生物實驗設(shè)計的基本原則之一就是要設(shè)計對照實驗(或稱對照組),如何確定對照組呢,?對此,,好像大家沒有一致的認(rèn)識。由于人們對生物實驗中的實驗組和對照組認(rèn)識的差異,,常常會在一些具體問題上爭論不休,,特別是在對照組的確定上出現(xiàn)較大分歧。其實很多的老師和學(xué)生對這個問題的認(rèn)識都比較模糊,。下面是一些老師對這個問題的看法,,我提出來請大家共同來探討。 看法一:在實驗中,,首先根據(jù)題意確定實驗變量,,即本實驗的結(jié)果的差異或者說結(jié)果的變化是由于誰造成的,這個變化的因素就是實驗變量,,那么對實驗變量進(jìn)行處理的,,就是實驗組。沒有處理是的就是對照組,。有些是進(jìn)行另外的處理,,也是對照組。 看法二:空白對照好理解,,若是條件對照就不清楚了,。如教材上光合作用的發(fā)現(xiàn)實驗中,一張葉片一半遮光,,一半曝光,,到底哪一個是對照組,?(光合作用,所以需要光,,那有光的就是實驗組,,沒光的就是對照組)。又如研究酶的活性,,一個是37 ℃,,一個是80 ℃,又是哪一個是對照組,?(溫度通過變化是相互對照,。最后得出結(jié)論。) 看法三:單組單變量對照實驗:施加變量的為實驗組,,不施加變量的是對照組,;多組多變量對照實驗:所有組都既是實驗組也是其它組的對照組。 看法四:我覺得對照組就是一個參照物,,一般沒有變化或一直變化的為對照組,。 看法五:弄清這個問題其實不難。首先你要明確本實驗的實驗?zāi)康?,你?zhǔn)備施加何種實驗條件來達(dá)到這個目的,?這一組就是實驗組。其次,,為了更好的使實驗組具有說服力,,你要設(shè)對照組。無論是空白對照還是條件對照等所起的作用是相同的,,那就是襯托,。 看法六:這就要看你的實驗?zāi)康牧恕H绻闶菫榱俗C明酶在80 ℃條件下的催化特性,,那么37 ℃的是對照,。如果你為了證明酶在37 ℃條件下的催化特性,,其他任何溫度的實驗都是對照,。 上述說法中,我們不難看出,,由于確定對照實驗的依據(jù)不同,,導(dǎo)致了對對照實驗確定的混亂狀況。 為了弄清上述問題,,我們首先要弄清幾個概念,。什么是空白對照?什么是條件對照,? 現(xiàn)代漢語詞典上“對照”一詞是這樣解釋的,【對照】①互相對比參照,。②(人或事物)相比,;對比。而【空白】是指(版面,、書頁,、畫幅等上面)空著,沒有填滿或沒有被利用的部分,。我們生物學(xué)上的“對照”通常是指“空白對照”,,應(yīng)該是不包含實驗所研究的對象、條件等因素的,,作為“空白對照”,,它的實驗結(jié)果應(yīng)該是預(yù)知的。而“條件對照”則是研究在不同條件下的實驗現(xiàn)象,,從嚴(yán)格意義上講各組都是實驗組,,而各組之間則是相互對比參照,互為對照組或?qū)嶒灲M,。因而“條件對照”的實驗結(jié)果則是不明確的,,只有通過實驗才能得出。下面我們結(jié)合幾個具體的實例來說明這個問題,。 如探究唾液淀粉酶的消化作用實驗,,在這個實驗中我們都知道滴加清水的(也就是不包含研究對象“唾液淀粉酶”)為對照組,而滴加唾液的為實驗組,。而探究酶高效性的實驗中:根據(jù)實驗?zāi)康目芍?,本實驗探究酶(實驗變量)與催化效率(反應(yīng)變量)的關(guān)系,則加入雞肝研磨液(含過氧化氫酶)的一組為實驗組,,而加入氯化鐵的一組只是酶高效性的一個條件(高效性是相對于無機催化劑而言),,實驗本身并不研究氯化鐵的催化作用,本實驗就是條件對照,。下面我們再看兩個實例: 例1 1864年,,德國科學(xué)家薩克斯將綠色葉片放在暗處幾小時,然后把此葉片一半遮光,,一半曝光,。經(jīng)過一段時間后,用碘蒸氣處理葉片,,成功地證明綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉,。薩克斯對這個實驗的設(shè)計具有嚴(yán)密的邏輯性,具體體現(xiàn)在( ) A.沒有對照實驗 B.本實驗不需要設(shè)對照實驗 C.曝光處作為對照實驗 D.遮光處作為對照實驗 答案 D,,但有人認(rèn)為應(yīng)選C,。 