實驗是科學研究過程中的一個重要環節，是在人為控制條件下，研究對象的變化，以其結果論證科學結論的一種科學方法。由於研究問題性質的不同，科學研究的方法也有差異，但通常分為以下幾步：
一、觀察
觀察是科學研究方法的第一步，這裏的觀察，是在處於自然常態條件下進行。對事物進行觀察時必須周詳，並將它記錄下來。而尤為重要的是要保持客觀的態度。人們常希望看到人想要看或應該看到的現象，因此而影響觀察結果，產生偏差。
二、提出問題
人們對事物作縝密觀察以後，常常由於好奇心或想作進一步的瞭解而提出問題，雖然任何人都能提出問題，但只有有意義的問題才值得探討，因此，進行研究時，不僅要提出問題，而且要提出確切的問題。此外，對問題的表述，也要清楚而正確，例如“蚯蚓如何借肌肉的收縮和舒張而移動身體？”
三、假説
科學方法的第三步是假説。假説，也稱假設或猜測，指用來説明某種現象但未經證實的論題，也就是對所提出的問題所作出的參考答案。假説一般分為兩個步驟：第一步，提出假説，即依據發現的事實材料或已知的科學原理，通過創造性思維，提出初步假定；第二步，作出預期（推斷），即依據提出的假説，進行推理，得出假定性的結論；例如，新編高中生物的“動物激素飼餵小動物的實驗”，其假説是：“甲狀腺激素對動物的生長髮育有影響”；其預期結果是：“用適量的甲狀腺激素飼餵蝌蚪，將促使蚪蝌的生長髮育加速”。實驗預期是較具體的推斷。
一個問題常有多個可能的答案，但通常只有一個是正確的。因此，假設是對還是錯，還需要加以驗證，即依據假設或預期，設計實驗方案，進行實驗驗證。
四、實驗
實驗是驗證假説和解決問題的最終途徑，指在人為控制的條件下研究事物的變化的一種方法。這是科學方法的最大特色，也是科學方法中最困難的一步。如何求證假設可充分展現研究者的才華。在科學實驗中，要掌握或貫徹以下幾點：
（一）變量
變量，或稱因子，是指實驗過程中所被操作的特定因素或條件。按性質不同，通常可分為兩類：
l.實驗變量與反應變量
實驗變量，也稱為自變量，指實驗中由實驗者所操縱的因素或條件。反應變量，亦稱因變量，指實驗中由於實驗變量而引起的變化和結果。通常，實驗變量是原因，反應變量是結果，二者具有因果關係。實驗的目的在於獲得和解釋這種前因後果。例如，在“温度對酶活性”的實驗中，所給定的低温（冰塊）、適温（37℃）、高温（沸水浴）就是實驗變量。而由於低温、適温、高温條件變化，唾液澱粉酶水解澱粉的反應結果也隨之變化，這就是反應變量，該實驗即在於獲得和解釋温度變化（實驗變量）與酶的活性（反應變量）的因果關係。
2、無關變量與額外變量
無關變量，也稱控制變量，指實驗中除實驗變量以外的影響實驗現象或結果的因素或條件。額外變量，也稱干擾變量，指實驗中由於無關變量所引起的變化和結果。顯然，額外變量會對反應變量有干擾作用，例如，上述實驗中除實驗變量（低温、適温、高温）以外，試管潔淨程度、唾液新鮮程度、可溶性澱粉濃度和純度、試劑溶液的劑量、濃度和純度，實驗操作程度，温度處理的時間長短等等，都屬於無關變量，要求對低温、適温、高温3組實驗是等同、均衡、穩定的；如果無關變量中的任何一個或幾個因素或條件，對3個實驗組的給定不等同、不均衡、不穩定，則會在實驗結果中產生額外變量，出現干擾，造成誤差。實驗的關鍵之一在於控制無關變量或減少額外變量，以減少誤差。
（二）單一變量原則
