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实验设计中谁是对照组

任何一个实验都是要验证（探究）实验变量和反应变量之间的因果关系。每一个实验都有实验目的，按照实验目的，找出实验变量，该组即为实验组；相互对照的实验一般实验目的不单一验证（探究）一个实验变量和反应变量之间的因果关系，据此可以判定实验组和对照组。

　如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，本实验是条件对照。

相互对照的实验变量往往比较复杂，不像酶高效性那样简单。如验证氮和磷是水体富营养化的因素，实验变量是氮和磷，这样，在设计实验中，可以设置三组实验，即加入氮（尿素）、加入磷（含磷洗衣粉）、加入氮和磷（尿素和洗衣粉）。三组均为为实验组，通过相互对照得出结论。就没有必要单独设置一个不含氮和磷（蒸馏水）的一个空白对照组了。

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

例2 将培养在琼脂培养基内的蚕豆幼苗，分别放入4个暗箱中。其中第2和第4两个暗箱分别在顶部和右侧开孔，使光线射入，请分析回答：

 (1)用______两个装置进行实验，可了解蚕豆的生长与光线的方向之间的关系，对照组为__________ 。

 (2)用______两个装置进行实验，可了解蚕豆茎和根的生长与重力之间的关系，对照组为__________ 。

通常，一个实验总分为实验组和对照组。实验组，是接受实验变量处理的对象组；对照组，对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组。至于哪个作为实验组，哪个作为对照组，一般认为是随机决定的。但是，我们认为在探究实验中，对照实验的确定，首先必须反映探究的目的或假设。然后根据是否接受实验变量处理来判断。

在例1光合作用问题中，实验的目的是要验证“光合作用需要光＂的假说是否正确。于是，有光情况下的实验装置便属于实验组了，而对照组则为处于黑暗中的裝置。

例2(1)中，探究的目的是要验证“蚕豆的生长受光线照射方向的影响”的假说是否正确。所以，有光的裝置是实验组，而沒有光的便是对照组。

这种确定对照实验的理念，与设计实验去验证假设的探究过程相符合，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。

生物实验中对照组的确定

生物实验设计是高考的重点内容，而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）。但是如何确定对照组呢？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。不知大家在学习中是否遇到过这种现象。

我们先看几个例子。

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

例2 将培养在琼脂培养基内的蚕豆幼苗，分别放入4个暗箱中，如图所示。其中第2和第4两个暗箱分别在顶部和右侧开孔，使光线射入，请分析回答：

 (1)用______两个装置进行实验，可了解蚕豆的生长与光线的方向之间的关系，对照组为 。

 (2)用______两个装置进行实验，可了解蚕豆茎和根的生长与重力之间的关系，对照组为 。

例3 A 和B 是同种但不同品系的细菌，可根据它們菌落的形态来分辨它们。一科学家作出一实验以研究细菌中什么分子能控制菌落形态。下图显示研究的方法和所得的结果：

（1.） 你认为那支(些)试管是对照实验？

（2.）这一研究的目的是什么？

（3.）科学家正尝试去验证那些假说？

分析：例1中，多数教师和学生可以确定选D，即遮光处作为对照实验，但也有一部分教师和学生认为应选C，即曝光处作为对照实验。例2中，用_3、4___两个装置进行实验，可了解蚕豆的生长与光线的方向之间的关系，对照组为 3 。这几乎没有疑问，而对“用______两个装置进行实验，可了解蚕豆茎和根的生长与重力之间的关系，对照组为 。”这一问的回答出现了较大分歧，开始很多同学和老师认为应选1和2，1为对照组，但我们仔细分析可以看到，1和2中对茎的影响因子是两个，即重力和光照，这就违反了单因子变量原则，因此无法说明重力对茎的影响，而对根来说，1和2的处理相同，无对照设计，自然也无法说明重力对根的影响。因此，用_1、3__两个装置进行实验，可了解蚕豆茎和根的生长与重力之间的关系，对照组为 3 。例3中，师生最初几乎毫无例外地选择1试管为对照组，但通过对（2）（3）两问的分析，一小部分人开始认为2、3、4三试管均为对照组，还有人认为1、2、3为对照实验，或只有4为对照实验。由上述3例可见，学生甚至老师对于对照实验的确定，均存在一定困难，主要表现在对这一问题的认识上比较模糊。

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況下的实验是对照组，而经过特別处理的是实验组。这是例1中选择C、例2（2）种选择3、例3中选择1试管的师生中提出最多的理由。二是认为显示正结果的实验为对照实验。这也是上述部分师生的理由。三是认为处于正常情況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。这是例1中选择D、例2（2）种选择3、例3中选择1试管的师生的理由。五是认为具负（相反）结果的是对照实验。这也是例1中选择D、例2（2）种选择3、例3中选择4试管的师生的理由。

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。不少学生还存在确定对照实验前后不一致的现象，如在例1中根据“没有限制因素为对照实验”选择了D，在例2（2）中根据“显示正结果的实验为对照实验”选择了1，在例3中又根据“没有限制因素为对照实验”选择了1试管。

那末应该如何确立对照实验呢？通常，一个实验总分为实验组和对照组。实验组，是接受实验变量处理的对象组；对照组，对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组。至于哪个作为实验组，哪个作为对照组，一般认为是随机决定的。但是，我们认为在探究实验中，对照实验的确定，首先必须反映探究的目的或假设。然后根据是否接受实验变量处理来判断。在例1光合作用问题中，实验的目的是要验证“光合作用需要光＂的假说是否正确。于是，有光情况下的实验装置便属于实验组了，而对照组则为处于黑暗中的裝置。同样地，例2(1)中，探究的目的是要验证“蚕豆的生长受光线照射方向的影响”的假说是否正确。所以，有光的裝置是实验组，而沒有光的便是对照组。这种确定对照实验的理念，与设计实验去验证假设的探究过程相符合，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。如例3中，科学家实验的目的是验证“细菌中控制菌落形态的是蛋白质？核糖核酸？还是脱氧核糖核酸？”三个假说，因此（1）1试管有蛋白质，是实验组；2试管经蛋白酶处理，无蛋白质，是对照组，说明蛋白质不是控制菌落形态的物质。（2）1试管有RNA，是实验组；3试管经RNA酶处理，无RNA，是对照组，说明RNA不是控制菌落形态的物质。(3) 1试管有DNA，是实验组；4试管经DNA酶处理，无DNA，是对照组，说明DNA是控制菌落形态的物质。

总之，在探究性学习中，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，对照实验的确定就是很好的例子。

引用“通常，一个实验总分为实验组和对照组。实验组，是接受实验变量处理的对象组；对照组，对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组。至于哪个作为实验组，哪个作为对照组，一般认为是随机决定的。但是，我们认为在探究实验中，对照实验的确定，首先必须反映探究的目的或假设。然后根据是否接受实验变量处理来判断。