例2 為了解土壤微生物是否能分解農(nóng)藥,并盡快得出實驗結(jié)論,,有人用“敵草隆”(一種除草劑)進(jìn)行了實驗,。取等量砂土分裝于相同的兩容器中,,a組高壓滅菌,b組不滅菌,,下列有關(guān)事項的敘述不正確的是( ) A.a組為實驗組,,b組為對照組 B.向a、b中噴入等量敵草隆,,再置于同一恒溫箱中培養(yǎng)相同時間 C.檢測敵草隆消失的情況,,預(yù)計a組敵草隆含量不變,b組的全部消失 D.只用砂土,,實驗效果不如幾種典型土壤混合后的好 答案 A,,但有人認(rèn)為選項A的說法是正確的。 師生關(guān)于對照實驗的模糊認(rèn)識主要表現(xiàn)在以下幾個方面: 一是認(rèn)為處于正常情況下的實驗是對照組,,而經(jīng)過特別處理的是實驗組,。這種說法還是很模糊。二是認(rèn)為顯示正結(jié)果的實驗為對照實驗,。什么是正結(jié)果,?什么是負(fù)結(jié)果?同樣不好確定,。三是認(rèn)為處于正常情況且有正結(jié)果的是對照實驗,。這種說法結(jié)合了以上兩種說法。四是認(rèn)為沒有限制因素的為對照實驗,。五是認(rèn)為具負(fù)(相反)結(jié)果的是對照實驗,。 究竟實驗組和對照組判段的依據(jù)到底是什么呢? 通常,,一個實驗總要進(jìn)行對照實驗(有時還要進(jìn)行對比實驗),。對照實驗只是一個條件(即因素)不同,其他條件(因素)都相同的情況下所進(jìn)行的實驗,,研究此條件(因素)和結(jié)果之間的關(guān)系,,這一組就是“實驗組”,而不包含此條件(因素)的一組稱為“對照組”。我們不難發(fā)現(xiàn)“對照組”起到一種襯托作用,、實際上它就相當(dāng)于物理學(xué)中參照物的作用,,既然作為襯托作用的“對照組”,其實驗過程,、結(jié)果和現(xiàn)象,、對實驗者來說已經(jīng)有感性上或理論上的認(rèn)識,,也就說在未真正做實驗之前,,實驗者對“對照組”的結(jié)果已經(jīng)預(yù)先知道。如果發(fā)現(xiàn)真正做實驗之后“對照組”的實驗結(jié)果與其之前的結(jié)果是不相符合的,,說明此實驗操作過程有誤,,宣布實驗已失敗,,必須重做;如果在實驗設(shè)計中所有的對象組的結(jié)果實驗者都不清楚,,既此所有的對象組為相互對照實驗,,也就是我們說的條件對照。我們可以根據(jù)這來判斷“實驗組”和“對照組”,。如例1中在實驗設(shè)計中遮光組實驗結(jié)果實驗者已預(yù)先知道(葉片中的淀粉已經(jīng)消耗干凈,,滴加碘液葉片不變藍(lán)),既其為對照組,,曝光組為實驗組,。同理例2中研究的是土壤微生物能否分解農(nóng)藥,因此含有微生物的這一對象(因素)的一組(a組)為實驗組,,不含有這一對象(因素)的一組(b組)為對照組,。這種確定對照實驗的理念,與前面幾倍同仁所說的“對實驗變量進(jìn)行處理的,,就是實驗組,。沒有處理是的就是對照組。”或“施加變量的為實驗組,,不施加變量的是對照組,。”是不同的。這種理念與驗證或探究實驗過程的認(rèn)知規(guī)律是相符合的,,同時它又能與科學(xué)探究過程中收集及分析資料信息的方法相融,,因此可以應(yīng)用到所有實驗中。 “對照性原則”是生物學(xué)實驗設(shè)計的一個重要原則,。而培養(yǎng)學(xué)生的的實驗設(shè)計能力是中學(xué)生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中所明確要求的一個目標(biāo),。因此,要使學(xué)生準(zhǔn)確掌握有關(guān)實驗設(shè)計的基本概念和原理,,首先要求教師把握探究性學(xué)習(xí)和探究性教學(xué)的基本理論,,并持之以恒地有效貫徹到教學(xué)實踐中,而在實驗中如何設(shè)計對照實驗就是很好的例子,。 |
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