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高中生物新課程中對照實驗和對比實驗的例談
摘要：本文通過舉例分析了什么是對照實驗和對比實驗，從而進一步說明了對照實驗和對比實驗的區(qū)別和聯系。
關鍵詞：實驗設計 對比實驗 對照實驗
新高中生物課程中實驗設計較以前加強不少，而對照實驗和對比實驗是實驗設計中兩個重要的方面。故而新課程中對其特別強調，要求學生能真正的理解和運用這兩種實驗設計的區(qū)別和聯系。另外對比新舊高中生物課程可以發(fā)現，新課程以素質教育為背景，倡導以發(fā)現問題一探究問題為理念，從而來提高學生的科學探究能力，而自然科學中發(fā)現問題并去探究必然要設計實驗來解決。下面就結合例題來談談兩種重要的實驗設計方法――對照實驗和對比實驗，以期對學生生物實驗設計的理解和運用有所幫助。
一、對照實驗
(1)對照組
實驗題目：設計實驗證明某昆蟲呼吸作用產生C02。
實驗步驟：A：取同種等大的活昆蟲若干，均分兩組，編號甲、乙。B、把乙組昆蟲滅死后，兩組昆蟲均放在密閉的裝置中，均連通澄清石灰水，其它條件相同且適宜，一段時間后觀察兩組石灰水狀況。
實驗結果：甲組澄清石灰水變混濁，乙組澄清石灰水無變化。實驗結論：某昆蟲呼吸作用能產生C02。
分析：以上實驗中，由于乙組昆蟲為等大的死昆蟲，等于未放實驗材料，屬于空白實驗組，為對照實驗中的對照組。我們萬不可認為空白對照組就一定是不給對照組以任何處理因素，只是不加實驗組中自變量的處理因素，實際上空白對照組還是需要一定的處理，如以上實驗中空白對照組乙組昆蟲是作了殺死處理的。
(2)正常實驗組
實驗題目：設計實驗驗證甲狀腺激素能提高動物神經系統的興奮性。
實驗步驟：A：取同種等大的正常老鼠兩只，編號甲、乙。B：甲組飼喂等量的并加一定量的甲狀腺激素，乙組飼喂等量的普通飼料，其它條件(溫度、亮度、濕度等)均相同且適宜，一段時間后，對兩組老鼠的神經興奮性加以比較。
實驗結果：甲組老鼠較乙組老鼠是上躥下跳，難以平靜……
實驗結論：甲狀腺激素能提高動物神經系統的興奮性。
分析：以上實驗中，由于乙組老鼠沒有飼喂甲狀腺激素，但實驗前也知道該老鼠的一切生理正常，包括神經的興奮性，故為正常實驗組，為對照實驗的對照組。
(3)已知實驗結果組
實驗題目：設計實驗驗證甲狀腺腺體能影響動物幼小個體的發(fā)育。
實驗步驟：A：取同種等大的幼鼠兩只，編號甲、乙;B：甲去除甲狀腺，乙不去除，其它生活條件相同且適宜，一段時間后比較兩幼鼠發(fā)育狀況。
實驗結果：甲組幼鼠停止生長發(fā)育，而乙組幼鼠生長發(fā)育正常。
實驗結論：甲狀腺腺體能影響(促進)動物幼小個體的發(fā)育。
分析：以上實驗中，由于幼鼠沒有去除甲狀腺，本身是能正常發(fā)育，為已知實驗結果的實驗組，故為對照實驗中的對照組。
這里值得說明的是：以上正常實驗組(未加甲狀腺激素)和已知實驗結果實驗組(未切除甲狀腺)，就實驗所需驗證的自變量而言有人均理解為不作處理的空白對照，也是有道理的。
(4)實驗組：以對照組為基礎做一個實驗而得出科學的結論，一般為未知實驗結果的實驗組，總體來說是經過人為處理了自變量的實驗組。
二、對比實驗
(1)定義：設置兩個或兩個以上的實驗組，通過對比的結果來分析探索某種因素和實驗對象的關系，一般適用于探究性實驗。
(2)理解：對比實驗是指實驗結果之間相互比較，各組實驗之間是平行關系，組和組之間沒有明顯的對照組和實驗組之分，若指定其中一組為實驗組，其它組則均為其對照組，同時該組也可以是其它組的對照組，對比實驗和范疇比對照實驗小，因為對比實驗中每任何兩組之間實際就是一個對照實驗，因為兩組之間也只是一個因素不同(自變量)。因而又有人將對比實驗稱為相互對照實驗。
(3)舉例：實驗題目：設計實驗探究促進柳枝扦插生根的適宜濃度的生長素溶液。
實驗步驟：A：配制質量百分含量分別為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%濃度的生長素稀釋液。B：在每一生長素稀釋溶液中均浸泡同種等粗長的柳枝三根，一段時間觀察每組柳枝的生根狀況。實驗結果：0.2%組中柳枝生根的平均數最多。實驗結論：0.2%的生長素溶液能較好的促進柳枝扦插生根。
(4)分析：在0.2%的生長素溶液中柳枝扦插生根最多，但若沒有其它組的對照，我們就不能說0.2%的生長素溶液是以上各濃度生長素溶液中最適宜濃度。當然沒有0.2%的生長素溶液作為對照，我們也不能說其它生長素溶液就不是最適宜的濃度，因而對比實驗中各實驗組之間是相互對照的平行關系。這里值得注意是，關于濃度梯度，PH值梯度，溫度梯度等的實驗設計題，可以在適宜梯度范圍內再設計更小梯度來更精確的測定，如以上得出0.2%的生長素溶液較好的促進柳枝扦插生根后，我們還可以再在0，2%濃度的左右設計更小濃度梯度來測定，如0.18%、0.19%、0.20%、0.21%、0.22%……，真正做到沒有最好，只有更好。另外對比實驗中的梯度實驗設計，至少要設計三組以上，方有說明力。
最后還要明確的是，不是所有的實驗設計均需要設計對照組，也有的析因實驗設計中就不需要對照組，如孟德爾的遺傳定律實驗就無需對照組。
綜上所述，我們知道實驗設計是高中生物教學中傳統的重難點知識，也是近些年來高考中必考的一種題型，因而還是需要學生理解對照實驗和對比實驗的區(qū)別和聯系。通過舉例分析比較對照實驗和對比實驗，對實驗設計能力的提高應該是有幫助的。
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