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【摘要】生物科学是一门以实验为基础的科学，可以说任何层次的生物教学都离不开实验教学，而要提高生物实验教学的效果，就一定不能忽视实验原理的教学。本文就生物实验原理中的“理”做了几点阐述。
【关键词】高中生物实验实验原理
生物科学是一门以实验为基础的科学，在探索生命的过程中，解开生命奥秘的主要方法是通过观察和科学实验，各种生物体的结构必须通过实验才能观察清楚，生物学的理论也是人们通过实验总结出来的，所以实验教学在生物教学中占有非常重要的地位，在每一个生物实验中，实验材料的选择，实验装置的设置，实验步骤的安排等都是以实验原理为依据的，实验现象，实验结果的预期也是依据实验原理做出的，因此实验原理在整个实验过程中起了举足轻重的作用，本文笔者就实验原理中的“理”做几点阐述。
一、要学会“寻理”
每一道实验题都会有实验原理存在，我们要学会“寻理”。实验原理有可能在题干中直接呈现，需要答题者仔细审题，也可能隐含与题干中，需要答题者联系所学的理论知识进行总结。
1．实验原理隐含在题干中
例1为了验证甲状腺激素具有促进代谢的作用，以小白鼠的体重为观察指标设计实验，某同学的实验方案如下：
（1）将健康雄性小白鼠按生活力相同、重量相同、均匀分成给药组和对照组，每组10只，实验室温度保持在23℃左右。
（2）给药组小白鼠每日每次用灌胃法饲给5mg/ml的甲状腺激素溶液1ml，每日2次，连续用药5天。对照组小白鼠，每日每次依上法饲给1ml甲状腺激素的溶剂。
（3）5天后将每只小白鼠放入容积1000ml广口瓶中，把瓶口密封后立即观察小白鼠的活动，并记录其体重的变化。
试验结果：实验组平均存活时间比对照组短；实验组小白鼠平均体重下降值比对照组要大。
该实验方案可以说明甲状腺激素具有促进代谢的作用，请回答：
（1）该实验原理_______________________________________。
（2）……
解析：实验原理作为实验材料选择、实验装置设置、实验步骤设计、试验结果预期、试验结果分析的依据，应具有如下特点：（1）对实验步骤设计具有指导作用（如何利用提供的材料用具使所要研究的对象表现出来）；（2）有对实验现象或测量指标的相关描述；（3）可以作为试验结果分析的理论依据（即有关于结果与研究对象间关系的说明）。由此可知，实验原理就是：利用题目中提供的试剂或生物材料的特性，使生物体内“隐藏”的物质或反应，显现为可见的现象。联系高中生物知识与题干内容，对应本题，即可提取出“题目中提供的试剂或生物材料”即甲状腺激素；其“特性”即促进代谢；“生物体内‘隐藏’的物质或反应”即代谢加快；“可见的现象”即小白鼠体重下降加快。
2．实验原理在题干中直接呈现
实验原理在题干中出现分为两种情况：
1.1题目中可以完整的找到实验原理
例2为了探究“植物细胞在什么情况下会失水和吸水？”某同学针对这一问题做出的假设是：当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水；当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水。为了检验这一假设，请你根据下列材料用具，设计实验。
材料用具：紫色的洋葱鳞片叶，质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液，清水，刀片，镊子，滴管，载玻片，盖玻片，吸水纸，显微镜。
解析：这是一道实验设计题，所以第一步就是要弄清实验原理，仔细阅读后，我们发现，实验原理在本题中已经完整呈现，即“当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水；当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水”。
1.2 题目中可以找到部分实验原理
例3血液中分布着大量的具有一定形态的红细胞。当把红细胞置于10％NaCl溶液中时，用显微镜观察，发现细胞会皱缩；当把红细胞置于蒸馏水中时，细胞会涨破。请你以加入了柠檬酸钠的活鸡血为研究材料设计出一个实验，证明血浆中的无机盐含量会影响红细胞的形态。要求写出实验材料与主要用具、实验步骤、预测实验结果并作出解释。