單一變量原則是處理實驗中的複雜關係的準則之一。它有兩層意思：一是確保“單一變量”的實驗觀測，即不論一個實驗有幾個實驗變量，都應做到一個實驗變量對應觀測一個反應變量；二是確保“單一變量”的操作規範，即實驗操作中要儘可能避免無關變量及額外變量的干擾。例如，上述實驗遵循單一變量原則，第一，在觀測上要做到：低温處理觀測記錄低温下的變化和結果，高温處理觀測記錄高温下的變化和結果，反應變量不能混淆；第二，在操作上要做到；對3個實驗一要在預先的低温、適温、高温條件下做實驗處理，常見的錯誤是先在常温下做處理再放到低温、適温、高温條件中進行觀測；這樣就混入了“常温”這個無關變量及額外變量。總之，實驗設計、實驗的全過程，都應遵循單一變量原則。
（三）控制與平衡控制
保證實驗不受干擾或將干擾因素降低到最低程度控制，是處理實驗中變量關係的又一準則，指實驗要嚴格地操縱實驗變量，以獲取反應變量。與此同時，還要嚴格地均衡無關變量，以消除額外變量干擾。一句話，通過實驗控制，儘量消除實驗誤差，以取得較為精確的實驗結果。
如果説“單一變量”原則，主要是對實驗變量與反應變量的控制而言，而這裏的"平衡控制"，則主要是對無關變量與額外變量的控制而説的，意思是説，實驗中的無關變量的因素條件，很難避免，只能設法平衡和抵消它們的影響，常用的方法有：
l.單組實驗法 對一組（或一個）對象，既用A法，又用B法，順序隨機或輪流循環，這是生物實驗常用的實驗方法。例如，“觀察植物細胞的質壁分離與復原”實驗，通常是將做好的洋葱紫色鱗片葉表皮細胞裝片，先用蔗糖溶液做質壁分離觀察，接着又用清水做質壁分離復原觀察，這就是單組實驗法。由於對象同一，無關變量影響也就被平衡和抵消了。
2、等組實驗法 將狀況相等即對象，分成兩組或多組，一組用A法，另一組用B法，這也是生物實驗常用的實驗方法。例如，“植物激素與向性”實驗，設計了5組實驗，其對象是玉米幼苗，要求品種、萌發期、粗細、大小、長勢等狀況都是相同的，這就是等組實驗法，對無關變量的影響起到了平衡和消除作用。
3、輪組實驗法 對兩組以上的對象，循環進行兩個或兩個以上的實驗處理，如甲組——A法、B法；乙組——B法、A法等，這樣就有效地平衡和抵消無關變量的影響。自然，操作起來要麻煩一些。例如，"植物向光性"實驗，可隨機取2株（組）生長狀況並不相等的玉米幼苗，作如下實驗處理：
甲組：玉米幼苗——A先用“不透光”處理 B後用“單側光”處理
乙組：玉米幼苗——C先用“單側光”處理 D後用“不透光”處理
實驗結果，則是A+D（不透光）和B+C（單側光）的比較，這就是輪組實驗法。這種實驗處理的匹配，對平衡、消除無關變量和額外變量更有説服力。
（四）對照
對照是實驗控制的手段之一，目的還是在於消除無關變量對實驗結果的影響。實驗對照原則是設計和實施實驗的準則之一。通過設置實驗對照對比。既可排除無關變量的影響，又可增加實驗結果的可信度和説服力。通常，一個實驗總分為實驗組和對照組。實驗組，是接受實驗變量處理的對象組：對照組，也稱控制組，對實驗假設而言，是不接受實驗變量處理的對象組，至於哪個作為實驗組，哪個作為對照組，一般是隨機決定的，這樣，從理論上説，由於實驗組與對照組的無關變量的影響是相等的，被平衡了的，故實驗組與對照組兩者之差異，則可認定為是來自實驗變量的效果，這樣的實驗結果是可信的。按對照的內容和形式上的不同，通常有以下對照類型：
l.空白對照 指不做任何實驗處理的對象組。例如，在“生物組織中可溶性還原糖的鑑定”的實驗中，向甲試管溶液加入試劑，而乙試管溶液不加試劑，一起進行沸水浴，比較它們的變化。這樣，甲為實驗組，乙為對照組，且乙為典型的空白對照。空白對照能明白地對比和襯托出實驗組的變化和結果，增強了説服力。
