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高中生物新課程中對照實(shí)驗和對比實(shí)驗的例談
摘要：本文通過(guò)舉例分析了什么是對照實(shí)驗和對比實(shí)驗，從而進(jìn)一步說(shuō)明了對照實(shí)驗和對比實(shí)驗的區別和聯(lián)系。
關(guān)鍵詞：實(shí)驗設計 對比實(shí)驗 對照實(shí)驗
新高中生物課程中實(shí)驗設計較以前加強不少，而對照實(shí)驗和對比實(shí)驗是實(shí)驗設計中兩個(gè)重要的方面。故而新課程中對其特別強調，要求學(xué)生能真正的理解和運用這兩種實(shí)驗設計的區別和聯(lián)系。另外對比新舊高中生物課程可以發(fā)現，新課程以素質(zhì)教育為背景，倡導以發(fā)現問(wèn)題一探究問(wèn)題為理念，從而來(lái)提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，而自然科學(xué)中發(fā)現問(wèn)題并去探究必然要設計實(shí)驗來(lái)解決。下面就結合例題來(lái)談?wù)剝煞N重要的實(shí)驗設計方法――對照實(shí)驗和對比實(shí)驗，以期對學(xué)生生物實(shí)驗設計的理解和運用有所幫助。
一、對照實(shí)驗
(1)對照組
實(shí)驗題目：設計實(shí)驗證明某昆蟲(chóng)呼吸作用產(chǎn)生C02。
實(shí)驗步驟：A：取同種等大的活昆蟲(chóng)若干，均分兩組，編號甲、乙。B、把乙組昆蟲(chóng)滅死后，兩組昆蟲(chóng)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(shí)間后觀(guān)察兩組石灰水狀況。
實(shí)驗結果：甲組澄清石灰水變混濁，乙組澄清石灰水無(wú)變化。實(shí)驗結論：某昆蟲(chóng)呼吸作用能產(chǎn)生C02。
分析：以上實(shí)驗中，由于乙組昆蟲(chóng)為等大的死昆蟲(chóng)，等于未放實(shí)驗材料，屬于空白實(shí)驗組，為對照實(shí)驗中的對照組。我們萬(wàn)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(shí)驗組中自變量的處理因素，實(shí)際上空白對照組還是需要一定的處理，如以上實(shí)驗中空白對照組乙組昆蟲(chóng)是作了殺死處理的。
(2)正常實(shí)驗組
實(shí)驗題目：設計實(shí)驗驗證甲狀腺激素能提高動(dòng)物神經(jīng)系統的興奮性。
實(shí)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(shí)間后，對兩組老鼠的神經(jīng)興奮性加以比較。
實(shí)驗結果：甲組老鼠較乙組老鼠是上躥下跳，難以平靜……
實(shí)驗結論：甲狀腺激素能提高動(dòng)物神經(jīng)系統的興奮性。
分析：以上實(shí)驗中，由于乙組老鼠沒(méi)有飼喂甲狀腺激素，但實(shí)驗前也知道該老鼠的一切生理正常，包括神經(jīng)的興奮性，故為正常實(shí)驗組，為對照實(shí)驗的對照組。
(3)已知實(shí)驗結果組
實(shí)驗題目：設計實(shí)驗驗證甲狀腺腺體能影響動(dòng)物幼小個(gè)體的發(fā)育。
實(shí)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(shí)間后比較兩幼鼠發(fā)育狀況。
實(shí)驗結果：甲組幼鼠停止生長(cháng)發(fā)育，而乙組幼鼠生長(cháng)發(fā)育正常。
實(shí)驗結論：甲狀腺腺體能影響(促進(jìn))動(dòng)物幼小個(gè)體的發(fā)育。
分析：以上實(shí)驗中，由于幼鼠沒(méi)有去除甲狀腺，本身是能正常發(fā)育，為已知實(shí)驗結果的實(shí)驗組，故為對照實(shí)驗中的對照組。
這里值得說(shuō)明的是：以上正常實(shí)驗組(未加甲狀腺激素)和已知實(shí)驗結果實(shí)驗組(未切除甲狀腺)，就實(shí)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(shí)驗組：以對照組為基礎做一個(gè)實(shí)驗而得出科學(xué)的結論，一般為未知實(shí)驗結果的實(shí)驗組，總體來(lái)說(shuō)是經(jīng)過(guò)人為處理了自變量的實(shí)驗組。
二、對比實(shí)驗
(1)定義：設置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗組，通過(guò)對比的結果來(lái)分析探索某種因素和實(shí)驗對象的關(guān)系，一般適用于探究性實(shí)驗。
(2)理解：對比實(shí)驗是指實(shí)驗結果之間相互比較，各組實(shí)驗之間是平行關(guān)系，組和組之間沒(méi)有明顯的對照組和實(shí)驗組之分，若指定其中一組為實(shí)驗組，其它組則均為其對照組，同時(shí)該組也可以是其它組的對照組，對比實(shí)驗和范疇比對照實(shí)驗小，因為對比實(shí)驗中每任何兩組之間實(shí)際就是一個(gè)對照實(shí)驗，因為兩組之間也只是一個(gè)因素不同(自變量)。因而又有人將對比實(shí)驗稱(chēng)為相互對照實(shí)驗。
(3)舉例：實(shí)驗題目：設計實(shí)驗探究促進(jìn)柳枝扦插生根的適宜濃度的生長(cháng)素溶液。
實(shí)驗步驟：A：配制質(zhì)量百分含量分別為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%濃度的生長(cháng)素稀釋液。B：在每一生長(cháng)素稀釋溶液中均浸泡同種等粗長(cháng)的柳枝三根，一段時(shí)間觀(guān)察每組柳枝的生根狀況。實(shí)驗結果：0.2%組中柳枝生根的平均數最多。實(shí)驗結論：0.2%的生長(cháng)素溶液能較好的促進(jìn)柳枝扦插生根。
(4)分析：在0.2%的生長(cháng)素溶液中柳枝扦插生根最多，但若沒(méi)有其它組的對照，我們就不能說(shuō)0.2%的生長(cháng)素溶液是以上各濃度生長(cháng)素溶液中最適宜濃度。當然沒(méi)有0.2%的生長(cháng)素溶液作為對照，我們也不能說(shuō)其它生長(cháng)素溶液就不是最適宜的濃度，因而對比實(shí)驗中各實(shí)驗組之間是相互對照的平行關(guān)系。這里值得注意是，關(guān)于濃度梯度，PH值梯度，溫度梯度等的實(shí)驗設計題，可以在適宜梯度范圍內再設計更小梯度來(lái)更精確的測定，如以上得出0.2%的生長(cháng)素溶液較好的促進(jìn)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(lái)測定，如0.18%、0.19%、0.20%、0.21%、0.22%……，真正做到?jīng)]有最好，只有更好。另外對比實(shí)驗中的梯度實(shí)驗設計，至少要設計三組以上，方有說(shuō)明力。
最后還要明確的是，不是所有的實(shí)驗設計均需要設計對照組，也有的析因實(shí)驗設計中就不需要對照組，如孟德?tīng)柕倪z傳定律實(shí)驗就無(wú)需對照組。
綜上所述，我們知道實(shí)驗設計是高中生物教學(xué)中傳統的重難點(diǎn)知識，也是近些年來(lái)高考中必考的一種題型，因而還是需要學(xué)生理解對照實(shí)驗和對比實(shí)驗的區別和聯(lián)系。通過(guò)舉例分析比較對照實(shí)驗和對比實(shí)驗，對實(shí)驗設計能力的提高應該是有幫助的。
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