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生物学是以实验为基础的自然科学。新课程标准的教材增加了多个探究性学习课题，这些课题重视培养学生自主研究能力。实验能力是一种综合能力，这种能力的培养不是一蹴而就地做几个实验、做几道习题就可以实现的，必须在平时的教学实践中有计划，按步骤地进行。
要开展新课程生物学实验，首先要培养学生的实验能力。在教学中，教师首先要帮助学生掌握科学研究的基本过程，精心设置情境，鼓励学生设计简单的实验方案，这有助于培养学生的探究能力和思维能力。在学生掌握了一定的生物学知识后，可让他们亲自设计实验。例如在观察鼠妇活动后，首先引导学生发现问题，为什么在花盆下、石块下容易找到？这些地方有什么特点？其次引导学生提出假设：（1）鼠妇的活动可能与光照条件有关；（2）鼠妇的活动还可能和水分，以及其它外界因素有关。第三步，学生设计实验验证鼠妇的活动受哪些因素影响。在这个阶段，实验的目的任务、方法、材料、装置等都是根据假设来确定的。所以，实验的理论联系实际依据主要是假设。第四步，分析、讨论实验结果，推导结论验证假设的真伪。
通过鼠妇的实验设计，教师要帮助学生感受和理解科学研究的基本过程：提出问题—做出假设—设计实验—实施实验—得出结论—交流结果。初中所有的探究实验几乎都体现了这条思路。教师也可以鼓励学生利用书本知识结合实际，设计实验检测附近的河水污染及空气污染情况等。这些实验设计既能培养他们独立，科学地思考问题的能力，又能培养他们观察，实验，思维，自学等能力，从而提高学生的科学素质。
经过一学期的实践，学生在“做出假设”和“设计实验”方面常有困难，下面着重谈谈“做出假设”和“设计实验”能力的培养。
1.引导学生做出假设
根据科学事实提出问题和做出假说，这是科学研究的起始步骤。从现行教材提供的材料看，探究性实验和研究性课题都是有一定目的的引导性探究和发现。一般情况下，学生做出的假说无对错之分。这一原则旨在鼓励大胆做出假设，积极参与教学过程；但作为教师必须明白，学生做出的假设又有好坏之分，这主要表现为：一个好的假设总是和做出假设的前提有着高度的一致性、派生性和演绎性。作者曾以人类对于疟疾病因的探究过程为例，较好地向学生展示如何在科学过程中有效地建立假设。
19世纪，疟疾猖獗，人们根据疟疾分布区的环境得出结论：低洼多水、气温较高的烟瘴之区易发疟疾。为什么在这样的地带易发生疟疾呢？人们设想：污水可能是使人患疟疾的病因，污水蒸发可能产生毒气使人生病。这是根据经验规律而提出的疟疾病因的假设。当污水被清除后，疟疾果然大大减少。这证明假说是正确的。那么污水是如何引起疟疾的呢？若污水是直接致病的，喝了污水就应该发病。但研究否定了污水直接引起疟疾的假设。人们又发现：（1）清除了污水，蚊子少了，同时疟疾也少了；（2）住在低洼沼泽地、室外露天睡觉的人易患疟疾；（3）不用蚊帐的人易患疟疾；（4）夜间在薰烟的火旁睡眠的人很少患疟疾。联系这些事实，人们不禁假设：疟疾是蚊子传播的。
法国医生拉佛兰在疟疾患者的血液中发现了细长如丝的微生物。我们现在知道这种细长如丝的微生物就是疟原虫。他假设这种微生物可能是疟疾的病原。这一假设和上述蚊子可能传播疟疾的假设联系起来，使英国军医罗斯推想：如果上述两个假设是对的，吸了患者血液的蚊子，体内就应该带有这种微生物。后来罗斯通过实验证实了这一假设。罗斯还让蚊子吸患病麻雀的血，定时解剖蚊胃。他发现这种小生物学不但存在于蚊胃中，并且能够繁殖。他又让感染的蚊子去吸健康麻雀的血液，健康的麻雀发病了。进一步在志愿者身上试验，直接证明了疟原虫在人体的传播与在鸟类体内的传播一样，都是以蚊子为媒介的。至此，疟疾是由蚊子传播的假设得到最后的证实，假设已转化为科学定理或学说了。
