生物探究性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的確定

摘 要：探究性實(shí)驗(yàn)是初高中生物教學(xué)的難點(diǎn)，雖然實(shí)驗(yàn)沒(méi)做多少，但在每年的中考和高考中，卻是必考的，而且分?jǐn)?shù)比例逐年在增加，并且實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的確定，更是難中之難，本文歸納了多種實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的確定方法。

關(guān)鍵詞：探究性實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)組；對(duì)照組；對(duì)照性原則；自變量

中圖分類(lèi)號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1002-7661（2013）34-149-02

新課程改革已經(jīng)在我縣走過(guò)了五年的風(fēng)風(fēng)雨雨了，自從它來(lái)到了我們的課堂，探究性實(shí)驗(yàn)也就撲面而至，雖然實(shí)驗(yàn)是沒(méi)做多少，但每次考試總是必考，特別是生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，更是老師考查學(xué)生能力的主要題型，其中常會(huì)考查到實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的確定。由于人們對(duì)生物實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組認(rèn)識(shí)的差異，常常會(huì)在一些具體問(wèn)題上爭(zhēng)論不休，特別是在對(duì)照組的確定上出現(xiàn)較大分歧。其實(shí)很多的老師和學(xué)生對(duì)這個(gè)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)都比較模糊。筆者在這幾年的高三復(fù)習(xí)過(guò)程中用過(guò)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(guān)材料，解讀了許多名家的觀點(diǎn)。下面是一些老師對(duì)這個(gè)問(wèn)題的看法，我提出來(lái)請(qǐng)大家共同來(lái)探討。

一、根據(jù)能不能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩?lái)確定實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。

1、確定方法：圍繞某一變量因素，能反映（實(shí)現(xiàn)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模枰芯康慕邮茏兞刻幚淼膶?duì)象組為實(shí)驗(yàn)組；不進(jìn)行變量處理，不能反映（實(shí)現(xiàn)）目的的對(duì)象組為對(duì)照組。

2、實(shí)例：如“水對(duì)水仙花生長(zhǎng)的影響”的實(shí)驗(yàn)中，有水的一組能反映（實(shí)現(xiàn)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑閷?shí)驗(yàn)組；而無(wú)水的一組不能反映（實(shí)現(xiàn)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑閷?duì)照組。又如：“綠葉在光下合成淀粉”的實(shí)驗(yàn)中，葉片見(jiàn)光部分能進(jìn)行光合作用，能反映實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑閷?shí)驗(yàn)組；而遮光部分不能進(jìn)行光合作用，不能反映實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑閷?duì)照組。

3、筆者意見(jiàn)：本確定方法不能很準(zhǔn)確科學(xué)地確定實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，因?yàn)闆](méi)有對(duì)照組的話，實(shí)驗(yàn)組也不能單獨(dú)去反映（實(shí)現(xiàn)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模覍?shí)驗(yàn)組和對(duì)照組都應(yīng)該進(jìn)行變量的處理，（以上的兩個(gè)實(shí)例的變量是：有無(wú)水和有無(wú)光），也就是說(shuō)不加水和遮光的實(shí)驗(yàn)也有進(jìn)行變量處理啊。況且這種確定方法對(duì)許多實(shí)驗(yàn)都不適用，比如：“探究種子萌發(fā)的外界條件”就不適用了。

二、根據(jù)有無(wú)進(jìn)行人為處理來(lái)確定實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。

1、確定方法：認(rèn)為處于正常情況下（沒(méi)有人為處理）的實(shí)驗(yàn)是對(duì)照組，而經(jīng)過(guò)特別處理（有人為處理）的是實(shí)驗(yàn)組。

2、實(shí)例：如：“在探究溫度對(duì)霉菌生活的影響”的實(shí)驗(yàn)中，面包放入冰箱中的這組經(jīng)過(guò)人為處理為實(shí)驗(yàn)組，而面包放在常溫處的這組沒(méi)有經(jīng)過(guò)人為處理為對(duì)照組。

