生物科学是一门实验科学，因此生物实验一直是生物学高考必出的内容。从近几年的实验题在高考中的题型变化来看，借助实验方法创设新情境，侧重考查学生对实验进行解释和分析的能力已成为命题趋向，其中设计型实验题更是热点。 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。它包括设计实验方案、设计实验步骤、设计实验改进方法等。 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。 一、 实验设计的四个原则 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，使显著性测验有意义；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、实验设计的基本方法 1.了解题目要求：解题首先要明确题意，只有明确题意才能方向明确，少走弯路。看清题意是要求设计实验方案、步骤还是分析实验结果。 2.明确实验目的原理：明确实验到底要解决什么问题，要用到生物学上什么原理。 3.确定实验思路：就是根据原理对实验作出假设，并对可能产生的现象作出预期，并充分利用实验材料设计实验思路。 4.设计实验步骤：根据上述实验目的、原理和思路，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。要思考题目中所给出的实验材料和试剂分别起什么作用？怎样运用？要注意：一是题目中给出的实验试剂和材料一般应充分利用；二是除非题目条件允许，否则不能自己随意增加实验试剂和材料。由于实验设计是一种开放性试题，可能存在多种实验步骤，但一般应遵循以下几个要求：简便性、可行性、安全性和精确性。 5.记录实验现象和数据：在实验中将观察到的现象如实、准确地记录下来。除了用文字进行记录外，还可以用数据或符号进行记录。 6.分析得出结论： 根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，归纳出一般概括性判断，并用文字、图表、绘图等方法作一个简明的总结。 以上只是解答一般综合实验设计题的一般思考方法。在解题过程中，应根据实验设计题的具体情况和要求，作出正确的回答。 三、 实验设计题型类析 1.设计实验方案：题目给出实验目的及一些附加条件，让学生设计实验方案，写出实验原理，解答这类题首先要根据题目的要求和给出的条件，确定和书本相关的知识点及实验原理，构思相关的生物情境，然后再设计便于操作的实验方案。 例1 设计一个于室外空旷处进行的，在不用任何药剂、装置合乎触及幼苗的情况下，使幼嫩植株长成如图示形态的实验方案，并说明实验原理。 (1) 实验方案 (2) (2)实验设计原理 解析：这是来源于生活中的习题，可采用的方法很多，如利用向光性生长等，但题目作了许多限制，因此根据生活常识可设计为将正常生长的植株花盆侧放在地上，待其弯向上方生长后，再摆正花盆。其原理为利用茎的背地性生长的特性。 2.设计实验步骤：根据题目要求给定的器材以及实验提出的目的，设计或补全实验步骤。这类题目体现了高考试题理论联系实际的原则和学以致用的趋向。要求教学中要强化实验，培养学生"根据实验试题的要求和有关原理设计出简单实验方法"的能力，以及"通过分析和综合、比较和论证，选择解决问题的最佳方案的评价能力"。例2 现提供新鲜柑桔60个，塑料桶(篮)数个，松树针叶适量，蒸馏水、清水、无色透明保鲜袋若干，医用APC(保鲜剂)、温湿计、台式天平、量筒、空调机等。请你设计一个实验方案，在室温24℃的条件下，研究松树针叶是否有保鲜作用。解析：(1)将柑桔分成甲、乙、丙三等份，称好每份的重量。 (2)分组处理。甲组：不经任何处理，用一塑料桶(篮)把一份柑桔装好，放在室内桌架上。乙组：在一塑料桶(篮)底铺上适量的松树针叶，放上一层柑桔再铺上一层针叶，如此重复直至把一份柑桔放完，上面再用松针叶覆盖好，放室内保存。丙组：用适量医用APC(保鲜剂)溶解于蒸馏水配成一定浓度的溶液，把一份柑桔放入浸泡适当的