作者从以上材料中总结出：假设是问题的延伸，同时也是实验设计的基础；做出假设和提出问题之间的有着逻辑联系。在这里，科学问题、科学实验、科学资料、科学实践、生产实践、人文活动等到都可能是做出假设的基础。
2、讲清实验设计的基本原则
实验是生命科学研究的基本手段，设计实验是实验研究的基本能力。教学过程中，教师在引导学生做出假设的基础上，还必需讲清楚实验设计的基本原则。
（1）对照原则 也称条件控制原则。为了更有说服力地论证假说，生物学实验常设置对照实验，对照组有两个功能：一、通过比较，找出引起两组结果差异的原因，紧扣实验假设；二、通过对照组的结果来随时监控环境因素的恒定性。教师必须针对不同知识背景的学生，做出不同的教学处理，如在“探究鼠妇选择生活环境的行为”实验中，新教材提出：这个实验中哪些因素对鼠妇有影响？你如何保证实验结果的不同只能是光照条件不同引起的？这与设置对照有什么关系？这很自然地引导了对照组的设置。
（2）条件适宜原则 又称条件模拟原则，生物学实验实质上是一种人为控制条件下的生命再现过程。实验中所涉及的可能影响到生命活动的所有条件，除了控制条件，都必须尽量控制在最适宜的条件下，以充分再现生命现象。例如，很多植物呼吸作用的适宜温度往往会高于光合作用，因此，若只是研究植物的呼吸作用，而且温度是非控制条件，这时温度就应调高；反之，就应调低一点。即控制条件之外的所有条件都必须处于模拟自然条件下的生命状态。
（3）条件恒定原则 实验过程中，有许多条件是实验者并不关注的非研究条件，但它们照样可能影响到生命活动，这些条件都应控制在相对恒定的状态下，避免各种非研究条件在实验者不知情、无监测的情况下影响甚至改变实验结果。如在研究大气中二氧化碳体积分数对植物光合作用的影响时，光强度、温度、湿度和空气流动速度等因素也都可能影响到实验结果，我们做实验时，把对照组和实验组放在同一房间的同一方向，使光强度、温度、湿度和空气流动这些条件都控制在相对恒定的状态，避免这些条件影响甚至改变实验结果。
（4）条件综合原则 生命活动是受多条件影响的，通过一个具体的实验，同时研究这些条件对于生命活动的影响几乎不可能的，但这些条件又是相互作用、相互影响、相互制约的，因此要从整体上把握这些条件的综合作用。如在研究光合作用的条件时，装有水藻的试管与光源之间的距离，可以通过影响温度和光照强度来间接影响光合强度。
（5）条件转化原则 任何一种生命过程，通过实验手段将其生命本质转化为可感知的实验现象时，都需要一系列的实验辅助和过渡手段，而实验设计教学中要尽可能多的教给学生“显化”实验结果的途径，将实验条件转化为实验现象的手段。如通过长度、体积、颜色、重量、位移、形态、数量及比例的改变等等多种手段来鉴定实验结果。例如，做植物细胞吸水和失水的实验，我们采用了称液体重量的方法和量液体体积的方法。
（6）条件适应原则 在很多实验中，实验装置建成后，并不急于马上进行实验结果的记录。而是让整个装置先“适应”给定的实验条件，再进行实验记录和测量。这是因为在不少情况下，对实验装置给出的条件并不一定就是生物材料所处的实验条件，如在研究光合作用强度实验中的光照强度、温度、二氧化碳体积分数等条件都有可能出现类似的情况。我们做此实验时，做实验用的天竺葵，在做实验的前一周就移到实验场地，以适应给定的实验条件。
总之，教师要帮助学生感受和理解科学研究的基本过程：提出问题—做出假设—设计实验—实施实验—得出结论—交流结果。让学生有规可循，设计出可行性方案，从而提高设计实验的能力，教师也可以鼓励学生利用书本知识结合实际，设计实验检测附近的河水污染及空气污染情况等。这些实验设计既能培养他们独立，科学地思考问题的能力，又能培养他们观察，实验，思维，自学等能力，从而提高学生的科学素质。
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