高中生物新课程中对照实验和对比实验的例谈

潘宇高

摘要：本文通过举例分析了什么是对照实验和对比实验，从而进一步说明了对照实验和对比实验的区别和联系。

关键词：实验设计，对照实验，对比实验。

新高中生物课程中实验设计较以前加强不少，而对照实验和对比实验是实验设计中两个重要的方面。故而新课程中对其特别强调，要求学生能真正的理解和运用这两种实验设计的区别和联系。另外对比新旧高中生物课程可以發现，新课程以素质教育为背景，倡导以发现问题——探究问题为理念，从而来提高学生的科学探究能力，而自然科学中发现问题并去探究必然要设计实验来解决。下面就结合例题来谈谈两种重要的实验设计方法——对照实验和对比实验，以期对学生生物实验设计的理解和运用有所帮助。

1、对照实验

1.1对照组：对照实验中两组实验，其中一个空白实验组或正常实验组或已知实验结果的实验组为对照组。

1.2.1举例

[空白实验]实验题目：设计实验证明某昆虫呼吸作用产生CO2。

实验步骤：

A：取同种等大的活昆虫若干，均分两组，编号甲、乙。

B、把乙组昆虫灭死后，两组昆虫均放在密闭的装置中，均连通澄清石灰水，其它条件相同且适宜，一段时间后观察两组石灰水状况。

实验结果：甲组澄清石灰水变混浊，乙组澄清石灰水无变化。

实验结论：某昆虫呼吸作用能产生CO2。

分析：以上实验中，由于乙组昆虫为等大的死昆虫，等于未放实验材料，属于空白实验组，为对照实验中的对照组。我们万不可认为空白对照组就一定是不给对照组以任何处理因素，只是不加实验组中自变量的处理因素，实际上空白对照组还是需要一定的处理，如以上实验中空白对照组乙组昆虫是作了杀死处理的。

[正常实验组]实验题目：设计实验验证甲状腺激素能提高动物神经系统的兴奋性。

实验步骤：A：取同种等大的正常老鼠两只，编号甲、乙。

B：甲组饲喂等量的并加一定量的甲状腺激素，乙组饲喂等量的普通饲料，其它条件（温度、亮度、湿度等）均相同且适宜，一段时间后，对两组老鼠的神经兴奋性加以比较。

实验结果：甲组老鼠较乙组老鼠是上蹿下跳，难以平静……

实验结论：甲状腺激素能提高动物神经系统的兴奋性。

分析：以上实验中，由于乙组老鼠没有饲喂甲状腺激素，但实验前也知道该老鼠的一切生理正常，包括神经的兴奋性，故为正常实验组，为对照实验的对照组。

[已知实验结果组]实验题目：设计实验验证甲状腺腺体能影响动物幼小个体的发育。

实验步骤：A：取同种等大的幼鼠两只，编号甲、乙;

B：甲去除甲状腺，乙不去除，其它生活条件相同且适宜，一段时间后比较两幼鼠发育状况。

实验结果：甲组幼鼠停止生长发育，而乙组幼鼠生长发育正常。

实验结论：甲状腺腺体能影响（促进）动物幼小个体的发育。

分析：以上实验中，由于幼鼠没有去除甲状腺，本身是能正常发育，为已知实验结果的实验组，故为对照实验中的对照组。

这里值得说明的是：以上正常实验组（未加甲状腺激素）和已知实验结果实验组（未切除甲状腺），就实验所需验证的自变量而言有人均理解为不作处理的空白对照，也是有道理的。

1.3实验组：以对照组为基础做一个实验而得出科学的结论，一般为未知实验结果的实验组，总体来说是经过人为处理了自变量的实验组。

1.3.1举例，在以上（1.2.1）所举例中，甲组分别放了活的昆虫，切除了甲状腺和饲喂了甲状腺激素的饲料，均为人为依自变量处理过的实验组，为实验组，不再赘述。

2、对比实验

2.1定义：设置两个或两个以上的实验组，通过对比的结果来分析探索某种因素和实验对象的关系，一般适用于探究性实验。

2.2理解：对比实验是指实验结果之间相互比较，各组实验之间是平行关系，组和组之间没有明显的对照组和实验组之分，若指定其中一组为实验组，其它组则均为其对照组，同时该组也可以是其它组的对照组，对比实验和范畴比对照实验小，因为对比实验中每任何两组之间实际就是一个对照实验，因为两组之间也只是一个因素不同（自变量）。因而又有人将对比实验称为相互对照实验。

2.3举例：实验题目：设计实验探究促进柳枝扦插生根的适宜浓度的生长素溶液。

实验步骤：A配制质量百分含量分别为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%浓度的生长素稀释液。

B、在每一生长素稀释溶液中均浸泡同种等粗长的柳枝三根，一段时间观察每柳枝的生根状况。

实验结果：0.2%组中柳枝生根的平均数最多。

实验结论：0.2%的生长素溶液能较好的促进柳枝扦插生根。

2.4分析：在0.2%的生长素溶液中柳枝扦插生根最多，但若没有其它组的对照，我们就不能说0.2%的生长素溶液是以上各浓度生长素溶液中最适宜浓度。当然没有0.2%的生长素溶液作为对照，我们也不能说其它生长素溶液就不是最适宜的浓度，因而对比实验中各实验组之间是相互对照的平行关系。这里值得注意是，关于浓度梯度，PH值梯度，温度梯度等的实验设计题，可以在适宜梯度范围内再设计更小梯度来更精确的测定，如以上得出0.2%的生长素溶液较好的促进柳枝扦插生根后，我们还可以再在0.2%浓度的左右设计更小浓度梯度来测定，如0.18%、0.19%、0.20%、0.21%、0.22%……，真正做到没有最好，只有更好。另外对比实验中的梯度实验设计，至少要设计三组以上，方有说明力。

最后还要明确的是，不是所有的实验设计均需要设计对照组，也有的析因实验设计中就不需要对照组，如孟德尔的遗传定律实验就无需对照组。

综上所述，我们知道实验设计是高中生物教学中传统的重难点知识，也是近些年来高考中必考的一种题型，因而还是需要学生理解对照实验和对比实验的区别和联系。通过举例分析比较对照实验和对比实验，对实验设计能力的提高应该是有帮助的。

参考文献

《生物》（普通高中课程标准实验教科书，必修1） 人民教育出版社，朱正威 赵占良主编。