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生物实验:在生物实验中如何确定实验组和对照组

生物实验设计的基本原则之一就是要设计对照实验(或称对照组)，如何确定对照组呢?对此，好像大家没有一致的认识。由于人们对生物实验中的实验组和对照组认识的差异，常常会在一些具体问题上争论不休，特别是在对照组的确定上出现较大分歧。其实很多的老师和学生对这个问题的认识都比较模糊。下面是一些老师对这个问题的看法，我提出来请大家共同来探讨。

看法一：在实验中，首先根据题意确定实验变量，即本实验的结果的差异或者说结果的变化是由于谁造成的，这个变化的因素就是实验变量，那么对实验变量进行处理的，就是实验组。没有处理是的就是对照组。有些是进行另外的处理，也是对照组。

看法二：空白对照好理解，若是条件对照就不清楚了。如教材上光合作用的发现实验中，一张叶片一半遮光，一半曝光，到底哪一个是对照组?(光合作用，所以需要光，那有光的就是实验组，没光的就是对照组)。又如研究酶的活性，一个是37 ℃，一个是80 ℃，又是哪一个是对照组?(温度通过变化是相互对照。最后得出结论。)

看法三：单组单变量对照实验：施加变量的为实验组，不施加变量的是对照组;多组多变量对照实验：所有组都既是实验组也是其它组的对照组。

看法四：我觉得对照组就是一个参照物，一般没有变化或一直变化的为对照组。

看法五：弄清这个问题其实不难。首先你要明确本实验的实验目的，你准备施加何种实验条件来达到这个目的?这一组就是实验组。其次，为了更好的使实验组具有说服力，你要设对照组。无论是空白对照还是条件对照等所起的作用是相同的，那就是衬托。

看法六：这就要看你的实验目的了。如果你是为了证明酶在80 ℃条件下的催化特性，那么37 ℃的是对照。如果你为了证明酶在37 ℃条件下的催化特性，其他任何温度的实验都是对照。

上述说法中，我们不难看出，由于确定对照实验的依据不同，导致了对对照实验确定的混乱状况。

为了弄清上述问题，我们首先要弄清几个概念。什么是空白对照?什么是条件对照?

现代汉语词典上“对照”一词是这样解释的,【对照】①互相对比参照。②(人或事物)相比;对比。而【空白】是指(版面、书页、画幅等上面)空着，没有填满或没有被利用的部分。我们生物学上的“对照”通常是指“空白对照”，应该是不包含实验所研究的对象、条件等因素的，作为“空白对照”，它的实验结果应该是预知的。而“条件对照”则是研究在不同条件下的实验现象，从严格意义上讲各组都是实验组，而各组之间则是相互对比参照，互为对照组或实验组。因而“条件对照”的实验结果则是不明确的，只有通过实验才能得出。下面我们结合几个具体的实例来说明这个问题。

如探究唾液淀粉酶的消化作用实验，在这个实验中我们都知道滴加清水的(也就是不包含研究对象“唾液淀粉酶”)为对照组，而滴加唾液的为实验组。而探究酶高效性的实验中：根据实验目的可知，本实验探究酶(实验变量)与催化效率(反应变量)的关系，则加入鸡肝研磨液(含过氧化氢酶)的一组为实验组，而加入氯化铁的一组只是酶高效性的一个条件(高效性是相对于无机催化剂而言)，实验本身并不研究氯化铁的催化作用，本实验就是条件对照。下面我们再看两个实例：

例1 1864年，德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处几小时，然后把此叶片一半遮光，一半曝光。经过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，成功地证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。萨克斯对这个实验的设计具有严密的逻辑性，具体体现在( )

A.没有对照实验 B.本实验不需要设对照实验

C.曝光处作为对照实验 D.遮光处作为对照实验

答案 D，但有人认为应选C。

例2 为了解土壤微生物是否能分解农药，并尽快得出实验结论，有人用“敌草隆”(一种除草剂)进行了实验。取等量砂土分装于相同的两容器中，a组高压灭菌，b组不灭菌，下列有关事项的叙述不正确的是( )

A.a组为实验组，b组为对照组

B.向a、b中喷入等量敌草隆，再置于同一恒温箱中培养相同时间

C.检测敌草隆消失的情况，预计a组敌草隆含量不变，b组的全部消失

D.只用砂土，实验效果不如几种典型土壤混合后的好

答案 A，但有人认为选项A的说法是正确的。

师生关于对照实验的模糊认识主要表现在以下几个方面：

一是认为处于正常情况下的实验是对照组，而经过特別处理的是实验组。这种说法还是很模糊。二是认为显示正结果的实验为对照实验。什么是正结果?什么是负结果?同样不好确定。三是认为处于正常情况且有正结果的是对照实验。这种说法结合了以上两种说法。四是认为沒有限制因素的为对照实验。五是认为具负(相反)结果的是对照实验。

究竟实验组和对照组判段的依据到底是什么呢?

通常，一个实验总要进行对照实验(有时还要进行对比实验)。对照实验只是一个条件(即因素)不同，其他条件(因素)都相同的情况下所进行的实验，研究此条件(因素)和结果之间的关系，这一组就是“实验组”,而不包含此条件(因素)的一组称为“对照组”。我们不难发现“对照组”起到一种衬托作用、实际上它就相当于物理学中参照物的作用，既然作为衬托作用的“对照组”其实验过程、结果和现象、对实验者来说已经有感性上或理论上的认识，也就说在未真正做实验之前，实验者对“对照组”的结果已经预先知道。如果发现真正做实验之后“对照组”的实验结果与其之前的结果是不相符合的，说明此实验操作过程有误，宣布实验已失败，必须重做;如果在实验设计中所有的对象组的结果实验者都不清楚，既此所有的对象组为相互对照实验，也就是我们说的条件对照。我们可以根据这来判断“实验组”和“对照组”。如例1中在实验设计中遮光组实验结果实验者已预先知道(叶片中的淀粉已经消耗干净，滴加碘液叶片不变蓝)，既其为对照组，曝光组为实验组。同理例2中研究的是土壤微生物能否分解农药，因此含有微生物的这一对象(因素)的一组(a组)为实验组，不含有这一对象(因素)的一组(b组)为对照组。这种确定对照实验的理念，与前面几倍同仁所说的“对实验变量进行处理的，就是实验组。没有处理是的就是对照组。”或“施加变量的为实验组，不施加变量的是对照组。”是不同的。这种理念与验证或探究实验过程的认知规律是相符合的，同时它又能与科学探究过程中收集及分析资料信息的方法相融，因此可以应用到所有实验中。

“对照性原则”是生物学实验设计的一个重要原则。而培养学生的的实验设计能力是中学生物学课程标准中所明确要求的一个目标。因此，要使学生准确掌握有关实验设计的基本概念和原理，首先要求教师把握探究性学习和探究性教学的基本理论，并持之以恒地有效贯彻到教学实践中，而在实验中如何设计对照实验就是很好的例子。