判斷實(shí)驗(yàn)組和對照組的方法

1、;在生物實(shí)驗(yàn)中如何判定試驗(yàn)組和對照組郭蘭蘭生物學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的一門科學(xué)，各項(xiàng)生物學(xué)原理及規(guī)律都是通過實(shí)驗(yàn)探究驗(yàn)證得出的。因此，實(shí)驗(yàn)在生物教學(xué)中也占有舉足輕重的地位。實(shí)驗(yàn)不僅可以幫組學(xué)生了解事實(shí)、概念、原理，掌握生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技能和學(xué)習(xí)科學(xué)方法，更是培養(yǎng)學(xué)生思維能力、創(chuàng)新能力等的重要載體。生物科考試說明中規(guī)定的能力要求就指出要“理解所學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，包括實(shí)驗(yàn)原理、方法和操作步驟，掌握相關(guān)的操作技能；具備驗(yàn)證簡單生物學(xué)事實(shí)的能力，并能對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋和分析；掌握探索性實(shí)驗(yàn)的一般方法，能夠制定課題研究的初步計劃，并能按計劃完成課題研究任務(wù)?！钡趯?shí)際教學(xué)中，多數(shù)教師往往只注重于對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

2、程序（目的原理假設(shè)步驟器材原料預(yù)期觀察分析結(jié)論）的訓(xùn)練，及學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)原則（控制性原則、對照原則等）的掌握，而忽視了培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。所以往往造成學(xué)生對實(shí)驗(yàn)程序和原則的生搬硬套，困惑連連。比如生物實(shí)驗(yàn)中關(guān)于實(shí)驗(yàn)組和對照組的設(shè)定，就令廣大師生深感頭痛。一薩克斯實(shí)驗(yàn)引發(fā)的爭論先來看個例子，光合作用發(fā)現(xiàn)過程中的薩克斯實(shí)驗(yàn)大家都非常清楚：把經(jīng)暗處理的葉片一半遮光，另一半曝光，過一段時間后，用碘蒸氣處理葉片，發(fā)現(xiàn)遮光部分沒有發(fā)生顏色變化，曝光的那一部分葉片則呈現(xiàn)深藍(lán)色。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，就有很多爭論，主要集中在兩點(diǎn)：一是關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的目的 ：目的 依據(jù) 評價觀點(diǎn)一 證明植物光合作用能產(chǎn)生淀粉 教材中的相關(guān)

3、結(jié)論都有一定的道理觀點(diǎn)二 證明光合作用需要光照 淀粉只是檢測光合作用的標(biāo)準(zhǔn) 二是關(guān)于該實(shí)驗(yàn)對照組的設(shè)定：對照組 依據(jù) 評價觀點(diǎn)一 遮光組為對照組 遮光組相當(dāng)于空白對照都難以準(zhǔn)確判別觀點(diǎn)二 曝光組為對照組 已經(jīng)確定結(jié)果的為對照組其中猶以第二個問題最為難辯，因?yàn)楦髯缘睦碛啥硷@得不那么充分。比如說空白對照是指給對照組施以沒有任何影響的處理因素（參照新版生物學(xué)實(shí)驗(yàn)論P(yáng)33頁）。那到底是遮光沒有影響呢，還是曝光沒有影響呢？這就要看是參照暗處理的葉片還是參照正常情況下的葉片了。而以對照組的結(jié)果是已知的來判別的話，則兩種處理的結(jié)果似乎都是已知的。二實(shí)驗(yàn)組、對照組的設(shè)定與實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡年P(guān)系之所以出現(xiàn)這樣的難題，就

4、在于機(jī)械地套用概念與原則：只知道要對照，卻不知為什么要對照及如何對照。也就是沒有明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c實(shí)驗(yàn)組對照組的關(guān)系。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是有一定研究對象，并根據(jù)研究目的，運(yùn)用一定手段主動控制、干預(yù)研究對象，或控制環(huán)境、條件，即創(chuàng)造一種典型環(huán)境或特殊條件，并在其中進(jìn)行的探索生命現(xiàn)象及其運(yùn)動規(guī)律的實(shí)踐活動（參照新版生物學(xué)實(shí)驗(yàn)論P(yáng)23頁）。所以實(shí)驗(yàn)組是針對實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩砜刂?、干預(yù)研究對象而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作，是用來證明實(shí)驗(yàn)假設(shè)的。對照組則是為了排除其它無關(guān)因素或非研究因素的干擾而進(jìn)行的操作。因此，在薩克斯實(shí)驗(yàn)中引起爭論的兩個問題，應(yīng)該聯(lián)系起來思考：要確定哪一組是對照組首先得確定該實(shí)驗(yàn)的目的。那么薩克斯實(shí)驗(yàn)的目的到底是什

