生命科学是自然科学中以实验为基础的科学，生命活动规律的发现和理论的建立都必须以实验为基础，并经过实验的检验，它是生物学教学的重要内容、重要方法以及重要手段。

第一节  生物学实验概述

一、生物学实验的意义

生物学实验在生命科学发展历程中以及现代生物学研究中，对于生物学理论的建立、科学方法和思维方法的获得以及中学生生学科核心素养的培养，都具有十分重要的意义，具体体现在以下几方面。

1、生物学实验为生命科学研究提供直观丰富的感性认识

实验是在变革自然中认识自然，因而有着独特的认识功能。生物学实验是搜集生物学事实、获得感性材料的基本方法，同时也是检验科学假说，形成科学理论的实践基础。生物学实验中多种仪器的使用，使获得的感性材料更丰富、更精确，且能排除次要因素的干扰，更快揭示出研究对象的本质。

2、生物学实验的成果促进了生物学理论的建立

伽利略说：“一切推理都必须从观察与实验得来。”从孟德尔的生物遗传分离定律和自由组合定律，到巴甫洛夫的条件反射学说，从摩尔根的基因学说到青霉素的发现，从光合作用的物质与能量转换机制的阐明，到中心法则的建立与补充，从遗传密码的破译到克隆技术的应用，诸多发现和理论研究，无一不是科学家们基于一系列科学实验的成果完成的。

3、生物学实验为生命科学研究提供科学方法

科学方法是科学的认识方法，是人们探索和解决问题与发现科学体系的手段与工具，它提炼自科学实践并应用于科学实践。科学方法的运用，是生物学实验获得成功的保证。

4、生物学实验为科学思维的形成和发展奠定了基础

生物学实验不是盲目的行为，而是有目的地探索生命的结构、功能、运动、发展，并从中探寻生命活动的机制和规律的实践活动，从其设计到实施一直处于理性支配之下，通过理性的分析，最终获得从感性到理性的跃升，达到认识生命的世界目的。

二、生物学实验的分类

1、按照实验的环境不同，可分为实验室实验和自然实验；

2、按照实验目的不同，分为验证性实验、探究性实验；

3、按照实验研究的质与量可分为定性实验、定量实验；

4、按照研究对象的差异可分为植物、动物、微生物、遗传、细胞、人体实验等；

5、按照实验性质可以分为生化实验、生理实验、解剖实验等；

6、按照实验的作用，可以分为对照实验、模拟实验、析因实验；

7、依据实验的进程分为预备实验、决断性实验、正式实验等。

三、生物学实验的基本方法

生物学实验方法主要是指按照实验目的，利用仪器设备，人为地控制研究对象和研究条件，排除干扰、突出主要因素、突出生物学实验现象、过程及其特征，研究生物学问题所采用的科学方法。生物学实验的基本方法主要有实验验证法、实验归纳法、控制变量法和调查法等。

1、实验观察法

实验观察法要求学生选择适当的观察对象，采用使用的观察手段和观察顺序，有目的地观察，辨明观察对象的主要特征及变化条件。顺序观察法、分步观察法、比较观察法和归纳观察法是常用的实验观察法。

2、实验验证法

实验验证法是一种推理、判断在前，实验验证在后的研究方法，即在已知理论和实践的基础上，或在出现与已知理论发生冲突的科学事实时，经过推理、假设和预言，并通过实验来检验其真理性，最后肯定或否定论断，从而得出可靠的结论。例如“植物生长素的发现”一节，通过植物生长素与向光性的实验，认识二者之间的关系，进而证实植物具有向光性特征的理论。

3、实验归纳法

实验归纳法是一种由特殊到一般的研究方法，是根据研究目的人为地控制条件，从大量实验现象中寻找其普遍特征，进而概括出规律的方法。总之，实验在前，结论在后。“影响酶活性的条件”实验，通过设置不同的温度（沸水，37℃左右的热水，冰水）、不同的pH值（蒸馏水，氢氧化钠溶液，稀盐酸）探究过氧化氢酶催化过氧化氢水解的情况，最终归纳出酶的活性受温度和pH的影响的结论。

4、控制变量法

控制变量法是当多个因素同时作用、共同影响某一变量时，要分别独立地研究其中某一因素的影响，这样就要暂时保持其它因素不变，以便排除其它因素的干扰，更好地研究这一因素与研究量之间的关系，最后再综合分析，通过归纳法得出规律。例如“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验，培养液中的酵母菌种群的增长情况与培养液成分、空间、pH、温度等因素有关，实验中将这几个因素固定，仅考察根据培养液中的酵母菌数量和时间这个变量之间的关系，通过归纳总结，得出“培养液酵母菌种群数量随时间呈S型增长变化”的结论。教师侧重加强如何控制实验条件、设置对照、分析实验结果等方面的训练。

5、调查法

调查法是根据调查目的选择调查对象，随机抽样，整理和分析调查数据，得出结论的研究方法，高中生物教材中“调查种群密度的方法”、观察环境污染对生物的影响等实验，都是对调查法的学习和运用。