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第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 2

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 3

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 4

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 5

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 6

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 7

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 8

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 9

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 10

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 11

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 12

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 13

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。






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



案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 14

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 15

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 16

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 17

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 18

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 19

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 20

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 21

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 22

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 23

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 24

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 25

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 26

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 27

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 28

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 29

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 30

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 31

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 32

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 33

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 34

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 35

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 36

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 37

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 38

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 39

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 40

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 41

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 42

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 43

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 44

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 45

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 46

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 47

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 48

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 49

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 50

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 51

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 52

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 53

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。




2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤





1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式








1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作









8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类


试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。













案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类


调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。










案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。



当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类


设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。









案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类


种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。











案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类


游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。


Slide 54

第四章 生物学实验设计

• 任何一个科学实验，都是由实验者根据一
定的目的而设计出来的。没有设计，就没
有科学实验，就没有科学研究，可见实验
设计的重要性。

主要内容






第一节 生物学实验设计的含义
第二节 生物学实验课题的选择
第三节 生物学实验的设计
第四节 中学生物学实验设计

第一节 生物学实验设计的含义



一、什么是实验设计
所谓实验设计，是指在正式进行
科学实验之前，实验者根据一定
的目的和要求，运用有关的科学
知识原理(如生物学、物理学、化
学、数学等)，对实验过程中的材
料、手段、方法、步骤等全部方
案的制定。

二生物学实验设计的原则








生物学实验设计的原则从科学研
究的角度分析，包括：
①控制性原则，
②对照性原则，
③随机化原则，
④重复性原则。

1．科学性原则



科学性原则是生物学实验设计的
重要原则。所谓科学性，是指实
验目的要明确，实验原理要正确，
实验材料和实验手段的选择要恰
当，整个设计思路和实验方法的
确定都不能偏离生物学基本知识
和基本原理以及其他学科领域的
基本原则。

2．可行性原则



在设计生物学实验时，从实验原
理、实验的实施到实验结果的产
生，都具有可行性。

3．简便性原则


简便性原则要求在实验设计时，
要考虑到实验材料容易获得，实
验装置比较简化，实验药品比较
便宜，实验操作比较简便，实验
量化比较简单，实验步骤比较少，
实验时间比较短。

第二节 生物学实验课题的选择


实验设计的依据是实验目的和实
验原理。

一、生物学实验课题选择的意义


生物学实验课题的选择，就是实
验目的的确定，目的明确了，才
能进行实验设计。实验设计的题
目不明确，或题目没有实际意义，
实验方案设计得再好，也是没有
用的。





1．研究课题的选择是生物学实
验设计的起点
2．课题的正确选择，可以导致
科学上的重大发现

二、生物学实验课题选择的途径






提出一个问题或者提出一个需要
研究的课题：
1.自然发现，即在自然观察中发
现或在实验中的意外发现
2.调查研究，筛选课题

1．意外发现







所谓意外发现，就是没有一定目
标、一定方向，在自然状况或在
研究其他问题时无意识地、偶然
地发现的一个值得研究的新问题。
意外发现的成功是有条件的。
(1)实验者敏锐的观察力。
(2)实验者强烈的科学意识。
(3)实验者不懈的实践活动。

2．调查研究


通过调查研究，可以收集到生物
科学发展及现状的有关资料和信
息，只有深入细致地调查研究，
才能根据所掌握的信息发现新的
问题或提出新的课题。实验课题
的选择是一项艰苦的研究工作。

第三节 生物学实验的设计







①实验题目的确定
②提出假说
③提出实验的预期结果
④实施实验方法和步骤
⑤观察和收集数据；⑥分析；⑦
推理；⑧交流。

一、生物学实验设计中的假说


假说就是对自然界或生物学实验
中的可以观察到的现象提出一种
推测或猜想，但这种推测或猜想
不是盲目的，它是在一定的经验
材料的基础上，以一定的科学知
识(即科学原理)为依据而提出的
尚待通过科学实验检验的假说。

1．生物学实验设计中假说的基本特征






(1)假说与实验目的的统一性。
(2)假说的客观性。
(3)假说的推测性和预见性。
(4)假说的多样性。




(1)假说与实验目的的统一性。
在生物学实验的设计中，每一个
实验目的(即课题)的确定，都是
一个实验假说的形成过程。




(2)假说的客观性。
科学研究中的任何一个假说都不
是凭空想像的，而是以一定的客
观现象作为出发点产生的。




(3)假说的推测性和预见性。
既然是“假说”，这种学说就带
有一定的猜想成分，就不能保证
百分之百的正确，因此它具有推
测性。但由于它的客观性，并依
据一定的科学知识为原理，因此
它的推测不是瞎猜，而是有一定
的预见性。