2、自身對照 指實驗與對照在同一對象上進行，即不另設對照組。單組法和輪組法，一般都包含有自身對照。如“植物細胞質壁分離和復原”實驗，就是典型的自身對照。自身對照，方法簡便，關鍵是要看清楚實驗處理前後現象變化的差異，實驗處理前的對象狀況為對照組，實驗處理後的對象變化則為實驗組。
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，或者説這種處理不是實驗假設所給定的實驗變量意義的。例如，“動物激素飼餵小動物”的實習實驗，採用等組實驗法，其實驗設計方案是：
甲組：飼餵甲狀腺激素（實驗組）；
乙組：飼餵甲狀腺抑制劑（條件對照組）；
丙組：不飼餵藥劑（空白對照組）；
顯然，乙組為條件對照。該實驗即設置了條件對照，又設置了空白對照，通過比較、對照、更能充分説明實驗變量——甲狀腺激素能促進動物的生長髮育。
4、相互對照 指不另設對照組，而是幾個實驗組相互對比對照，在等組實驗法中，大都是運用對照，如“植物的向性”的等組實驗中，5個實驗組所採用的都是相互對照，較好的平衡和抵消了無關變量的影響，使實驗結果更具有説服力。
五、結論
觀察、實驗的價值即在於獲得驗證性的結果。因此，在實驗中要記錄實驗的事實、現象和數據，即捕捉、記錄由實驗變量而帶來的反應變量。然後，論證、説明實驗中的自變量與因變量的因果關係，從而得到實驗的結果。①如果所獲得的結果與假設相符，則肯定假設；②如果結果與假設不相符，則否定假設；③如果結果與假設無關，則無從判斷。最後得出結論。
科學實驗必須遵循真實、客觀的基本準則，即實驗中的觀察一定要實事求是，一切從實驗出發，使獲取的材料（事實、現象、數據）儘可能的反映客觀事物的本來面目，不能憑空胡謅，不能片面武斷。
以上科學方法是進行實驗設計，制定實驗方案的理論依據。
一、生物實驗的目的和作用
實驗是學習科學必要的手段。生物實驗是讓學生形象地認識生物體的結構層次、瞭解生命活動規律；能為學生提供感性認識和直接經驗，培養他們觀察思考、動手動腦、分析總結的能力，激發他們不斷探究的興趣。新的《生物課程標準》更是強調"倡導探究性學習，力圖改變學生的學習方式，引導學生主動參與、樂於探究、勤於動手……突出創新精神和實踐能力的培養"。
二、開放性生物實驗教學應注意的問題
做好多方面的準備。首先是實驗器材的準備，在開放性生物實驗中學生實驗方案 設計多樣化，實驗器材多樣，因此教師要充分準備實驗器材，才能使學生的設計、想法得以實現。當然更要鼓勵學生自己製作實驗裝置。其次是教師的知識準備，實驗之前教師要儘可能地查閲與該實驗有關的資料，預測可能出現的問題和現象，做到心中有數，才能與學生充分討論、共同探究。
體現每個實驗開放性的側重點。有的要求學生體驗科學探究的一般過程，如：光合作用需要光和葉綠體的實驗；有的需要通過實驗獲得數據，然後對數據進行處理，分析總結得出結論，如：生物影響環境的實驗中測定温度和濕度；有的重在設計實驗方案上，培養學生的創新思維，如：探究葉片氣孔的分佈和數目的實驗。教師要針對不同的實驗加以不同的引導。
重視實驗的探究過程。教材或教師提供給學生的實驗，是想讓他們去領悟科學的思想、體驗科學家研究自然界所用的科學方法。因此開放性生物實驗中探究活動的教學過程具有創新教育意義，十分重要。在教學中要花大力氣組織好在生物探究實驗中學生的分工合作、交流討論、分析總結。注意課堂內外實驗的結合。教材安排的實驗，通常要求在課內完成。但往往時間不夠，要在課外時間才能完成，如：《探究影響鼠婦的環境因素》、《光合作用需要葉綠體》等實驗，需要課前收集材料、處理材料；有的探究活動需要組織學生外出參觀、訪問、調查等。所有這些教師都要在學期教學計劃 中早有安排，真正做到開放性。
