2、单一变量原则

理解该原则，应弄清几组变量：即实验变量与反应变量，无关变量与额外变量。

①实验变量与反应变量：a．实验变量是研究者主动操纵的条件和因子，是作用于实验对象的刺激变量（也称自变量），自变量须以实验目的和假设为依据，应具有可变性和可操作性。b．反应变量（又称因变量或应变量），是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量，反应变量是研究是否成功的证据，应具可测性和客观性。c.二者关系：实验变量是原因，反应变量是结果，即具因果关系。

②无关变量与额外变量：无关变量又称干扰变量、控制变量，是指与研究目标无关，但却影响研究结果的变量。额外变量，指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。无关变量是原因，额外变量是结果，二者也具有因果关系。为确保实验结果的准确，实验者应严格控制无关变量，防止额外变量的出现，否则实验结果的真实性无法得到认定，如我们常在实验过程中强调“选取生长状况相同的幼苗”“数量大小相同的种子”“置于相同并适宜条件下培养”“加入等量的清水”等均是为了控制无关变量对实验结果的干扰。

所谓单一变量原则，就是要尽可能控制无关变量的作用，以确保实验变量的唯一性。

【案例剖析】例如，生物课本内温度对酶活性影响的实验中：实验变量是低温（冰），适温(60℃），高温（沸水）；酶的活性变化即反应变量；试管的洁净度，淀粉酶的稀释度，可溶性淀粉的浓度，碘液的量和浓度，温度处理时间，操作程序等是无关变量。实验中不论有几个实验变量，都应做到每个自变量对应一个因变量，此外还要做到操作规范。在实验设计、实施的全过程中，应严格操纵实验变量，严格控制无关变量，尽可能消除误差，获取较为精确的反应变量。

3、等量原则

实验中要做到“单一变量”（即实验变量）外，其它变量需注意等量原则，即：

①生物材料要相同：即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面要尽量相同或至少大致相同。

②实验器具要相同：即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小、型号、洁净度等相同。

③实验试剂要相同：即试剂的成分、浓度、体积要相同。即使使用不同试剂也要注意体积相同。

④处理方法要相同：保温或冷却、光照或黑暗、搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验来说，看起来似乎是毫无意义的，但还是要作同样的处理。

4、科学原则：即实验方案的设计要科学，包括原理、操作、程序、方法等。

5、安全原则：尽量避免危险性操作（如确需使用，应注明，防止环境污染和人身伤害）。

如：在“叶绿体色素的提取和分离”实验中，使用丙酮时，强调指出：“用滤纸打孔盖住研钵进行研磨”以减少挥发。

6、可行原则：实验设计应注意取材方便、药品便宜、装置简单、经济实用、步骤简洁、操作性强、花时经济，在现有实验条件下能够完成。

五、操作设计注意事项

1、应注意实验选材的合理性

如：⑴所选材料应有利于实验现象的观察：如可溶性还原糖的鉴定中应选择“白色或近白色”的材料；

⑵所选材料应容易获得：尽可能选择无明显季节性、地域性的材料；

⑶所选材料应价格便宜

2、应注意操作细节的合理性

如：⑴溶液或培养基灭菌后是否要冷却后使用？冷却后

⑵向淀粉糊中加了唾液后是否要振荡试管呢？要

⑶酶促反应的试管如何加热？是直接加热，还是水浴加温？水浴加热

⑷用酒精溶解叶中叶绿素时，酒精直接或隔水加热？隔水加热

⑸使甲状腺激素、胰岛素、生长激素进入动物体内的方法应如何操作？是饲喂，还是注射？甲状腺激素饲喂，胰岛素、生长激素注射

⑹不同的情况下要合理地选用不同的水。如：清水、池水、凉开水、蒸馏水、生理盐水。

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