复原则即控制某种因素的变化幅度，在同样的条件下重复实验，观察其对实验结果影响的程度。在必修3 第三章第2节 “探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”中，用一系列具有浓度梯度的生长素类似物处理插条，在这里，不同的组别生长素类似物的浓度大小不同即控制了自变量的变化幅度，结果观察不同生长素类似物浓度对枝条生根的影响，故在本实验中使用了平行重复原则。笔者个人认为：平行重复实验也可以是一个人（或一个小组）的几个同时或先后完成的同样实验（多组），而且最后是以多组实验的平均值作为一个结果的实验，其重在看实验的稳定性。在上述实验中，为了使实验结果准确可靠，实验时会在每一个生长素类似物浓度下同时处理多根插条， 计算在该浓度下插条生根的平均值或平均生根长度，这种通过平均值作为实验结果的实验也是平行重复实验。

并不是任意一个生物学实验都会用到平行重复原则，那么在什么情形下需要使用该原则呢？请看下面的一个生物学实验设计：

某研究性学习小组的同学们准备用下甲所示的装置，探究反应物的浓度与酶的催化反应速率有何关系。请你协助他们完成实验设计。

材料用具：注射器、密封橡胶帽、大小相同的新鲜马铃薯小圆片（新鲜马铃薯含有过氧化氢酶）、体积分数为5%的过氧化氢溶液、蒸馏水、烧杯、秒表等（以上材料的数量足够使用）。

（1）该探究实验的原理是 。

（2）实验步骤： 。

（3）如果这个实验装置的容量足够大，反应的时间足够长，请在下面的坐标图（图乙）中分别画出你预测的高、低两种不同浓度反应物的实验结果。

在本实验中，需要在一系列不同浓度大小的过氧化氢溶液（如浓度大小分别为1%、2%、3%、4%、5%）下进行同样的实验，观察不同过氧化氢溶液浓度对气体产生量的影响，这就体现了平行重复原则。为了使实验结果准确，降低偶然性，需要在设置好的每一个过氧化氢浓度下用多套（一般为3～5套）相同的装置同时（也可先后）进行实验，测出在同一个过氧化氢溶液浓度下各组装置内收集的气体的量，然后计算出在该过氧化氢溶液浓度下相应气体产生量的平均值，用该平均值来代表该过氧化氢溶液浓度下的测定实验结果，这里同样也遵循平行重复原则。

任何实验都要能够重复进行，这样的实验结论才具有可靠性、科学性。有些实验，要使实验数据更为准确，减少偶然性，需要在设计实验时考虑使用平行重复原则，一般说来，平行重复原则是利用多组相同的实验装置在相同条件下同一时间进行实验，得到在某一条件下的一组实验数据，然后求其平均值。而可重复性原则对任一实验来说都应该具备，它的发生往往是在相同实验条件下先后进行实验，每次实验测出的数据可直接代表实验结果，不存在求平均值的问题。重复实验和平行重复实验的区分关键点并不是看实验是不是同时进行，因为平行有同时等速平行、同时差速平行、异时差速平行等多种形式。

作者：张媛媛