重視總結報告的撰寫和交流。培養學生通過文字描述、數字表格、示意圖、曲線等多種方式完成實驗報告，通過攝影、攝像，使報告更生動形象。組織各種形式的交流活動，培養他們的合作學習的精神和語言表達能力，讓他們體會到不同的實驗方法，會有不同的實驗結果，這也屬於開放性的一個方面。學生的很多感受和體會也得到了交流，同時有利於學生形成正確的情感態度價值觀。
尊重、鼓勵學生。在開放性生物實驗中，學生會有各種想法，會提出種種問題，會得到各種不同的結論、甚至會是錯誤的結論。無論如何，教師都要應該尊重學生，愛護學生，善於發現他們的優點。當學生在實驗中遇到困難，有消極、畏難的情緒時，教師應及時找學生談心，鼓勵他們不畏艱難。
通過開放性的生物實驗教學，學生有了充分想象和獨立思考的空間，培養了學生主動探究科學知識的精神。學生的個性、獨立性、協作性得到充分發展。學生的創新思維、創新能力不斷提高，這才是真正意義上的創新教育和素質教育。
三、實施開放性生物實驗的措施
實驗之前教師要認真研究每個實驗，結合學生的知識結構和學校的實際情況來確定實驗所要探究的具體內容，確立開放性的側重點。
（一）設計方案的開放性
鼓勵學生設計多種實驗方案。例如，在學習了種子的呼吸作用後，讓學生設計《種子泵》的實驗方案，學生可以從不同學科的不同角度去考慮：可從生物學科出發，利用種子萌發要吸收氧氣、放出二氧化碳的原理（還可聯繫種子萌發的條件）；也可從化學知識的角度瞭解氫氧化鈉溶液能吸收二氧化碳的知識；還可以學習物理學中氣體壓強的有關知識。通過這樣的設計，學生的思路拓寬了，知識間的聯繫加深了，也就為創新思維的形成創造了條件。實驗結束後請各組交流實驗設計方案。筆者在七年級《生物學》的《探究氣孔的分佈和數目》這一節的教學中，先讓學生設計了一些探究方案，再讓他們相互交流。之後，教師給予恰當的評價，再讓他們進一步修改方案，但並不固定他們的方案。同學們在以小組為單位的基礎上，分別設計出了自己方案，比如：用凡士林堵塞氣孔的方法、用石蕊試紙放在葉片上，再用透明膠粘住的辦法等等。
（二）操作過程的開放性
通過開放的實驗操作，學生會出現各種奇思妙想，這就大大激發了他們動手做實驗的興趣，使學生的創新思維和創新能力得到進一步昇華，從而更積極進行實驗和探究。如在學習《生物體的結構層次》這一節內容時，除完成教材規定的實驗內容外，還可讓學生準備其它實驗材料，儘可能多的觀察各種動物組織。多數同學準備了不同的實驗材料，比如活的小魚、自己的頭髮絲、活蜘蛛、雞血、豬小腸等等。他們興趣盎然地在顯微鏡下"亂"做一通。有的學生很驚奇地發現："呀，蜘蛛身上有這麼多的毛！"、"我的頭髮這麼粗"。有的學生還取來池塘水觀察。有一個同學用解剖針把自己的手指刺破，取出血液來觀察（教師發現後及時告訴了他不能這樣做的道理）。以前的教學把學生限制得很死，一定要按照教材或教師的指導去做。在開放性實驗教學中則應儘可能讓學生大膽地做，如果沒有成功，就請學生自己總結，再利用課外時間補做，直到成功。通過這樣的開放性實驗，真正提高了學生的興趣，他們帶着成功的喜悦又投入到以後的學習中去，不斷探究新的科學知識。
（三）處理實驗結果或數據的開放性
