怎样判断探究试验中的实验组和对照组
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怎样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。
一.中考探究实验题例及其他:
06年试题。
(一).生活中一些人酗酒后,情绪激动,喜怒无常,甚至呕吐……酗酒对人体有危害吗?小锋同学希望通过探究“酒精对水蚤心率的影响”来寻找答案。
在15℃的室温条件下,小锋同学选用10只大小一致的成年水蚤,做了A、B两组实验,观察水蚤10秒心跳次数。
方法是:①A组:每只水蚤先放在清水中计数,重复3次,
②B组:然后移入体积分数为5%的酒精中计数,同样重复3次,
③处理数据:分别计算出A、B两组实验数据的平均值。
请回答以下问题。
(1)你认为小锋同学在实验中所提出的问题是:
对水蚤的心率有影响吗?
(2)在A、B两组对照实验中,你认为实验的变量是 ______。(3)小锋同学在实验中,用了10只水蚤,并且重复做3次,然后将实验数据取平均值,这样做的目的是为了减少数据的,使实验结果更准确。
(二).为了进一步了解不同体积分数的酒精对水蚤心率的影响,小锋同学用同样的方法,又依次观察了体积分数为10%、15%、20%的酒精中水蚤10秒心跳次数,将得到的数据列表如下:
(4)将上面表格中的数据转换成曲线图。
(5)根据表格和曲线,随着酒精体积分数的增加,水蚤心率逐渐,直至死亡。
(6)结合这个探究实验,请你谈谈酗酒对健康有什么影响?
07年试题。
图5是模仿英国科学家普利斯特利做过的一个实验示意图(注:玻璃罩是密闭的)
(1)该实验中,甲和乙是做为一组实验。
(2)在乙中:植物光合作用为小白鼠呼吸提供
了,同时小白鼠呼吸所产生的
也
为植物光合作用提供了原料。
(3)在实验取材上,如何确保该实验中只有一个
变量:。
(4)第一次实验后,发现结果与假设不一致时,
下列不符合科学探究做法的是()
A.否定原来的假设,得出与假设相反的结论
B.按照原来的实验方案重复多次,检验实验结果是否一致
C.检查实验方案,并通过实验重新检验假设
08年试题。图6是巴斯德著名的“鹅颈瓶”实验示意图。A瓶、B瓶内都装有肉汤,甲图表示A瓶煮沸,B瓶不做处理。一段时间后,其中一瓶仍然保鲜,另一瓶变质;接着,将保鲜那瓶的瓶颈打断(如乙图),数日后,瓶中肉汤也变质。