判断探究试验中的实验组和对照组

关于探究实验设计实验组和对照组的问题，虽然我接触不多，生物也不中考，也从来没有深刻分析这个问题，我觉得遇到这类题目的时候就是凭着感觉，可是群里很多朋友经常争论这个问题，大多好像也是越解释越糊涂，最后甚至自己也“被”拷问糊涂了，蓝馨的一句总结我豁然开朗“具体问题具体分析吧!”诚然若此，但是考试可是苦了学生，也苦了那些那么认真的老师们啊，怎么给学生讲啊？

我认为首先我们要在回顾一下所谓的探究实验，我们生物课标中给出了六个环节：1、提出问题  2、作出假设 3、设计实验 4、完成实验 5、得出结论 6、表达交流。对照实验是在设计实验过程中才出现的一个环节，所以实验组和对照组的判断要在第二步骤作出假设的基础上来判断，根据假设提出的变量，符合假设的条件的就是实验组，控制条件的就是实验组，所以我感觉实验组和对照组的确定是根据假设的前提来确立的而不是固定的，所以“具体问题具体分析”乃是最正确的方法。

比如我们提出问题：光合作用是不是不要光？那么就会有两种假设：需要光或者是不需要光。如我我们提出的假设是：光合作用需要光，那么设计实验中，有光的就是实验组，遮光的就是对照组；如果提出的假设是：光合作用不需要光，那么无光就是实验组，有光就是对照组。所以我的观点应该是视提的假设而定，符合假设预期的就是实验组，另一种控制变量的就是对照组。又比如，研究温度对酶的活性的影响，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。

从物理学上讲，运动是绝对的，静止是相对的，只是选择了不同的参照物，或者是互相作为参照物，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。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。

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。

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。

 二、几个概念的说明

1.对照实验

虽然教材没有对对照组和实验组进行阐述，但是在安排第一个探究实验时对什么是“对照实验”作了详尽的说明。教材在七上P15给出了对照实验的定义：在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同以外，其他条件都相同的实验，叫做对照实验。我们也来看一下高中生物课本给对照实验下的定义：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。可以说高中的表述直截了当，一目了然。应该说，在对照实验的表述上，高中课本解释的更加直接、明了，更符合学生的认知水平，它很明确地体现出了控制单一变量这一主题、这一原则。

2.对照实验遵循的原则：

（1）科学性原则：是所有原则的前提，实验设计要合乎科学性。

（2）可行性原则：符合实验者的一般认知水平；还要满足现有的条件，具有进行实验和完成实验的可能性。

（3）简便性原则：实验的材料易获得，装置简化、简单，实验药品便宜，操作简便等等。

（4）可重复性原则：一方面，减少误差，增加信度。另一方面，你做的实验，同样的情况下，别人应该可以重复验证。

（5）单一变量原则：依据单一变量原则，它是处理复杂关系的准则之一，将复杂问题简单化。在不同的实验组别中，只有我们所要研究的因素不同，影响实验的其他所有因素都相同。

（6）等量原则：除研究因素以外，所有可以影响实验过程或结果的因素都应该保持一样。

（7）对照性原则：是生物实验设计的一个重要原则。在单一变量的前提下，通过对照，就能有效地排除其它因素对结果的干扰，增加实验结果的可信度和说服力。

可以说，单一变量原则和对照性原则是对照实验的基石和灵魂，而单一变量原则又是对照性原则的前提。

在生物实验的基本思想就是“对照”，因此，大多数生物实验都是在控制单一变量的前提下，根据对照性原则进行设计的。

三、对照组和实验组认定的几种看法

但是由于实验组和对照组没有权威、统一的表述，必然导致人们对实验组和对照组在认识上的差异。主要有以下几种认定方法。

1.处于正常状态下的是对照组，经过实验处理的是实验组。

2.根据实验的目的，施加什么条件来达到这个目的，那这一组就是实验组。

3.根据已知、未知来判断。对照组的实验过程、结果、现象对实验者来说是已知的，或公认的。实验组往往是未知的、需要验证的。

4.对照组是一个参照物，一般没有变化的为对照组。

5.对照组和实验组没有固定的模式，既可以作对照组，也可以作实验组。

6.实验前是对照组，实验后是实验组。

7.对照组：进行了实验处理的事物是实验组；自然状态（未加处理）的事物称为对照组。

实验的处理是基于加减法原理之上，即与常态相比，人为增加某种影响因素即为加法原理；人为去除某种因素即为减法原理。

按照专家的表述，对照组的标准就是自然状态的、公认的、已知的。

比较第一种和第七种的两种说法。

最后一种看法的代表人物是人教版课程教材研究所赵占良和吴成军，实际上头尾两种看法大同小异，只不过是专家将其上升到了理论高度。

但是，即使他们的说法，试着对一些实验进行解释，有的不是很通，或者混乱容易引起混乱。所以说，虽然有一定理论依据和道理，但还不被广泛接受。

      对照组通常是不做处理的原始组，实验组是加入要研究的实验变量的组。例如：探究植物小叶病是否与缺锌和镁有关时，全素培养液就红尘对照组，而缺锌的培养液和缺镁的培养液就是实验组。

      实验组就是有人为因素的参与，并且有单一因子变量；而对照组就是在适宜于实验条件的正常情况下进行试验，无人为因素的参与如：探究Mg元素是否是植物所必需的矿质元素时，实验组：给予植物缺镁的完全营养液培养；对照组给予植物完全营养液培养。