鼓勵學生自己設計記錄表，通過對記錄結果的分析、歸納、得出結論，這會對學生的創新思維的培養大有幫助。比如，在學習《生物對環境的影響》一節時，對學生處理結果的方法沒有加以限制，最後讓每一個學習小組交流結論，教師再給予簡要的總結。這樣做，可能個別組的結論會不恰當或不正確，但這並不重要。在這一過程中教師也瞭解了學生的思維過程。
四、開放性生物實驗的特徵及意義
開放性生物實驗應具有的特徵：器材選擇的自主性；步驟、過程的多樣性；結論的非唯一性；實驗設計、操作的獨立性。
開放性實驗的意義在於：有利於培養學生的創新思維和創新能力。開放性實驗注重探究式學習，這有利於學生體驗科學探究的一般方法，養成科學探究的態度，學習科學探究的方法。
在開放性生物實驗中，學生有選擇實驗器材的餘地，設計的實驗方案和操作過程也多種多樣性，這大大拓展了學生思維的空間，從而使學生的創新思維和創新能力不斷提高；開放性實驗也需要教師積極參與，這促進了相互交流，加深了師生友誼，達到教學相長。
通過開放性生物實驗教學，我校學生學習生物學的興趣大大增加，生物學成為他們最歡迎的學科。
實驗設計是生物實驗中的一種常見題型，它能較全面的考查學生的實驗知識和基本技能，分析問題和解決問題的能力以及創造能力，因而在大學聯考中相對穩定。由於學生缺乏實驗設計系統的理論知識，因此，遇到這類題型，就會感到無從下手，導致考試中嚴重失分。現將有關實驗設計的基本理論、實驗設計的思路方法和常見的題型等進行歸納總結，增加學生理論知識，提高學生分析問題和解決問題的能力。
一、實驗設計的基本內容
（一）實驗名稱或課題（是關於什麼內容的實驗）；
（二）實驗目的（要探究或者驗證的問題或事實）；
（三）實驗原理（進行實驗所依據的科學道理，隱含着實驗假設和預期）；
（四）實驗材料和條件（進行實驗的主要對象，完成該實驗必備的儀器、設備、藥品等）；
（五）實驗方法與步驟（實驗採用的方法及必需的操作程序）；
（六）實驗測量或觀擦與記錄（對實驗過程及結果應有科學的測量手段、觀擦指標與準確的'記錄）；
（七）實驗結果預測及分析（能夠預測可能出現的實驗結果並分析其原因）；
（八）實驗結論：對實驗結果進行準確的描述並給出科學的結論。
二、實驗設計的基本原則
（一）科學性原則。所謂科學性，是指實驗目的要明確，實驗原理要正確，實驗材料和實驗手段的選擇要恰當，整個設計思路和實驗方法的確定都要依據生物學基本知識和基本原理，不能主觀臆造。如：酸鹼度對酶活性的影響，酶的高效性實驗的順序等。
（二）單一變量原則
1、變量：或稱因子，是指實驗過程中所被操作的特定因素或條件。按性質不同，通常可分為兩類：
（1）實驗變量與反應變量。實驗變量，也稱為自變量，指實驗中由實驗者所操縱的因素或條件。反應變量，亦稱因變量，指實驗中由於實驗變量而引起的變化和結果。通常，實驗變量是原因，反應變量是結果，二者具有因果關係。實驗的目的在於獲得和解釋這種前因後果。例如，在“温度對酶活性的影響”的實驗中，所給定的低温（冰塊）、適温（37℃）、高温（沸水浴）就是實驗變量。而由於低温、適温、高温條件變化，唾液澱粉酶水解澱粉的反應結果也隨之變化，這就是反應變量，該實驗即在於獲得和解釋温度變化（實驗變量）與酶的活性（反應變量）的因果關係。
（2）無關變量與額外變量。無關變量，也稱控制變量，指實驗中除實驗變量以外的影響實驗現象或結果的因素或條件。額外變量，也稱干擾變量，指實驗中由於無關變量所引起的變化和結果。顯然，額外變量會對反應變量有干擾作用，例如，上述實驗中除實驗變量（低温、適温、高温）以外，試管潔淨程度、唾液新鮮程度、可溶性澱粉濃度和純度、試劑溶液的劑量、濃度和純度，温度處理的時間長短等等，都屬於無關變量，要求對低温、適温、高温3組實驗是等同、均衡、穩定的；如果無關變量中的任何一個或幾個因素或條件，對3個實驗組的給定不等同、不均衡、不穩定，則會在實驗結果中產生額外變量，出現干擾，造成誤差。實驗的關鍵之一在於控制無關變量或減少額外變量，以減少誤差。
