实验设计是解答实验题的难点，要理清思路，找准方法和突破口，才能化难为易。
实验方案的设计着重考查以下方面：确定实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计实验数据的处理方法和分析实验现象，得出正确的实验结论，以及对提供的一些实验方案进行补充、完善等。在实验方案的设计中，必须高度关注以下两个方面问题。
一、实验必须遵循的四大基本原则
1.设置对照原则
(1)空白对照——不给对照组任何处理因素
如：在研究甲状腺激素促进蝌蚪发育实验中，先取同龄且发育状态良好、相同的小蝌蚪60只，分为两组放人容积相同的两个玻璃缸，加入等量的自然水和蝌蚪饲料;一组加入甲状腺激素，另一组不加任何药品，即空白对照。
(2)条件对照——给对照组施以部分实验因素，但不是所要研究的实验因素
如：在上述空白对照的举例中，如果取同龄且发育状态良好、相同的小蝌蚪60只，分为三组(编号甲、乙、丙)放入容积相同的三个玻璃缸，加入等量的自然清水和蝌蚪饲料;甲组加入适量甲状腺激素，乙组加入等量甲巯咪唑(甲状腺抑制剂)，是条件对照，丙组不加任何药品，是空白对照。
(3)相互对照——不单设对照组，而是几个实验组相互对照
如：验证植物根对矿质离子有选择吸收的特性，可把番茄和水稻分别培养在成分相同的培养液中，过一段时间后，测定培养液中各种矿质元素离子浓度的变化，就会发现番茄吸收Ca2+多，吸收Si4+少;而水稻吸收Si4+多，吸收Ca2+少。以上就是两个实验组的相互对照。
(4)自身对照——对照和实验都在同一研究对象上进行
如：要研究植物根具有向重力性，茎具有背重力性，可把某一植株横放于培养基上，让其自然生长，经过一段时间后，便可观察到根向重力生长，茎背重力生长。这里，对照和实验都在同一个体上进行，属于自身对照。
2.单一变量原则
控制其他因素不变，只改变其中一个因素，观察其对实验结果的影响。如探索温度对酶活性的影响时，只能改变反应的温度，其他如pH、酶浓度等因素就要完全相同且适宜。
(1)实验变量(又称自变量)：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。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。
(2)反应变量(又称因变量)：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。
(3)二者关系：实验变量是原因，反应变量是结果，即具因果关系。
(4)无关变量：与实验目的无关，但控制不好，会干扰实验结果的变量。
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。
3.等量原则
对照实验设置的正确与否，关键在于保证“其他条件的完全相等”。具体来说有如下四个方面：
(1)所用生物材料要相同，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特点要尽量相同。
(2)所用实验器具要相同，即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小、型号要完全一样。
(3)所用实验试剂要相同，即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其要注意体积上等量的问题。
(4)所用处理方法要相同，如保温或冷却，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，看起来似乎毫无意义，但最好还是要做。
4.平行重复原则
对所做的实验在同样条件下，进行足够次数的重复，不能只进行1～2次便轻易得出结论。需要选择的实验材料的样本数(如植株的数目、种子的粒数、实验动物的个体数等)不能太少，否则实验的结果不足以反映出生物学现象的本来面目。
任何一项生物学实验，要有科学性，都必须能够重复，都必须经得起重复。
此外，还应注意科学性原则(指在设计实验时，必须要有充分的科学依据，也就是要以前人的实验为基础，而不是凭空设想，主观臆造)、简便经济原则(如装置简单、实验步骤较少、使用材料用具少、实验时间较短等)等等。
二、实验设计时的一般步骤
1.审题、明确实验目的，是探究性实验还是验证性实验(直接关系到实验预期和结论)。
2.分析实验材料、仪器、试剂，明确不做要求的操作，思考所提供材料仪器、试剂的用途、使用方法。
3.预期结果，根据预期结果确定实验组和对照组，确定是否需要条件对照。
4.施加自变量，即实验组和对照组处理的差异，这种差异是唯一的。通常如果只需一个实验组的，考虑用“加法”或“减法”(如激素相关实验中的注射法、饲喂法、手术切除法等方法)，如果需要多个实验组的，考虑高中低的设置，或(浓度、温度、pH、CQ浓度、光照强度等)梯度设置或不同种类设置。
5.考虑无关变量对实验的干扰，如某些材料本身可能会干扰实验，需要预处理：(1)验证血液中含还原糖，(2)探究绿色植物的绿叶在光下合成淀粉。
6.书写实验步骤的关键词(化繁为简、应对有序)
第一步：取材、材料是否需要预处理、分组、编号等。
第二步：实验组和对照组施加变量。
