生物探究性實驗實驗組和對照組的確定

摘 要：探究性實驗是初高中生物教學的難點，雖然實驗沒做多少，但在每年的中考和高考中，卻是必考的，而且分數比例逐年在增加，并且實驗中實驗組和對照組的確定，更是難中之難，本文歸納了多種實驗組和對照組的確定方法。

關鍵詞：探究性實驗；實驗組；對照組；對照性原則；自變量

中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2013）34-149-02

新課程改革已經在我縣走過了五年的風風雨雨了，自從它來到了我們的課堂，探究性實驗也就撲面而至，雖然實驗是沒做多少，但每次考試總是必考，特別是生物實驗設計，更是老師考查學生能力的主要題型，其中常會考查到實驗的實驗組和對照組的確定。由于人們對生物實驗中的實驗組和對照組認識的差異，常常會在一些具體問題上爭論不休，特別是在對照組的確定上出現較大分歧。其實很多的老師和學生對這個問題的認識都比較模糊。筆者在這幾年的高三復習過程中用過了不同的教輔材料，每種教輔材料里提到的判斷方法又不盡相同，搞得筆者是頭昏腦脹，于是筆者就閱讀了大量的論文和有關材料，解讀了許多名家的觀點。下面是一些老師對這個問題的看法，我提出來請大家共同來探討。

一、根據能不能實現實驗目的來確定實驗組和對照組。

1、確定方法：圍繞某一變量因素，能反映（實現）實驗目的，需要研究的接受變量處理的對象組為實驗組；不進行變量處理，不能反映（實現）目的的對象組為對照組。

2、實例：如“水對水仙花生長的影響”的實驗中，有水的一組能反映（實現）實驗目的為實驗組；而無水的一組不能反映（實現）實驗目的為對照組。又如：“綠葉在光下合成淀粉”的實驗中，葉片見光部分能進行光合作用，能反映實驗目的為實驗組；而遮光部分不能進行光合作用，不能反映實驗目的為對照組。

3、筆者意見：本確定方法不能很準確科學地確定實驗組和對照組，因為沒有對照組的話，實驗組也不能單獨去反映（實現）實驗目的，而且實驗組和對照組都應該進行變量的處理，（以上的兩個實例的變量是：有無水和有無光），也就是說不加水和遮光的實驗也有進行變量處理啊。況且這種確定方法對許多實驗都不適用，比如：“探究種子萌發的外界條件”就不適用了。

二、根據有無進行人為處理來確定實驗組和對照組。

1、確定方法：認為處于正常情況下（沒有人為處理）的實驗是對照組，而經過特別處理（有人為處理）的是實驗組。

2、實例：如：“在探究溫度對霉菌生活的影響”的實驗中，面包放入冰箱中的這組經過人為處理為實驗組，而面包放在常溫處的這組沒有經過人為處理為對照組。

3、筆者意見：這種確定方法最缺乏科學性，因為它只適用個別實驗，對于大多數實驗是不適用的，比如：如教材上光合作用的發現實驗中，一張葉片一半遮光，一半曝光，到底哪一個是對照組？按照這種方法確定的話，遮光的那組有經過人為處理，應該是實驗組，但這不跟第一種確定方法相反嗎？所以筆者認為也不能用這種方法確定。

以上的兩種確定方法顯然都不是最好的確定方法，它們缺乏科學性，而且只對少數的一些實驗適用，對大多數的實驗是不適用的。那么，有沒有比較科學的，并且對大多數實驗都適用的確定方法呢？有！下面的這個確定方法筆者試過了大量的實驗，都能適用。

三、根據實驗的結果是否預知來確定實驗組和對照組。

通常，一個實驗總要進行對照實驗（有時還要進行對比實驗）。對照實驗只是一個條件（即因素）不同，其他條件（因素）都相同的情況下所進行的實驗，我們不難發現“對照組”起到一種襯托作用、實際上它就相當于物理學中參照物的作用，既然作為襯托作用的“對照組”其實驗過程、結果和現象、對實驗者來說已經有感性上或理論上的認識。也就說在未真正做實驗之前，實驗者對“對照組”的結果已經預先知道。如果發現真正做實驗之后“對照組”的實驗結果與其之前的結果是不相符合的，說明此實驗操作過程有誤，宣布實驗已失敗，必須重做；如果在實驗設計中所有的對象組的結果實驗者都不清楚，既此所有的對象組為相互對照實驗，也就是我們說的條件對照。我們可以根據這來判斷“實驗組”和“對照組”。