（二）單一變量。在實驗設計中僅僅改變實驗中的某一項變量，其它因子不變，在此條件下，觀察、研究該變量對實驗材料和實驗結果的影響。除了整個實驗過程中欲處理的實驗因素外，其他實驗條件要做到前後一致。綜合研究多變量時，也要求先研究一個變量，再研究一另個變量。
（三）對照性原則。對照是實驗控制的重要手段之一，目的還是在於平衡或消除無關變量對實驗結果的干擾。通過設置實驗進行對照，可排除無關變量的影響，也可增加實驗結果的可信度和説服力。
通常，一個實驗可為實驗組和對照組。實驗組：是接受實驗變量處理的對象組；對照組：也稱控制組，對實驗假設而言，是不接受實驗變量處理的對象組，至於哪個作為實驗組，哪個作為對照組，一般是隨機決定的，這樣，從理論上説，由於實驗組與對照組的無關變量的影響是相等的，被平衡了的，故實驗組與對照組的差異，則可認定為是來自實驗變量的效果，這樣的實驗結果是可信的。按對照的內容和形式上的不同，通常有以下對照類型：
1、空白對照：指不做任何實驗處理的對象組。例如，在“生物組織中可溶性還原糖的鑑定”的實驗中，向甲試管溶液加入試劑，而乙試管溶液不加試劑，一起進行沸水浴，比較它們的變化。這樣，甲為實驗組，乙為對照組，且乙為典型的空白對照。空白對照能明白地對比和襯托出實驗組的變化和結果，增強了説服力。
2、自身對照：指實驗與對照在同一對象上進行，即不另設對照組。單組法和輪組法，一般都包含有自身對照。如“植物細胞質壁分離和復原”實驗，就是典型的自身對照。自身對照，方法簡便，關鍵是要看清楚實驗處理前後現象變化的差異，實驗處理前的對象狀況為對照組，實驗處理後的對象變化則為實驗組。
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，或者説這種處理不是實驗假設所給定的實驗變量意義的。例如。“動物激素飼餵小動物”的實習實驗，採用等組實驗法，其實驗設計方案是：
甲組：飼餵甲狀腺激素（實驗組）；
乙組：飼餵甲狀腺抑制劑（條件對照組）；
丙組：不飼餵藥劑（空白對照組）；
雖然，乙組為條件對照。該實驗即設置了條件對照，又設置了空白對照，通過比較、對照、更能充分説明實驗變量——甲狀腺激素能促進小動物的生長髮育。
4、相互對照：指不另設對照組，而是幾個實驗組相互進行對照，在等組實驗法中，大都是運用相互對照，如“植物的向性運動”的等組實驗中，5個實驗組採用的都是相互對照，較好的平衡和抵消了無關變量的影響，使實驗結果更具有説服力。
（四）可重複性原則。指控制某種因素的變化幅度，在同樣條件下重複實驗，觀察其對實驗結果影響的程度。目的在於儘可能消除無關變量所造成的實驗誤差，體現實驗的準確性與科學性。
（五）簡單可行性原則。指實驗材料容易獲得，實驗裝置簡化，實驗藥品便宜，實驗操作簡便，實驗效果明顯並能在較短時間內完成。從實驗目的、實驗原理到材料用品的選擇、實驗操作等，都要符合實驗者的一般認知水平，滿足現有的條件，具有實驗和完成實驗的可能性。
三、實驗設計的基本思路
（一）準確把握實驗目的：看清題意是要求設計實驗方案、步驟還是分析實驗結果，是探究性實驗還是驗證性實驗。
（二）明確實驗原理：要解決題目所給的問題，要用到生物學上什麼原理。