(4)假说的多样性。
既然假说具有客观性和推测性，
那么根据一种客观现实就可能有
几种不同的推测，进而产生不同
的假说。



正是由于假说的推测性和多样性，
才需要通过生物学实验去证明。
因此，提出假说是生物学实验设
计中不可缺少的重要环节。

2．假说提出的基本过程







第一个阶段是对大量实验材料的分析
整理。
第二个阶段是提出假说的基本观念阶
段，即提出可以作为假说核心的基本
事实和基本原理。
第三个阶段是从基本观念推导出假说
的具体内容，包括对已知事实的解释
和科学预见。
这三个阶段不是彼此分割的，而是互
相联系的。第一个阶段是假说的出发
点和客观依据，第二个阶段是假说基
本观点的提出，第三个阶段是假说具
体内容的确定。

3．提出假说的基本方法



假说的提出是一个依据感性材料
做出理性思考的过程，在这个过
程中理性思维起着重要的作用。

二、实验过程的设计



1．实验材料和实验手段的选择
2．生物学实验设计中反应变量
的确定和控制



生物学实验课题的确定和假说的
建立，为生物学实验设计明确了
目的和原理。实验过程的设计是
整个实验设计的中心环节，它是
依据目的和原理来设计实验中的
各个细节，包括实验材料和手段
的选择，反应变量的确定和控制，
以及操作方法和步骤的安排等，
最终通过具体的实验实施来验证
假说的正确与否。




什么是反应变量?
可以变化的量叫变量。在科学实
验中，对实验反应的结果有影响
的变量称为反应变量。

三、生物学实验设计中的预期


预期是实验设计中不可缺少的一
个重要环节。所谓预期，就是在
实验设计方案确定以后，实验正
式实施之前，根据假说和原理，
对实验可能出现的结果的判断。













选题
提出假说
确定实验方案
预期结果
实施方案
观察和收集数据
分析数据
修改方案
重新实验
做出结论

第四节 中学生物学实验设计



在中学生物学教学中，培养中学
生实验设计的能力是中学生物学
教学大纲中所明确的一个目标。
中学生物学实验设计的主要目的
并不是为获得某一科学领域的结
论，重要的是学会实验设计的方
法，并在实验设计中培养学生的
思维能力和创造能力。

一、生物学实验问题与实验设计


中学生物学教学中，生物学实验
问题可以给学生创造一个实验设
计的构思。一个完整的生物学实
验问题，就是一个实验设计的雏
形或蓝图。



该生物学实验问题提供给学生的
是整个实验的观察记录，并让学
生根据实验记录的数据分析实验
结果产生的原因。此题目也给学
生一个实验设计的构思，即通过
数据分析来获得科学结论的实验
方案。





1·运用简易的实验材料来验证某
一实验原理，可以设计多个实验
方案
2．运用简易装置或仪器一物多
用的实验设计

【例1】


实验材料的准备：用小刀在鸡蛋
的一端剥去一小块蛋壳，注意不
要损伤蛋壳下的那层薄膜，这层
薄膜就是鸡的卵膜，是一个理想
的半透膜。

 生物学课程与多元智能培养

就人类的智能发展而言，每
一个正常人至少都具有上述
的八种智能，但由于遗传与
环境因素的差异，每个人在
各种智能的发展程度上有所
不同，而且也会以不同的方
法来统合或揉和（blend）
这八种智能。

音
乐

语
言

内省

自然观察者

交往

空间
身
体
运
动

逻
辑
数
学

实践活动的主题设计和方法



1.实践教育思想
教育原本就是起源于劳动实践。而今，教育
却远离实践，教师通过单一的讲授让学生获
得前人积累的间接经验，使学生的学习过程
异化为仅是对知识的“记忆——复现”过程，
使学生变成了“知识的容器”、“考试的机
器”。诚然，我们承认间接经验学习是一种
学习方式，但直接经验学习更是一种重要的
学习方式。实践是人们认识事物的基本途径
和方法，教育脱离了实践，学生的学习空间
是狭隘的，其发展也将是偏缺的。

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2.主体教育思想
主体教育思想强调由传统性教育向创新
性教育的转变，强调在全面提高学生基
本素质的基础上，着力培养受教育者的
主体精神，强调尊重受教育者的主体地
位，充分发挥受教育者的自主学习能力。
联合国教科文组织国际教育发展委员会
在《学会生存》中指出：“未来的学校
必须把教育的对象变成自己的主体。”

实践活动设计的步骤
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1.明确实践活动的目的任务
2.根据学习内容选择活动的方式
3.根据课堂教学情况选择活动的方式
4.生物课程实践活动设计过程中必须处
理的基本问题