3、筆者意見(jiàn)：這種確定方法最缺乏科學(xué)性，因?yàn)樗贿m用個(gè)別實(shí)驗(yàn)，對(duì)于大多數(shù)實(shí)驗(yàn)是不適用的，比如：如教材上光合作用的發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中，一張葉片一半遮光，一半曝光，到底哪一個(gè)是對(duì)照組？按照這種方法確定的話，遮光的那組有經(jīng)過(guò)人為處理，應(yīng)該是實(shí)驗(yàn)組，但這不跟第一種確定方法相反嗎？所以筆者認(rèn)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?nèi)狈茖W(xué)性，而且只對(duì)少數(shù)的一些實(shí)驗(yàn)適用，對(duì)大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)是不適用的。那么，有沒(méi)有比較科學(xué)的，并且對(duì)大多數(shù)實(shí)驗(yàn)都適用的確定方法呢？有！下面的這個(gè)確定方法筆者試過(guò)了大量的實(shí)驗(yàn)，都能適用。

三、根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是否預(yù)知來(lái)確定實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。

通常，一個(gè)實(shí)驗(yàn)總要進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)（有時(shí)還要進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)）。對(duì)照實(shí)驗(yàn)只是一個(gè)條件（即因素）不同，其他條件（因素）都相同的情況下所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，我們不難發(fā)現(xiàn)“對(duì)照組”起到一種襯托作用、實(shí)際上它就相當(dāng)于物理學(xué)中參照物的作用，既然作為襯托作用的“對(duì)照組”其實(shí)驗(yàn)過(guò)程、結(jié)果和現(xiàn)象、對(duì)實(shí)驗(yàn)者來(lái)說(shuō)已經(jīng)有感性上或理論上的認(rèn)識(shí)。也就說(shuō)在未真正做實(shí)驗(yàn)之前，實(shí)驗(yàn)者對(duì)“對(duì)照組”的結(jié)果已經(jīng)預(yù)先知道。如果發(fā)現(xiàn)真正做實(shí)驗(yàn)之后“對(duì)照組”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與其之前的結(jié)果是不相符合的，說(shuō)明此實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程有誤，宣布實(shí)驗(yàn)已失敗，必須重做；如果在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中所有的對(duì)象組的結(jié)果實(shí)驗(yàn)者都不清楚，既此所有的對(duì)象組為相互對(duì)照實(shí)驗(yàn)，也就是我們說(shuō)的條件對(duì)照。我們可以根據(jù)這來(lái)判斷“實(shí)驗(yàn)組”和“對(duì)照組”。

1、確定方法：在未真正做實(shí)驗(yàn)之前，結(jié)果就已知的那組就是對(duì)照組；而結(jié)果未知的那組是實(shí)驗(yàn)組。

2、實(shí)例：

例1 ：1864年，德國(guó)科學(xué)家薩克斯將綠色葉片放在暗處幾小時(shí)，然后把此葉片一半遮光，一半曝光。經(jīng)過(guò)一段時(shí)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(chǎn)生了淀粉。薩克斯對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)具有嚴(yán)密的邏輯性，具體體現(xiàn)在（ ）

A 沒(méi)有對(duì)照實(shí)驗(yàn) B 本實(shí)驗(yàn)不需要設(shè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)

C 曝光處作為對(duì)照實(shí)驗(yàn)D 遮光處作為對(duì)照實(shí)驗(yàn)

答案 D，但有人認(rèn)為應(yīng)選C（根據(jù)第二種方法）。

本題在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中遮光組實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)者已預(yù)先知道（葉片中的淀粉已經(jīng)消耗干凈，滴加碘液葉片不變藍(lán)），既其為對(duì)照組，曝光組為實(shí)驗(yàn)組。

例2 ：劉芳同學(xué)要探究某種植物生長(zhǎng)是否需要含鉄的無(wú)機(jī)鹽，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①配制種類(lèi)齊全的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)液在甲中

