高中生物新課程中對照實驗和對比實驗的例談

潘宇高

摘要：本文通過舉例分析了什么是對照實驗和對比實驗，從而進一步說明了對照實驗和對比實驗的區(qū)別和聯(lián)系。

關鍵詞：實驗設計，對照實驗，對比實驗。

新高中生物課程中實驗設計較以前加強不少，而對照實驗和對比實驗是實驗設計中兩個重要的方面。故而新課程中對其特別強調，要求學生能真正的理解和運用這兩種實驗設計的區(qū)別和聯(lián)系。另外對比新舊高中生物課程可以發(fā)現(xiàn)，新課程以素質教育為背景，倡導以發(fā)現(xiàn)問題——探究問題為理念，從而來提高學生的科學探究能力，而自然科學中發(fā)現(xiàn)問題并去探究必然要設計實驗來解決。下面就結合例題來談談兩種重要的實驗設計方法——對照實驗和對比實驗，以期對學生生物實驗設計的理解和運用有所幫助。

1、對照實驗

1.1對照組：對照實驗中兩組實驗，其中一個空白實驗組或正常實驗組或已知實驗結果的實驗組為對照組。

1.2.1舉例

[空白實驗]實驗題目：設計實驗證明某昆蟲呼吸作用產生CO2。

實驗步驟：

A：取同種等大的活昆蟲若干，均分兩組，編號甲、乙。

B、把乙組昆蟲滅死后，兩組昆蟲均放在密閉的裝置中，均連通澄清石灰水，其它條件相同且適宜，一段時間后觀察兩組石灰水狀況。

實驗結果：甲組澄清石灰水變混濁，乙組澄清石灰水無變化。

實驗結論：某昆蟲呼吸作用能產生CO2。

分析：以上實驗中，由于乙組昆蟲為等大的死昆蟲，等于未放實驗材料，屬于空白實驗組，為對照實驗中的對照組。我們萬不可認為空白對照組就一定是不給對照組以任何處理因素，只是不加實驗組中自變量的處理因素，實際上空白對照組還是需要一定的處理，如以上實驗中空白對照組乙組昆蟲是作了殺死處理的。

[正常實驗組]實驗題目：設計實驗驗證甲狀腺激素能提高動物神經系統(tǒng)的興奮性。

實驗步驟：A：取同種等大的正常老鼠兩只，編號甲、乙。

B：甲組飼喂等量的并加一定量的甲狀腺激素，乙組飼喂等量的普通飼料，其它條件（溫度、亮度、濕度等）均相同且適宜，一段時間后，對兩組老鼠的神經興奮性加以比較。

實驗結果：甲組老鼠較乙組老鼠是上躥下跳，難以平靜……

實驗結論：甲狀腺激素能提高動物神經系統(tǒng)的興奮性。

分析：以上實驗中，由于乙組老鼠沒有飼喂甲狀腺激素，但實驗前也知道該老鼠的一切生理正常，包括神經的興奮性，故為正常實驗組，為對照實驗的對照組。

[已知實驗結果組]實驗題目：設計實驗驗證甲狀腺腺體能影響動物幼小個體的發(fā)育。

實驗步驟：A：取同種等大的幼鼠兩只，編號甲、乙;

B：甲去除甲狀腺，乙不去除，其它生活條件相同且適宜，一段時間后比較兩幼鼠發(fā)育狀況。

實驗結果：甲組幼鼠停止生長發(fā)育，而乙組幼鼠生長發(fā)育正常。

實驗結論：甲狀腺腺體能影響（促進）動物幼小個體的發(fā)育。

分析：以上實驗中，由于幼鼠沒有去除甲狀腺，本身是能正常發(fā)育，為已知實驗結果的實驗組，故為對照實驗中的對照組。

這里值得說明的是：以上正常實驗組（未加甲狀腺激素）和已知實驗結果實驗組（未切除甲狀腺），就實驗所需驗證的自變量而言有人均理解為不作處理的空白對照，也是有道理的。

1.3實驗組：以對照組為基礎做一個實驗而得出科學的結論，一般為未知實驗結果的實驗組，總體來說是經過人為處理了自變量的實驗組。

1.3.1舉例，在以上（1.2.1）所舉例中，甲組分別放了活的昆蟲，切除了甲狀腺和飼喂了甲狀腺激素的飼料，均為人為依自變量處理過的實驗組，為實驗組，不再贅述。

2、對比實驗

2.1定義：設置兩個或兩個以上的實驗組，通過對比的結果來分析探索某種因素和實驗對象的關系，一般適用于探究性實驗。

2.2理解：對比實驗是指實驗結果之間相互比較，各組實驗之間是平行關系，組和組之間沒有明顯的對照組和實驗組之分，若指定其中一組為實驗組，其它組則均為其對照組，同時該組也可以是其它組的對照組，對比實驗和范疇比對照實驗小，因為對比實驗中每任何兩組之間實際就是一個對照實驗，因為兩組之間也只是一個因素不同（自變量）。因而又有人將對比實驗稱為相互對照實驗。

2.3舉例：實驗題目：設計實驗探究促進柳枝扦插生根的適宜濃度的生長素溶液。

實驗步驟：A配制質量百分含量分別為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%濃度的生長素稀釋液。

B、在每一生長素稀釋溶液中均浸泡同種等粗長的柳枝三根，一段時間觀察每柳枝的生根狀況。

實驗結果：0.2%組中柳枝生根的平均數(shù)最多。

實驗結論：0.2%的生長素溶液能較好的促進柳枝扦插生根。

2.4分析：在0.2%的生長素溶液中柳枝扦插生根最多，但若沒有其它組的對照，我們就不能說0.2%的生長素溶液是以上各濃度生長素溶液中最適宜濃度。當然沒有0.2%的生長素溶液作為對照，我們也不能說其它生長素溶液就不是最適宜的濃度，因而對比實驗中各實驗組之間是相互對照的平行關系。這里值得注意是，關于濃度梯度，PH值梯度，溫度梯度等的實驗設計題，可以在適宜梯度范圍內再設計更小梯度來更精確的測定，如以上得出0.2%的生長素溶液較好的促進柳枝扦插生根后，我們還可以再在0.2%濃度的左右設計更小濃度梯度來測定，如0.18%、0.19%、0.20%、0.21%、0.22%……，真正做到沒有最好，只有更好。另外對比實驗中的梯度實驗設計，至少要設計三組以上，方有說明力。

最后還要明確的是，不是所有的實驗設計均需要設計對照組，也有的析因實驗設計中就不需要對照組，如孟德爾的遺傳定律實驗就無需對照組。

綜上所述，我們知道實驗設計是高中生物教學中傳統(tǒng)的重難點知識，也是近些年來高考中必考的一種題型，因而還是需要學生理解對照實驗和對比實驗的區(qū)別和聯(lián)系。通過舉例分析比較對照實驗和對比實驗，對實驗設計能力的提高應該是有幫助的。

參考文獻

《生物》（普通高中課程標準實驗教科書，必修1） 人民教育出版社，朱正威 趙占良主編。