【正文】摘   要:知识是能力的载体，通过对课本实验的理论认识，实验设计的相关思维得到启迪，提出对实验的改进意见，实验设计的基本能力就初步形成。理解实验设计的原则，学生实验设计能力的培养水到渠成。
　　关键词:实验设计能力  实验设计的原则 实验方案
　　学生实验设计能力是一种综合的实验能力，指在生物学学习中理解实验目的要求，按照教材提供的实验方案或者自己设计的实验方案进行有步骤地操作实验、采集分析处理实验数据、归纳总结实验结论的综合能力。培养学生的实验设计能力有利于学生开展自主探究性学习活动，提高学生自主探究性学习的效果，提高学生学习生物学的兴趣，增强学生生物学学习的信心，综合发展学生的生物学素养。
　　一、研读课本实验理解实验设计的原则提高实验设计能力
　　课本实验，既是培养学生实验技能的重要途径，也是培养学生实验设计能力的优秀范例。引导学生认真完成实验的同时对实验内容进行分析，理解实验原则，总结实验方法。实验设计的原则有：科学性原则、简便性原则、平行重复原则等。科学性原则是实验设计的主要原则，科学性原则指实验原理具有科学性，实验结果的预期要有科学性依据，实验的各个环节都不能偏离生物学学科的领域的基本知识和基本原理。实验原理的科学性是实验设计的依据。如：有一道全国高考考试题题要求学生设计实验验证钙离子在血液凝固中的作用。题中给出了两个实验原理；血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，若缺少它则血液不能凝固；草酸钙溶液能与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，因此具有抗凝血作用。这两条原理科学而且完整，学生可由此产生明确的设计思路。
　　理解实验设计的原则，学生实验设计能力的培养水到渠成。知识是能力的载体，通过对课本实验的理论认识，实验设计的相关思维得到启迪，提出对实验的改进意见，实验设计的基本能力就初步形成。
　　二、 研究典型实验领会实验方案提高实验设计能力
　　实验方案，即一个完整的实验设计应包含的所有内容。实验方案通常包括：课题、假设、预期、目的要求、方法类型、材料用具、方法步骤和结论与讨论等项目。在中学生物课本的实验指导中，假设和预期大都隐含在“实验原理”中；方法类型、对照则一般隐含在“方法步骤”里。
　　例如，课本中“观察SO2对植物的影响”的实验方案如下：
　　课题：观察SO2对植物的影响
　　实验原理：亚硫酸钠与稀硫酸生成SO2。将同种植物长势相同的幼苗分别放在同样大小的玻璃罩内，并且在罩内生成不同浓度的SO2，就可以观察其对植物的影响。
　　目的要求：理解SO2对植物的影响；学会通过实验观察SO2对植物的影响的方法。
　　材料用具：盆栽植物幼苗3株、玻璃罩3个、天平1台、小烧杯3个、亚硫酸钠、稀硫酸、凡士林、水、比玻璃罩口径略大玻璃板。
　　方法步骤：（1）取1、2、3号三个同样大小的玻璃罩，用注水法测出它们的容积。再用溢水法测出放入长势相同的盆栽植物幼苗后玻璃罩的容积。（2）根据化学反应式和放入植物幼苗后玻璃罩的容积，计算出配制14mg/m3和28mg/m3的二氧化硫所需的亚硫酸钠的质量。称取两份相应质量的亚硫酸钠。（3）取1、2号两个小烧杯，各倒入稀硫酸2mL。（4）在1、2、3号三块玻璃板的边缘分别涂上凡士林，将三株植物幼苗分别放在三块玻璃板中央。将1、2号小烧杯分别放在1、2号幼苗旁。（5）将称好的两份亚硫酸钠迅速投入1、2号小烧杯中，立即扣上玻璃罩。将3号玻璃板、3号小烧杯和3号幼苗用3号玻璃罩罩上。（6）将上述实验装置放在向阳处，观察这三株幼苗的变化。可以每隔5min观察一次，并作好记录。
　　结论：分析实验结果，得出合理的结论。
　　讨论：（1）二氧化硫污染对植物有什么影响？（2）本实验设置第3号装置有何意义？
　　仔细地研究分析，不难发现假设与预期其实就隐含在上述“实验原理”之中，该实验的假设是：SO2影响植物的生长，不同浓度的SO2对植物的影响是不同的；该实验预期是：SO2的浓度越大，植物受害程度越严重。
　　三、将教材中相关结论转化为实验提高实验设计能力
　　纵观生物科学的发展历史，它的每项发现都同实验分不开。实验是人们认识和研究物质变化规律或验证某一理论的常用科学方法。加强实验教学，有利于激发学生求知欲，培养学生的观察、操作等能力以及形成实事求是、严谨认真的科学态度，从而提高学生的生物科学素养。书上的知识能够通过实验来验证或探究的，都应启发学生思维和联想，认真地引导学生进行实验设计，甚至还可尝试让学生动手做，从而提高学生的探究和设计能力。
　　四、教学活动中增强问题意识提高实验设计能力
　　学生的问题意识不可能自发形成，需要教师在教学活动中和生活实际中培养。带学生走出校园，深入生活实际发现问题，提出问题，思考问题，增强问题意识。教师在教学活动中鼓励学生敢问会问，设计一些科学性的问题让学生思考，激发学生探究问题解决问题的欲望，要求学生设计解决方案，提高学生实验设计能力。教师提出实验课题，原理及各种过程由学生自己独立完成。如：生长素对植物生根的作用；洗涤剂对藻类生长的影响；废旧电池对动植物生长的影响；“还原性糖鉴定实验”中为什么以苹果或雪梨细胞组织液为材料；“植物细胞质壁分离与复原”实验中为什么以紫色洋葱为实验材料等等。要求学生自己去查阅资料找出答案，找出解决问题方案。持之以恒设置提出问题找出解决问题方案，学生问题意识有效提高，从而提高学生实验设计能力和实验探究能力。
　　实验设计能力的培养不可能一蹴而就，必须潜移默化，由量变促成质变，由浅入深，由简单到复杂，循序渐进，否则欲速不达。