实践活动的方式
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1.观察与实验
2.参观与访问
3.讲座和示范
4.专题研究
5.游戏和模拟
6.角色扮演
7.设计与制作

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8.讨论和辩论
9. 种植和饲养
10. 科学欣赏
11.社区和家庭生
物学活动
12. 竞赛
13. 科学幻想

一、试验探究类
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试验探究类活动具有明确的目标性。活
动主题依托于课程标准，来自生活和周
围环境中学生感兴趣的问题，具有广阔
的开放性。对于学生的好奇心、求新求
异思维品质形成大有好处。活动是以学
生独立探究为主的过程。教师必须全程
给予指导。

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案例1：什么物质引来了果蝇？
目的在于使学生了解研究生物学的方法。
1.观察并提出假设。引导学生观察腐烂水果吸引果蝇
的因素。根据学生自己选择其中一种因素作为假设。
2.设计实验。学生根据自己的猜测认定某种物质后，
选择单一的因素作实验。但其它条件必须是一样，告
诉学生什么是“控制可变因素”。学生将假设与实验
方法记录下来。
3.进行实验。让学生把实验装置组合好，并编上号，
代表实验因素。将实验装置放在条件同样的地方。老
师将收集的饥饿果蝇放出，记录果蝇停歇的数量。
4.分析统计结果。
学生结论。

二、调查访问类
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调查访问类活动具有很强的交互性。可
以弥补现在教育体制中学生适应社会的
锻炼不足。促进学生与人沟通、询问、
聆听、认同等人际交往的技能的形成。
教师在调查访问前，帮助学生形成调查
访问计划，有些内容教师可以不必带领
学生参加。

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案例2：访问妈妈
为使学生了解母亲怀孕、分娩时的心理、生
理状况，进一步认识人类生殖过程的体验，
增进亲子间的情感交流设计的活动。
1.拟订访问计划。建议从母亲怀孕前后饮食
习惯的变化，身体的变化，心理的变化，为
新生儿的诞生所做的各方面的准备，自己出
生的时间和地点等方面设计需要访问的问题。
2.实施访问计划并做好访问记录。
3.给母亲写一封信，向母亲说说心理话。
4.全班交流。

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当妈妈得知怀孕时，心情如何？怀孕初
期妈妈是否有呕吐等反应？怀孕期间妈
妈爱吃什么样的食物？妈妈是否进行过
胎教，怎样进行？你在妈妈的肚子里是
否“乖”？出生前，妈妈做了哪些物质
上的准备（如小衣服）？妈妈是自然分
娩还是剖腹产？你在什么时间出生？在
哪儿出生？在场有哪些人？你出生时的
体重。身高如何？妈妈怀孕期间还有哪
些难忘的事？

三、设计制作类
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设计制作类活动是一种创新过程。要求
学生从学习要求、材料、产品、美学、
社会等关系等多重侧面上切入研究，进
行创造性劳动。教师不宜过早介入学生
活动，注重欣赏、鼓励、强化对于学生
创新思维形成的激发作用。

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案例3：制作噬菌体噬菌体模式图
教师要求学生根据课本所示图形，使学
生了解它的结构，和侵染细菌的过程。
1. 根据自己手边能找到的材料，设计制
作一个噬菌体的模型。
2.计算你的作品和真实的噬菌体的比例。
3.用你的模型演示侵染细菌的过程。

四、种植养殖类
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种植养殖类活动是生物课程特有的活动
类型，相对要容易，周期长。对于学生
形成观察、记录等能力，长期照顾种养
对象的责任心的养成都是非常重要的。
主要内容是一些植物的栽培、小型动物
（如昆虫等）的饲养、食用菌的栽培等。
我们也可在无土栽培、组织培养、嫁接、
营养繁殖。

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案例4：建设小菜园
目的在于使学生感受植物的繁殖能力。
1.教师示范自己培养的红薯。如图所示。
2.布置作业，让学生调查还有哪些植物的根茎可以像
红薯一样，经过培养长出食用的嫩叶或开出美丽的花
朵。
3.将自己找到的植物，在简单的装置中进行水培。
4.摆放在教室向阳的窗台上每天浇水，保持水分。
5.每天观察，并制作记录表记录变化情况。
6.参观别人的设计，取他们的长处，修改自己的设计，
在最小的空间里尽可能多的组合植物。

五、游戏棋牌类
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游戏棋牌类活动具有一定的娱乐性。同
样可以帮助学生体验科学原理和概念形
成的动态过程。对于学生阅读能力、文
字理解能力是一种非常好的锻炼方式。
下棋是下棋双方和观棋者，共同研讨的
过程。棋子和棋盘是模拟推敲生理过程
简易“模拟器”。