解析：本题的实验原理在题干中部分呈现。即“当把红细胞置于10％NaCl溶液中时，用显微镜观察，发现细胞会皱缩；当把红细胞置于蒸馏水中时，细胞会涨破”。其中“隐藏的反应”即细胞的吸水与失水，细胞皱缩和涨破即“可见的现象”，使现象显现的生物材料或试剂是10％NaCl溶液和蒸馏水。结合动物细胞吸水和失水的相关知识，该实验原理可总结为：当动物细胞膜内溶液浓度大于外界溶液浓度时，细胞失水皱缩；当动物细胞膜内溶液浓度小于外界溶液浓度时，细胞吸水直至直至涨破。学生可以以此为依据答题。
二、实验原理的两特性
1．实验原理的科学性
实验原理是实验设计的依据，也是用来检验和修正实验过程中失误的依据，因此它必须是经前人总结或经科学检验得到的科学理论，如2000年全国高考题第25题，本题要求学生设计实验，验证钙离子在血液凝固中的作用，题干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；草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，因此有抗凝固作用。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。
2．实验原理的精确性
任何一道实验题都可以找到其相应的实验原理，在做设计类实验题时，如果你给出的实验原理不够精确，那么就有可能对你的实验步骤的设计产生误导。例如有这样一道实验设计题，请你设计实验来验证“生长素会影响扦插枝条的生根”，我们设计此实验步骤的依据即原理就是“相对低浓度的生长素会促进扦插枝条的生根，相对高浓度的生长素会抑制扦插枝条的生根”，我们要精确到浓度的相对高低对生根的影响，如果我们把实验原理定为“不同浓度的生长素对扦插枝条的生根会产生影响”，那么我们在配置生长素浓度的时候就可能会产生失误，比如配置的生长素浓度可能都偏高或偏低。
以上仅是本人在高中生物实验教学中的一些体会，提出来和大家共同探讨，当然，要解答好这一类题型，学生还要掌握如何选择实验材料，如何设计实验步骤，如何预期试验结果等等，但这些都必须依赖于实验原理的指导，所以我们学生一定要做到“有理在先”，这样才能“顺理成章”，正确答题。
【参考文献】
[1] 金晓萍加强高中生物实验原理教学的思考与实践《教学月刊》 2004 5期
[2] 胡彦 金兰山 加强实验原理教学的方法与措施《高等函授学报（自然科学版）》 2003 04
[3] 路敏刚 《高中生物实验大全》 山西教育出版社 2005-7
【关键词】高中生物实验实验原理
生物科学是一门以实验为基础的科学，在探索生命的过程中，解开生命奥秘的主要方法是通过观察和科学实验，各种生物体的结构必须通过实验才能观察清楚，生物学的理论也是人们通过实验总结出来的，所以实验教学在生物教学中占有非常重要的地位，在每一个生物实验中，实验材料的选择，实验装置的设置，实验步骤的安排等都是以实验原理为依据的，实验现象，实验结果的预期也是依据实验原理做出的，因此实验原理在整个实验过程中起了举足轻重的作用，本文笔者就实验原理中的“理”做几点阐述。
一、要学会“寻理”
每一道实验题都会有实验原理存在，我们要学会“寻理”。实验原理有可能在题干中直接呈现，需要答题者仔细审题，也可能隐含与题干中，需要答题者联系所学的理论知识进行总结。
1．实验原理隐含在题干中
例1为了验证甲状腺激素具有促进代谢的作用，以小白鼠的体重为观察指标设计实验，某同学的实验方案如下：
（1）将健康雄性小白鼠按生活力相同、重量相同、均匀分成给药组和对照组，每组10只，实验室温度保持在23℃左右。
（2）给药组小白鼠每日每次用灌胃法饲给5mg/ml的甲状腺激素溶液1ml，每日2次，连续用药5天。对照组小白鼠，每日每次依上法饲给1ml甲状腺激素的溶剂。
（3）5天后将每只小白鼠放入容积1000ml广口瓶中，把瓶口密封后立即观察小白鼠的活动，并记录其体重的变化。
试验结果：实验组平均存活时间比对照组短；实验组小白鼠平均体重下降值比对照组要大。
该实验方案可以说明甲状腺激素具有促进代谢的作用，请回答：
（1）该实验原理_______________________________________。
（2）……
解析：实验原理作为实验材料选择、实验装置设置、实验步骤设计、试验结果预期、试验结果分析的依据，应具有如下特点：（1）对实验步骤设计具有指导作用（如何利用提供的材料用具使所要研究的对象表现出来）；（2）有对实验现象或测量指标的相关描述；（3）可以作为试验结果分析的理论依据（即有关于结果与研究对象间关系的说明）。由此可知，实验原理就是：利用题目中提供的试剂或生物材料的特性，使生物体内“隐藏”的物质或反应，显现为可见的现象。联系高中生物知识与题干内容，对应本题，即可提取出“题目中提供的试剂或生物材料”即甲状腺激素；其“特性”即促进代谢；“生物体内‘隐藏’的物质或反应”即代谢加快；“可见的现象”即小白鼠体重下降加快。
