实验设计的程序、原则及注意

江苏省沭阳高级中学南校区（223600） 陈卫东 

1．实验设计的程序：

（1）明确实验目的和具体要求；

（2）确定实验的原理和研究对象；

（3）明确实验条件（如仪器、温度等）：实验中所给的仪器哪些是需要的，哪些不需要，实验过程中需要控制哪些变量，自变量是什么，因变量是什么，无关变量有哪些等等；

（4）确定实验设计思路：设计实验的思路要预先梳理一下，先做什么，后做什么，不要前后倒置；

（5）设计实验步骤：按照设想，有序的设计实验步骤；

（6）实验结果的预测和分析。

2．实验设计的四个原则：

（1）对照性原则：在实验设计中，通常设置对照组，通过干预或控制研究对象以消除或减少实验误差，鉴别实验中的处理因素同非处理因素的差异。

实验设计中可采用的对照方法很多，除了有阳性对照、标准对照、自身对照、相互对照之外，通常采用空白对照的原则：即不给对照组以任何处理因素。值得强调的是，不给对照组任何处理因素是相对实验组而言的，实际上对对照组还是要做一定的处理，只是不加实验组的处理因素。

（2）随机性原则：实验设计中的随机化原则，是指被研究的样本是从总体中任意抽取的。这样做的意义在于：一是可以消除或减少系统误差，使显著性测验有意义；二是平衡各种条件，避免实验结果中的偏差。

（3）平行重复原则：平行重复原则，即控制某种因素的变化幅度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果影响的程度。任何实验都必须能够重复，这是具有科学性的标志。上述随机性原则虽然要求随机抽取样本，这能够在相当大的程度上抵消非处理因素所造成的偏差，但不能消除它的全部影响。平行重复的原则就是为解决这个问题而提出的。

（4）单因子变量原则：单因子变量原则，即控制其他因素不变，只改变其中某一变量，观察其对实验结果的影响。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外，其他实验条件要求做到前后一致。

3．实验设计注意事项：

（1）过程设计是根据实验条件和材料，为达到目标而设计的实验过程。实验过程的设计步骤要合理，逻辑性要强。

（2）注意对照实验的设计：在实验设计中，为了更有说服力，往往要设计对照实验，我们在实验设计时，也要考虑到这个问题。在设计对照实验时一定要注意尽可能排除其他因素的干扰，我们一般采用一些很直接的方法，就是两个组需要对照的某一项目不同，其他方面均相同。如验证光合作用过程中需要光照，我们采用的对照方法是所用的装置均一样，仅仅是实验组中植物的叶片受到光照，而对照组中植物的叶片是遮光处理的，这样就可以有效的排除其他其他因素可能造成的干扰。

（3）结果的预测和判断：由于实验设计，实验结果只能预测，但是实验结果的预测不能凭空想象，凭经验。而应根据实验过程把可能性都罗列出来，并推出由此可说明的问题。我们不能说，我们知道哪种情况最可能，就只写哪一种。要知道，这是推测，不是结论，在实验没有做之前，什么都可能发生。