生物学实验设计思想和原则的教学反思许 晖（浙江省温州中学 325014）摘 要 本文简要阐述了实验设计的思想和原则，并通过对几道学生错题的分析，反思了实验设计思想和原则在生物学实验设计教学中的重要性。关键词 实验设计 思想 原则加强中学生实验能力培养，既要重视分析推导能力，也要重视实验设计能力。实验设计具有综合性、灵活性和创造性。它一般要求考生根据给定的问题和条件设计实验方案，选择使用材料用具，预测分析实验结果。学生只有在掌握了实验设计思想和原则的基础上应用，才能以不变应万变，立于不败之地。1 变量思想变量其实是一个数学概念。17 世纪，人们开始研究运动着的物体和变化中的量，这样就有了变量的概念，被认为是数学发展史上的一个转折点。当一个变量 x 在其允许的变化范围内任意取定一个数值时，量 y 按照一定的法则总有确定的数值与它对应，则称 y 是 x 的函数。通常 x 叫做自变量，y 叫做因变量。比如我们在以植物幼苗的生长状况为因变量进行实验研究时，环境中的自变量可以是光照、温度、CO2或水肥等因素中的一个。除自变量以外，实验中能够与自变量同时影响因变量变化，但与我们的研究目的无关的变量叫做无关变量（如图 1）。例 1 作物的生长中心（如花、种子、果实等）对有机物的需要量比其他器官大。研究发现，生长中心与光合作用速率之间是相互协调的。请设计实验证实作物的生长中心与叶片光合作用速率的关系。实验材料：正在抽穗的小麦等。方法步骤：第 1 步：控制适宜的光照、温度等环境因素不变，进行如图操作；第 2 步：光照 1 小时后， ；自变量为其中某一项时，其他是无关变量光照温度CO2水肥因变量生长状况图 1第 3 步： ；第 4 步： 。推测最可能的结果： 。反思 例 1 实验中的自变量是“生长中心”，因变量是“光合作用速率”，即生长中心存在与否对光合作用速率产生一定的影响。一些学生解题时虽已知道生长中心和光合作用速率之间是有密切联系的，但却没有读出题干中的隐含信息，即“生长中心需求促进光合作用速率”，结果是刚好把自变量和因变量判断反了。他们常会错误地去处理实验变量，如在第 3 步里改变装置中 CO2含量、温度或光照强度等，然后再去观察记录生长中心大小的变化，导致实验研究内容不符合题意。可见，数学中变量思想的理解，有助于学生正确判断生物学实验中的自变量和因变量。2 单因子变量原则单因子变量原则是指实验中只确定一个自变...
