高中生物新课程中对照实验和对比实验的例谈

高中生物新课程中对照实验和对比实验的例谈

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。

标签：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发现，新课程以素质教育为背景，倡导以发现问题一探究问题为理念，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。

一、对照实验

（1）对照组

实验题目：设计实验证明某昆虫呼吸作用产生C02。

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C02。

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。

（2）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。

（3）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。

（4）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。

二、对比实验

（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）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。

（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，一段时间观察每组柳枝的生根状况。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。

（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。