淺談初中生物對照實驗的設計思路

汪娜

（廊坊市廣陽區九州鎮中學，河北 廊坊 065000）

生物是一門自然科學，生物教學離不開科學探究活動。生物課程中的科學探究是學生積極主動地獲取生物科學知識、領悟科學研究方法而進行的各種活動。科學探究離不開探究性實驗，實驗往往要設計成對照實驗，初中生對生物對照實驗的設計不能夠正確理解，實驗設計中不能夠正確地控制變量，不能夠正確地得出實驗結論。下面重點從對照實驗的正確設計方面為學生提供一些指導，讓學生做好科學探究中對照實驗的設計。

一、對照實驗

（一）概念

是指在研究一種條件對研究對象的影響時，所進行的除了這種條件不同之外，其他條件都相同的實驗。其中不同的條件就是我們要研究的那個條件，即實驗的變量。

（二）對照實驗的原則

1.科學性原則：是所有原則的前提，實驗設計要合乎科學性。

2.單一變量原則：依據單一變量原則，它是處理復雜關系的準則之一，將復雜問題簡單化。在不同的實驗組別中，只有我們所要研究的因素不同，影響實驗的其他所有因素都相同。

3.對照性原則：是生物實驗設計的一個重要原則。在單一變量的前提下，通過對照，能有效排除其他因素對結果的干擾，增強實驗結果的可信度和說服力。可以說，單一變量原則和對照性原則是對照實驗的基石和靈魂，而單一變量原則是對照性原則的前提。

對照實驗這個概念初一學生剛接觸，往往不好理解。現在我結合所給材料重點講述對照實驗設計的方法和過程。

資料：某廠最近推出了一種豬飼料叫“興旺飼料”，飼料廠正向養豬戶推廣這種飼料，但養豬戶不知道這種飼料對豬的生長是否有效，猶豫中不知是否該買。同學們能不能給養豬戶解決這個問題呢？

設計對照實驗學生首先要認真研讀所給探究的材料，搞清楚這個材料要探究的主旨是什么。要研究的對象是什么？即把什么生物作為研究對象。

這個材料中研究的主旨是：研究興旺飲料能否有效促進豬的生長。研究的對象就是豬。我們可以把這句話寫成：研究興旺飲料對豬生長的影響。明確了研究的主旨后，我們很容易知道這個探究實驗中研究的因素是什么，顯然是興旺飼料。

二、對照實驗的設計思路

（一）先把研究對象進行分組，分成兩組：實驗組和對照組。這里研究對是豬，就是要對豬進行分組，并對兩組進行編號，這里編為一組，二組。這里研究對象的數量要合適，不要太少，少了有可能造成偶然誤差，兩組中的研究對象豬的大小、生長情況、品種等要處于相同狀況，目的是排除其他因素對實驗結果的干擾和影響。

（二）找出研究因素，這里的研究因素是興旺飼料。影響豬生長情況的環境因素是多方面的，比如豬圈的溫度、豬圈通風情況、豬的品種、對豬的日常管理等都影響豬的生長，我們把除興旺飼料以外的這些因素都叫做其他因素。其他因素不是指的某一單一因素，而是除去研究因素以外的各種因素。

（三）控制變量。研究因素在兩組研究對象中給予不同處理，除此以外的其他因素在兩組研究對象中都給予相同的處理和對待。

在這個實驗中研究的因素是興旺飼料，除此以外的影響豬生長的其他環境因素，比如：溫度、豬圈通風情況、豬的品種、對豬的日常管理等都是對照實驗中的其他因素。這個對照實驗中我們首先把實驗的豬分成兩組，第一組為實驗組，第二組為對照組。在實驗組中給豬喂興旺飼料，第二組對照組中不喂興旺飼料，其他的環境因素在兩組中都設置為相同對待。

按照上述所列項目對影響豬生長情況的各種因素進行控制，就是控制變量。在此實驗中研究因素在第一組和第二組豬的處理不同，第一組喂興旺飼料，第二組不喂興旺飼料，在兩組中的處理有變化，因此研究因素“興旺飼料”就是變量，或是實驗變量，其他因素在這個實驗中被控制成相同的處理，他們對第一組和第二組豬的影響狀況相同，可以把他們看成常量。

當然每個探究的實驗不同，他們的變量是不同的，常量也是不同的，要看具體的探究實驗。控制變量的作用在于保證實驗的結果只是由我們所探究的因素即“興旺飼料”引起的，而不是其他常量因素引起的，排除了其他因素的干擾。設置對照實驗時一般只有一個變量，不能有幾個變量同時存在。即一次實驗只探究一個問題。如下對照實驗的設計就存在問題，不能得出正確結論。

我們把實驗的豬分成兩組，第一組為實驗組，第二組為對照組，實驗組的豬是優良品種，對照組的豬為普通品種。在實驗組中我們給豬喂興旺飼料，第二組對照組中不喂興旺飼料，其他環境因素（溫度、豬圈通風情況、對豬的日常管理等）我們在兩組中都設置為相同對待。

按上述實驗的結果是：第一組豬的生長要快些，增重要大些，能得出該興旺飼料是有效果的好飼料嗎？這是不能夠得出的，因為別人會有疑問：第一組豬生長地快些，增重大些有可能是第一組豬的品種是優良品種，所以增重得快些。該對照實驗就沒有很好地控制變量，有兩個變量同時存在，有另外的“豬的品種”這個變量的干擾，就不能保證實驗的結果只是由我們所探究的因素“興旺旺飼料”所引起的，就不能夠得出正確的實驗結論。

生物探究性實驗是培養學生生物科學素養的重要方法，對于增強學生的動手能力、思維和分析能力、解決實際問題的能力非常有效。探究性實驗往往離不開對照實驗的設計。學生要正確理解對照實驗的含義，并能夠合理設計對照實驗的過程。學會對照實驗的設計，學生就能夠比較自如地進行生物科學探究實驗。