②配制與甲相比缺少 鉄 的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)液在乙中。

③將兩株生長(zhǎng)狀況相同的幼苗同時(shí)分別培養(yǎng)在甲和乙中，過(guò)一段時(shí)間后觀察長(zhǎng)勢(shì)。

本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)組是 乙組 ， 對(duì)照組是 甲組 。

本實(shí)驗(yàn)的甲組的幼苗的生長(zhǎng)狀況是實(shí)驗(yàn)前可以預(yù)先知道的，一般是生長(zhǎng)良好，當(dāng)作為對(duì)照組，而乙不知，當(dāng)作為實(shí)驗(yàn)組。如果最后的結(jié)果乙組也能正常生長(zhǎng)，說(shuō)明鐵不是這種植物生長(zhǎng)所必需的無(wú)機(jī)鹽；如果最后的結(jié)果是乙組不能正常生長(zhǎng)，說(shuō)明鐵是這種植物生長(zhǎng)必需的無(wú)機(jī)鹽。

例3：下表為探究“種子萌發(fā)的環(huán)境條件”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，請(qǐng)根據(jù)表中提供的信息回答下列問(wèn)題：

瓶子編號(hào)種子的數(shù)量（個(gè)）種子所處的環(huán)境（其他外界條件均適宜）

A 20 少量水，20℃

B 20 無(wú)水，20℃

C 20 少量水，—10℃

D 20 水將種子淹沒(méi)，20℃

（1）用A號(hào)瓶與B號(hào)瓶進(jìn)行對(duì)照，所探究的的問(wèn)題是 。

（2）用A號(hào)瓶與C號(hào)瓶進(jìn)行對(duì)照，所探究的的問(wèn)題是 。

（3）用A號(hào)瓶與D號(hào)瓶進(jìn)行對(duì)照，所探究的的問(wèn)題是 。

（4）本實(shí)驗(yàn)的對(duì)照組是： A ；實(shí)驗(yàn)組是： B C D 。

根據(jù)第三種方法，A組的各種外界環(huán)境都適宜，種子能萌發(fā)，結(jié)果是已知的，是對(duì)照組；B，C，D組結(jié)果都是未知的，是實(shí)驗(yàn)組。如果B組的種子能萌發(fā)，說(shuō)明水不是種子萌發(fā)必需的外界條件，如果B組的種子不能萌發(fā)，說(shuō)明水是種子萌發(fā)必需的外界條件。如果C組的種子能萌發(fā)，說(shuō)明溫度不是種子萌發(fā)必需的外界條件，如果C組的種子不能萌發(fā)，說(shuō)明溫度是種子萌發(fā)必需的外界條件。如果D組的種子能萌發(fā)，說(shuō)明空氣不是種子萌發(fā)必需的外界條件，如果D組的種子不能萌發(fā)，說(shuō)明空氣是種子萌發(fā)必需的外界條件。

3、筆者意見(jiàn)：以上的第三種確定對(duì)照實(shí)驗(yàn)的理念，與前面第一和第二種所說(shuō)的“對(duì)實(shí)驗(yàn)變量進(jìn)行處理的，就是實(shí)驗(yàn)組。沒(méi)有處理是的就是對(duì)照組。”或“施加變量的為實(shí)驗(yàn)組，不施加變量的是對(duì)照組。”是不同的。這種理念與驗(yàn)證或探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程的認(rèn)知規(guī)律是相符合的，同時(shí)它又能與科學(xué)探究過(guò)程中收集及分析資料信息的方法相融，因此可以應(yīng)用到所有實(shí)驗(yàn)中。但有些實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中，每組實(shí)驗(yàn)既是實(shí)驗(yàn)組也是對(duì)照組，它們相互對(duì)照。

“對(duì)照性原則”是生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要原則。而培養(yǎng)學(xué)生的的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力是中學(xué)生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中所明確要求的一個(gè)目標(biāo)。因此，要使學(xué)生準(zhǔn)確掌握有關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本概念和原理，首先要求教師把握探究性學(xué)習(xí)和探究性教學(xué)的基本理論，并持之以恒地有效貫徹到教學(xué)實(shí)踐中，而在實(shí)驗(yàn)中如何設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)就是很好的例子。

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