第三步：观察实验现象、进行测量、记录、数据处理和表达。
(实验结果的呈现一般是文字叙述、坐标曲线和设计表格三种类型，部分还有柱形图等)，注意校正数据、取平均值等减小实验误差。
第四步：实验预期，得出结论
如果是验证性实验，预期是肯定，结论是对假设的肯定或否定。
如果是探究性实验，预期是不确定的，有多种可能，一般有肯定、否定和中间预期;结论也是不确定的，一般使用“如果……则……”或“若……则……”句式。
7.书写(由简入细、关注细节)
(1)取材时，如果是动物材料，要说明“健康的、体重、年龄(月龄、日龄)、性别、生长发育状况(生理状况)相同，物种(品种)相同”。
(2)如果是植物材料，要说明“同一物种(品种)，长势相同、生理状况相同”。
(3)注意材料是否需要预处理，如验证植物在光下进行光
合作用实验中，植物的“饥饿处理”，叶片的“酒精煮沸处理一等，注意编号，减少文字量。
(4)消除控制平衡无关变量的影响：“等量、适量、随机分组、分成数量相等的几组、适宜的条件”等。
(5)经过一段时间。
(6)观察、测量、记录、计算平均值等。
(7)表格中“表头设计”，曲线圈和柱形图中“自变量(横轴)、因变量(纵轴)”的书写、单位等。
三、实验设计的“四段论思考方法”
升a633405b慧19623d92软径科学径学司上优是网智4fbd-441f79a35deb技bd9ec75e元件23b2智公高限3f829f18有上法智途4e3a广9cee41e9东方 本人根据近几年的教学实践，摸索归纳出了一套简便可行的思考方法，即：“分析、准备、对照、观察”四段论思考方法，只要掌握了这一思考方法的基本原理及实质，并加以适当的巩固练习，分析问题、解决问题的能力都会有明显的提高。
(一)分析
1. 分析实验目的
首先分析实验命题是探究性，还是验证性，因为这将直接关系到实验结果和结论的叙述与表达。如果是探究性实验，则结果和结论有多种可能，如果是验证性实验结果和结论就是一种，并且结论和原命题一致。如果是探究性实验，则结果和结论的预期表达模式为若(结果)，则说明(结论)。
2、分析实验原理
实验原理是实验设计的根据和出发点，有些题目的实验原理是题目中现成就有的，有些题目的实验原理是隐含的，也就是说题目中没有，但在教材上出现过的知识点。明确实验原理可以帮助理清实验设计思路，合理安排实验步骤.正确分析实验结果和结论。
3、分析实验仪器、药品和实验材料
因为实验步骤的叙述和表达同实验仪器、药品和材料的作用密切相关，要想准确表达步骤，就必须对实验仪器、药品和材料的作用有准确地理解。同时也可确定实验变量，从而确定实验组和对照组。
4、分析实验对照条件
大多数实验要求具备对照实验，只有准确地分析了对照条件，才能设计怎样做对照实验，即怎样设置对照条件，提高实验的精确程度。实验对照条件可从实验目的和实验材料中去获取。
(二)准备(即分组编号的表达)
准备一般是指做实验的开始部分或步骤，也就是做实验的准备工作。根据实验题目的不同，准备步骤有些简单，有些比较复杂，因此在实验步骤的叙述中准备步骤可以用一步，也可以用两步叙述。叙述一般有分组编号、实验前测量、饥饿处理等。
(三)对照(变量处理的表达)
高中生物实验题一部分为验证型题目，一部分为探究性题目，无论是验证性还是探究性题目，为了加强实验的说服力和实验结果的精确程度，一般情况下都要做对照实验，对照实验设置的质量高低将会直接影响到实验结果的说服力。对照实验有些是空白对照，有些是相互对照，有些是自身对照等，究竟采用那一种对照方式还要根据具体的实验具体对待。而且根据实验的不同，有些对照实验较简单，有些比较复杂，有些设置非常巧妙，有些则用到教材上的原理和理论。
(四)观察(观察指标的表达)
观察是生物实验设计题目的最后一个步骤，因为生物实验的结果一般是根据实验中的化学反应原理、生物的生长原理、生物的生理原理等得出的。因此，实验中应该根据不同的原理进行有区别的观察，如观察颜色变化，加入化学物质的特殊颜色变化，气体放出的快慢多少，生物体或者生物材料的生长长度、方向、体积、重量等的变化。另外，还应该说明什么时间观察或测量以及观察或测量的项目，并且作好记录，为对照提供准确的数据，从而为实验命题和结论的得出提供保证。
二.基本步骤：
第一步：分组编号：取器材编号(该步骤要注意所取器材要等同、等量等条件，还要设计好分几个组)
第二步：变量处理：按照实验要求分别对实验组和对照组进行处理，体现单一变量原则和等量原则。如验证甲状腺激素的生理作用实验中，每日用灌胃器给甲组小鼠灌喂甲状腺激素溶液，给乙组小鼠灌喂等量的蒸馏水。
第三步：培养或观察：把两个组放在相同的条件下培养或观察。如把两组小鼠放在适宜、相同的环境中，定时测量与记录甲、乙两组小鼠的耗氧量和活动量。
第四步：预期结果与结论：根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，归纳出一般概括性的结论，并用文字、图表、绘图等方法做一个简明的总结。如果是验证性实验，预期是肯定，结论是对假设的肯定或否定。如果是探究性实验，预期是不确定的，有多种可能，一般有肯定、否定和中间预期;结论也是不确定的，一般使用“如果……则……”或“若……则……”句式。