科學采用對照方法　合理設計對照實驗

張貴明

〔關鍵詞〕 對照實驗；基本方法；設計技巧

〔中圖分類號〕 G633.91〔文獻標識碼〕 C

〔文章編號〕 1004—0463（2009）03（B）—0059—02

一、實驗設計中常采用的對照方法

（一）空白對照

指不做任何實驗處理的對照組。如在“證明唾液淀粉酶的作用”的實驗中，每支試管要都加入饅頭碎屑，并在第一支試管中注入2 ml唾液，第二支試管中注入2 ml清水，其中加入清水的試管就是空白對照。

（二）自身對照

指實驗和對照在同一對象上進行，再不另設對照組。例如，在做“光對鼠婦生活的影響”這一實驗時，實驗和對照就是在同一對象(鼠婦)上進行的。為了消除無關變量的干擾，突出自變量，并找出自變量和因變量的因果聯系，我們必須創造一個除“光照”以外其他條件均相同、只有明暗兩處相通的場所。實驗的對象則是同一批鼠婦，即把一定數量的鼠婦放在這個實驗環境中,觀察鼠婦在明暗兩處的數量分布情況。最后再由師生共同分析、討論實驗結果、推導結論，并驗證假設的真偽。

（三）條件對照

即給實驗組某種處理，而給對照組另一條件的處理。如“動物激素飼養小動物”的實驗方案是：

甲組：飼喂甲狀腺激素(實驗組) ；

乙組：飼喂甲狀腺抑制劑(條件對照組) ；

丙組：不飼喂藥劑(空白對照組) 。

很明顯，乙組就是一種條件對照。另外，該實驗還設置了空白對照，可讓學生通過比較、對照，更加清楚地觀察到實驗變量甲狀腺激素能促進蝌蚪生長發育的這一現象。顯然，通過條件對照，實驗的說服力將大大提高。

（四）相互對照

指不另設對照組，而是利用幾個實驗組相互比較來對照。這種方法常用于等組實驗中。如證明玉米根的生長方向與地心引力的關系實驗中，不同方向放置的玉米種子之間就屬于相互對照。

二、對照實驗的設計技巧

(一)明確實驗目的

即明確實驗要解決什么問題，以及需要探索哪方面的生物學規律，從而預期實驗結果。如在“證明豬肝中含有大量的過氧化氫酶”時，若將實驗設計為在兩支潔凈的試管中分別加入H218O2、H2O2各2 ml，再加入豬肝研磨液各1 ml，檢測產生的氧氣情況。這顯然就是在證明產生的氧氣的來源問題，而偏離了原本的實驗目的，沒有任何實際意義。

(二)弄清實驗原理

實驗原理就是實驗的根據和思路。如已知淀粉遇碘顯藍色、蛋白質遇碘顯黃色，要求利用漿糊、蛋清液、唾液、碘液等材料，設計實驗驗證酶的專一性。我們知道，要驗證酶的專一性可利用淀粉酶只催化淀粉水解，不催化蛋白質水解來證明，也可利用淀粉酶、蛋白酶去作用淀粉或蛋白質來證明。這里根據題給條件，可知此題應用前一種原理來設計實驗。

(三)合理選取實驗材料

選取材料時，要考慮材料的相似性、可重復性、一致性、使用性、可控性、易行性、經濟性，以及它的可靠性。如在“證明甲狀腺激素可促進幼小動物的發育”的實驗中，選擇幼體就要選擇能夠體現出發育過程的動物幼體，所以這里的首選材料應為蝌蚪，而且對照組和實驗組使用的蝌蚪最好是同時孵化出的、大小相似的同種蝌蚪。這里需要注意的是，若題中已給出材料，就不能隨意地更換。

(四)設置單一變量

這就是單因子變量原則，即控制其他因素不變，而只改變其中的某一因素，并觀察其對實驗結果的影響。通常的單因子變量一般是題目中所要驗證的事實。如“探究細菌對植物遺體的分解作用”的實驗中，變量就是是否和細菌接觸。

(五)防止干擾

實驗設計不僅要設置單一變量，還要注意使無關因子（除單一變量外，對實驗結果也有影響的因子）不影響實驗結果。如在“證明pH值對酶活性的影響”的實驗中，就要保證除pH值以外的其他因子不會影響酶的活性，如溫度要保持在最適溫度，以保證酶能發揮出最佳催化效果。此外，單一變量也要考慮度、量的問題，以體現出應該有的結果差異。如證明酶的高效性時，加入的無機催化劑與酶既要等量，又要適宜；證明pH值對酶活性的影響時，不同pH值之間不能相差太小。

(六)安排最佳步驟

合理、嚴密的步驟是實驗成功的重要因素之一。有些實驗可以變換某些步驟。如證明淀粉酶的催化作用時，可以在加有淀粉溶液各2 ml、碘液各2滴的兩支試管中，分別加入淀粉酶、水各2 ml，置于60℃的水浴中，觀察藍色的褪去情況。在此實驗中，碘液也可以安排在最后加入，通過觀察試管中的溶液是否顯藍色來判斷酶是否發生了催化作用。但有些實驗就是不能隨便更改步驟的。如在“證明pH值對酶活性的影響”的實驗中，調節pH值就一定要放在加入酶之前進行。

對照實驗是生物學基本的研究方法，在中學生物實驗教學中有著極其重要的作用，作為教師應該積極地掌握對照實驗的基本方法和設計技巧，并把它高效地應用到生物教學中去。