5、么呢？初看好象確實(shí)是為了“證明光合作用需要光照”。但任何科學(xué)探究是與當(dāng)時的知識背景分不開的，當(dāng)時光合作用的過程還不清楚，植物能否產(chǎn)生淀粉并不完全確定，更加談不上以淀粉作為檢測光合作用的標(biāo)準(zhǔn)了。由此我們可以確定薩克斯做該實(shí)驗(yàn)的目的是為了證明植物在光下能產(chǎn)生淀粉，而為了證明這一點(diǎn)只需直接證明即可，也就是直接把葉片(無淀粉的)置于光下，觀察有無淀粉產(chǎn)生即可證明。遮光組作為對照組，用以確定淀粉不是來自于其它來源。當(dāng)然如果以現(xiàn)在的知識背景來看，我們已經(jīng)確知光合作用的過程條件產(chǎn)物等，所以該實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖兂闪恕爸参锕夂献饔眯枰庹諚l件”淀粉的有無就是檢測標(biāo)準(zhǔn)了。此時我認(rèn)為遮光處理是實(shí)驗(yàn)組，因?yàn)檫@樣可以證明無光不

6、可以進(jìn)行光合作用，而對照組只是為確定其它因素對此結(jié)果無影響(比如材料,空氣等的影響)。從邏輯學(xué)原理來看，前者是直接證明，因?yàn)檫@是要證明“A是B的充分條件”，即植物在光下是產(chǎn)生淀粉的充分條件，所以只要直接證明“由A得B”即可。而后者（“證明光合作用需要光”）是反證法，因?yàn)檫@是要證明“A是B的必要條件”，即光照是光合作用的必要條件，直接證明顯然證明不了，所以反過來證明沒有光就不能進(jìn)行光合作用，相當(dāng)于說“非A則非B”推出“A是B的必要條件”。三邏輯思維方法的應(yīng)用從上面的論述中我們不難提煉出這樣的邏輯思維方法：做實(shí)驗(yàn)時，我們首先要確定其實(shí)驗(yàn)?zāi)康模槍?shí)驗(yàn)?zāi)康奈覀兛梢允侵苯幼C明，也可以用反證法。直接證明

7、時以給予實(shí)驗(yàn)因子作為實(shí)驗(yàn)組。用反證法時以去除該實(shí)驗(yàn)因子作為實(shí)驗(yàn)組。并且通常情況下在證明“A是B的充分條件”時就用直接證明，而在證明“A是B的必要條件”時用反證法。我們以實(shí)例來檢驗(yàn)一下這個方法。如在“植物的礦質(zhì)代謝”中，我們要驗(yàn)證“某種礦質(zhì)元素是否是植物的必需礦質(zhì)元素”，所用的就是反證法，因?yàn)檫@是要證明某種礦質(zhì)元素是否是植物正常生長的必要條件。因此實(shí)驗(yàn)中以去除該元素的完全營養(yǎng)液一組做為實(shí)驗(yàn)組，而以完全營養(yǎng)液一組作為對照組。再比如在“溫特實(shí)驗(yàn)”中，我們是要證明“胚芽鞘尖端可以產(chǎn)生某種物質(zhì)促進(jìn)生長”（胚芽鞘尖端是產(chǎn)生生長素的充分條件），所以是直接證明，接觸胚芽鞘尖端的瓊脂塊一組就是實(shí)驗(yàn)組，沒有接觸胚

8、芽鞘尖端的瓊脂塊一組是對照組。在解題時應(yīng)用這個方法也是簡單有效的，如下題：驗(yàn)證光是植物生長發(fā)育的必要條件，設(shè)計如下實(shí)驗(yàn)：選擇生長狀況一致的小麥幼苗200株，隨機(jī)均分為實(shí)驗(yàn)組和對照組，分別處理并預(yù)期結(jié)果。下面是關(guān)于實(shí)驗(yàn)組或?qū)φ战M的處理方法和預(yù)期結(jié)果的幾種組合，其中正確的是實(shí)驗(yàn)組對照組黑暗中培養(yǎng)在光下培養(yǎng)生長育好生長不良ABCD該題的爭議也是很大，答案選B還是選C眾說紛紜，無法定論。但以邏輯思維方法做指導(dǎo)，該實(shí)驗(yàn)應(yīng)該是用反證法，很容易就得出答案是B。當(dāng)然，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中也可能會出現(xiàn)“A既是B的充分條件也是B的必要條件”的情況。比如在“艾弗里證明DNA是遺傳物質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)中，既直接證明了“DNA是細(xì)菌轉(zhuǎn)化的充分條件”，也反過來證明了“DNA是細(xì)菌轉(zhuǎn)化的必要條件”（沒有DNA不能發(fā)生轉(zhuǎn)化）。此時，兩組實(shí)驗(yàn)應(yīng)該是相互對照。同理，在未知“A是B的充分條件還是必要條件”的情況下，也是相互對照。例如：一植物的種子，已經(jīng)知道它的萌發(fā)受水分、溫度和氧氣的影響，但不了解其萌發(fā)與光是否有關(guān)，探究光的有無對該種子萌發(fā)的影響，請你依據(jù)所給材料和用品設(shè)計出實(shí)驗(yàn)的方法步驟，預(yù)測可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并分別得出相應(yīng)的結(jié)論。該題中遮光組與曝光組就是相互對照?？傊?，科學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該是非常注重嚴(yán)密性的，每一個結(jié)論的得出都應(yīng)該是經(jīng)過嚴(yán)密的邏輯推理的。因此，我們在設(shè)定實(shí)驗(yàn)組與對照組時，就應(yīng)該依據(jù)邏輯學(xué)方面的原理，針對實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>