（三）確定實驗思路：根據原理對實驗作出假設，並充分利用實驗材料設計實驗思路。
（四）精心設計實驗步驟：根據實驗目的、原理和思路，設計合理的實驗裝置和實驗操作步驟。並設置好實驗組和對照組，遵循實驗設計的原則。並將觀察到的現象如實進行記錄。
（五）準確預期實驗結果並分析得出結論：實驗步驟一般不連續描述，要分段敍述；試管、燒杯等要給予編號。在敍述實驗步驟及預期結果時結論時，語言文字要簡明扼要，準確科學。
四、實驗設計的基本題型
類型一：設計實驗方案型。
給出實驗用具、材料、藥品、實驗目的，或只給實驗目的，實驗器材自選，設計實驗方案。
［例1］請根據下述條件設計一個實驗，鑑別兩種不同濃度的蔗糖溶液，寫出實驗步驟並分析結果。一瓶10%蔗糖溶液、一瓶30%的蔗糖溶液，250ml燒杯一隻，半透膜製成的透析袋l只，刻度玻璃管l只，細線一根，支架l個。
（一）實驗步驟：
（二）結果分解：
［解析］本實驗是考查滲透作用的原理和動手設計實驗的能力，解題的關鍵是如何利用透析袋和兩種液體形成一個滲透系統。當將兩種液體之一放入透析袋，另一液體放大燒杯中，然後將盛放液體的透析袋用線紮實（插入刻度玻璃管）並浸浴在燒杯的液體中時，由於兩液體具有濃度差，水分子便通過透析袋發生滲透作用，觀察刻度玻璃液麪數值變化即可將二者區別開來。根據實驗設計理論，把所給器材的作用分析清楚，有助實驗設計思路的形成。
［答案］（1）實驗步驟：①將一瓶中的液體倒入燒杯中；②將另一瓶中的液體倒滿透析袋，刻度玻璃管插入袋內液體中，用線將袋口和玻璃管紮緊；③將插有刻度玻璃管的透析袋放入盛有液體的燒杯中，垂直固定於支架上，記錄玻璃管液麪刻度；④一段時間後，觀察玻璃管液麪刻度，確定液麪上升還是下降。
（三）結果分析：如液麪上升，則透析袋中的溶液為30%蔗糖溶液，燒杯中的溶液為10%的蔗糖溶液。反之，可推測透析袋中是10%蔗糖溶液，燒杯中的液體是30%的蔗糖溶液。
類型二：評價和糾正型
分析已有實驗設計方案中不科學性，並提出改進。
［例2］北阿爾伯達的一個工廠把產酸的化學品排入到空氣中，工廠東面有一個湖，湖底是石灰石的。但湖水的pH值已從原來的6兒降低到5.7.雖然酸性沉積一直在增加，湖水的pH值仍保持5.7不變。湖中原有的魚是河鱸和鯉魚。釣魚愛好者抱怨説，自從工廠開辦以來，魚資源已經減少。工廠的工人設計了一個實驗，證明工廠排放出去的化學藥品與魚資源的減少沒有關係。
工人取一隻大容器，盛放湖水，維持pH值在5.7.從湖裏找來大魚放在該容器內，喂以蛋白質飼料。在這樣的條件下，魚正常成長。
假定你是一個獨立的仲裁員，受僱於垂釣愛好委員會委拖，來對該項實驗進行評估，列出你要得到的附加信息，並列舉説明你要用什麼方法去得到這些信息。
［解析］本實驗設計方案中沒有考慮魚的生活中受着多種因素影響，這與單一變量原則是相違背的。分析問題不全面，只考慮單一因素的影響，設計實驗無説服力，也不符合實驗設計的要求。本題考查思維的全面性，在認定兩個問題時，除了看有無直接聯繫外，也要注意考慮間接聯繫。
［答案］該實驗設計測量不出下列因素。而這些因素都是對河鱸和鯉魚的影響的：
（l）酸對河鱸和鯉魚的食物數量多少的影響；
（2）酸對河鱸和鯉魚的魚卵或幼魚的影響；
（3）由於春季乾涸造成pH值季節性漲落的影響；
（4）由於酸的分解作用而進入水域的重金屬量是多少；
為了説明上述第一點，必須完成一項研究，即確定各種浮游生物，水生昆蟲和小魚的多少。如果這個食物網的某些環節正在喪失，則有必要去研究酸是否對此有影響。為了説明上述第二點，可以在酸化水中飼養魚卵和幼魚。魚的數量減少可能是上述第一點和第二點結合的產物，所以人工飼養幼魚可能會給出不可靠的結果。