2．实验原理在题干中直接呈现
实验原理在题干中出现分为两种情况：
1.1题目中可以完整的找到实验原理
例2为了探究“植物细胞在什么情况下会失水和吸水？”某同学针对这一问题做出的假设是：当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水；当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水。为了检验这一假设，请你根据下列材料用具，设计实验。
材料用具：紫色的洋葱鳞片叶，质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液，清水，刀片，镊子，滴管，载玻片，盖玻片，吸水纸，显微镜。
解析：这是一道实验设计题，所以第一步就是要弄清实验原理，仔细阅读后，我们发现，实验原理在本题中已经完整呈现，即“当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水；当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水”。
1.2 题目中可以找到部分实验原理
例3血液中分布着大量的具有一定形态的红细胞。当把红细胞置于10％NaCl溶液中时，用显微镜观察，发现细胞会皱缩；当把红细胞置于蒸馏水中时，细胞会涨破。请你以加入了柠檬酸钠的活鸡血为研究材料设计出一个实验，证明血浆中的无机盐含量会影响红细胞的形态。要求写出实验材料与主要用具、实验步骤、预测实验结果并作出解释。
解析：本题的实验原理在题干中部分呈现。即“当把红细胞置于10％NaCl溶液中时，用显微镜观察，发现细胞会皱缩；当把红细胞置于蒸馏水中时，细胞会涨破”。其中“隐藏的反应”即细胞的吸水与失水，细胞皱缩和涨破即“可见的现象”，使现象显现的生物材料或试剂是10％NaCl溶液和蒸馏水。结合动物细胞吸水和失水的相关知识，该实验原理可总结为：当动物细胞膜内溶液浓度大于外界溶液浓度时，细胞失水皱缩；当动物细胞膜内溶液浓度小于外界溶液浓度时，细胞吸水直至直至涨破。学生可以以此为依据答题。
二、实验原理的两特性
1．实验原理的科学性
实验原理是实验设计的依据，也是用来检验和修正实验过程中失误的依据，因此它必须是经前人总结或经科学检验得到的科学理论，如2000年全国高考题第25题，本题要求学生设计实验，验证钙离子在血液凝固中的作用，题干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；草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，因此有抗凝固作用。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。
2．实验原理的精确性
任何一道实验题都可以找到其相应的实验原理，在做设计类实验题时，如果你给出的实验原理不够精确，那么就有可能对你的实验步骤的设计产生误导。例如有这样一道实验设计题，请你设计实验来验证“生长素会影响扦插枝条的生根”，我们设计此实验步骤的依据即原理就是“相对低浓度的生长素会促进扦插枝条的生根，相对高浓度的生长素会抑制扦插枝条的生根”，我们要精确到浓度的相对高低对生根的影响，如果我们把实验原理定为“不同浓度的生长素对扦插枝条的生根会产生影响”，那么我们在配置生长素浓度的时候就可能会产生失误，比如配置的生长素浓度可能都偏高或偏低。
以上仅是本人在高中生物实验教学中的一些体会，提出来和大家共同探讨，当然，要解答好这一类题型，学生还要掌握如何选择实验材料，如何设计实验步骤，如何预期试验结果等等，但这些都必须依赖于实验原理的指导，所以我们学生一定要做到“有理在先”，这样才能“顺理成章”，正确答题。
【参考文献】
[1] 金晓萍加强高中生物实验原理教学的思考与实践《教学月刊》 2004 5期
[2] 胡彦 金兰山 加强实验原理教学的方法与措施《高等函授学报（自然科学版）》 2003 04
[3] 路敏刚 《高中生物实验大全》 山西教育出版社 2005-7