1、確定方法：在未真正做實驗之前，結果就已知的那組就是對照組；而結果未知的那組是實驗組。

2、實例：

例1 ：1864年，德國科學家薩克斯將綠色葉片放在暗處幾小時，然后把此葉片一半遮光，一半曝光。經過一段時間后，用碘蒸氣處理葉片，成功地證明綠色葉片在光合作用中產生了淀粉。薩克斯對這個實驗的設計具有嚴密的邏輯性，具體體現在（ ）

A 沒有對照實驗 B 本實驗不需要設對照實驗

C 曝光處作為對照實驗D 遮光處作為對照實驗

答案 D，但有人認為應選C（根據第二種方法）。

本題在實驗設計中遮光組實驗結果實驗者已預先知道（葉片中的淀粉已經消耗干凈，滴加碘液葉片不變藍），既其為對照組，曝光組為實驗組。

例2 ：劉芳同學要探究某種植物生長是否需要含鉄的無機鹽，實驗步驟如下：

①配制種類齊全的無機鹽培養液在甲中

②配制與甲相比缺少 鉄 的無機鹽培養液在乙中。

③將兩株生長狀況相同的幼苗同時分別培養在甲和乙中，過一段時間后觀察長勢。

本實驗的實驗組是 乙組 ， 對照組是 甲組 。

本實驗的甲組的幼苗的生長狀況是實驗前可以預先知道的，一般是生長良好，當作為對照組，而乙不知，當作為實驗組。如果最后的結果乙組也能正常生長，說明鐵不是這種植物生長所必需的無機鹽；如果最后的結果是乙組不能正常生長，說明鐵是這種植物生長必需的無機鹽。

例3：下表為探究“種子萌發的環境條件”的實驗設計，請根據表中提供的信息回答下列問題：

瓶子編號種子的數量（個）種子所處的環境（其他外界條件均適宜）

A 20 少量水，20℃

B 20 無水，20℃

C 20 少量水，—10℃

D 20 水將種子淹沒，20℃

（1）用A號瓶與B號瓶進行對照，所探究的的問題是 。

（2）用A號瓶與C號瓶進行對照，所探究的的問題是 。

（3）用A號瓶與D號瓶進行對照，所探究的的問題是 。

（4）本實驗的對照組是： A ；實驗組是： B C D 。

根據第三種方法，A組的各種外界環境都適宜，種子能萌發，結果是已知的，是對照組；B，C，D組結果都是未知的，是實驗組。如果B組的種子能萌發，說明水不是種子萌發必需的外界條件，如果B組的種子不能萌發，說明水是種子萌發必需的外界條件。如果C組的種子能萌發，說明溫度不是種子萌發必需的外界條件，如果C組的種子不能萌發，說明溫度是種子萌發必需的外界條件。如果D組的種子能萌發，說明空氣不是種子萌發必需的外界條件，如果D組的種子不能萌發，說明空氣是種子萌發必需的外界條件。

3、筆者意見：以上的第三種確定對照實驗的理念，與前面第一和第二種所說的“對實驗變量進行處理的，就是實驗組。沒有處理是的就是對照組。”或“施加變量的為實驗組，不施加變量的是對照組。”是不同的。這種理念與驗證或探究實驗過程的認知規律是相符合的，同時它又能與科學探究過程中收集及分析資料信息的方法相融，因此可以應用到所有實驗中。但有些實驗也例外，如：“探究酶活性的最適溫度”和“探究酶活性的最適PH值”的實驗中，每組實驗既是實驗組也是對照組，它們相互對照。

“對照性原則”是生物學實驗設計的一個重要原則。而培養學生的的實驗設計能力是中學生物學課程標準中所明確要求的一個目標。因此，要使學生準確掌握有關實驗設計的基本概念和原理，首先要求教師把握探究性學習和探究性教學的基本理論，并持之以恒地有效貫徹到教學實踐中，而在實驗中如何設計對照實驗就是很好的例子。

參考文獻：

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[2] 張 泉.世紀金榜.高中全程復習方略.延邊大學出版社.

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[4] 王朝銀.創新設計.高考總復習.延邊大學出版社.