對於季節性漲落，應該對全湖長期取水樣。做仔細徹底的記錄至少一年。這一因素可能和第二點相符合，因為魚卵或繁殖更受低pH值的影響。重金屬是累積的有毒物質，人工飼養和魚與湖裏吃污染食物的魚相比，並不處在相同水平的毒素中。應該在湖水中、魚飼料中以及河鱸和鯉魚身體中檢測如鉛這樣的重金屬含量。
所有這些因素都説明，酸的影響是長期的，在容器裏短期飼養的魚不可能給出可靠的結果。這種研究必須以年為週期來實施，而且要與該工區其他湖水情況作比較。
類型三：補充完善型
對已有的實驗設計進行補充和完善。
［例3］向你提供的條件僅有健康活潑的家兔一隻，75%酒精、無菌幹棉球、解剖刀、潔淨的載玻片10塊（編號為A、B、C、D、E、F、G、H、I、L）、紅墨水、秒錶，請在上述提供的條件範圍內，設計一個測定血液凝固時間的實驗。
實驗步驟：①用酒精棉球消毒兔
的能力以及創造能力，因而在大學聯考中相對穩定
耳；②用消毒解刮刀剖開兔耳邊緣的小靜脈；
請將實驗步驟補充完整：
［解析］這類題目的題幹中已經提供了一定的信息，基本上劃定了答題的模式，目的明確，前面的方法步驟等信息已為續答作了鋪墊，只要明確題目中的實驗變量和反應變量，然後設計對照組，再根據有關原理分析，一般就能比較正確地寫出答案。本實驗設計方案很巧妙地看出血液是否凝固。
［答案］③把從刀口流出的血液分別在ABCDEFGJIL10塊載玻片上滴一滴（第一滴血棄去不用）；④取血後對兔耳刀口外進行消毒止血；⑤在L載玻片上滴一滴紅墨水（起對照作用）；⑥開始記錄時間，過l分鐘後將A載玻片豎立，第二分鐘後將B載玻片豎立（在它們豎立的同時，都將L載玻片豎立），其餘類推，看血液是否完全凝固（血液不向下流，且血液表面保持半球形而不改變為凝固）；⑦血液完全凝固，而墨水仍然流動，即為血液凝固時間。
五、生物實驗設計題解題策略
（一）生物大學聯考實驗設計的三種題型雖然在形式上有一定的差異，但在答題中卻有共同點，先要認真研究課題，找出其中的實驗變量和反應變量，其次是構思實驗變量的控制方法和實驗結果的顯示方法，最後再選擇適宜的實驗材料，在注意實驗步驟邏輯性的前提下表達實驗的方法步驟。在實驗方法和步驟設計中最重要的是把握好變量控制。
（二）重視課本實驗的複習，掌握書本知識是提高實驗設計能力的基礎。要熟悉教材，心中有書。題在書外，理在書內。因此要深入理解與靈活應用基礎知識。在考試説明中明確提出了，要求“理解所學實驗的實驗內容，包括實驗原理、方法和操作步驟、實驗變量的控制、掌握相關的操作技術”。
（三）挖掘課本中所藴含的實驗因素，深刻領會教材有關實驗的本質與特點是提高實驗設計能力的前提。要認真分析教材所涉及的實驗，包括學生實驗，演示實驗，經典實驗等。生物學的每一個知識結論都是在觀察、實驗的基礎上得出的，在平時的複習中要注意多挖掘知識結論中所藴含的科學思想和方法，深入分析實驗的條件、過程、現象、結果和結論的科學性。例：生長素的發現過程中，涉及生長素產生的部位、感光的部位、作用的部位、運輸的方向等，這些都可以思考如何設計實驗來證明。
（四）學會對已知實驗進行變換和轉化是提高實驗設計能力的有效手段。求變、求異思維的發展有助於提高實驗設計能力。善思會變才能應答自如，通過換位思考提高素質，才能將所學知識，技能遷移到新情景中來，才能依據實驗目的、原理和材料安排實驗步驟等，並作出分析、評價和結論。
蒙田範文網