判斷實驗組和對照組的方法

1、;在生物實驗中如何判定試驗組和對照組郭蘭蘭生物學是以實驗為基礎(chǔ)的一門科學，各項生物學原理及規(guī)律都是通過實驗探究驗證得出的。因此，實驗在生物教學中也占有舉足輕重的地位。實驗不僅可以幫組學生了解事實、概念、原理，掌握生物學實驗技能和學習科學方法，更是培養(yǎng)學生思維能力、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“理解所學實驗的實驗內(nèi)容，包括實驗原理、方法和操作步驟，掌握相關(guān)的操作技能；具備驗證簡單生物學事實的能力，并能對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行解釋和分析；掌握探索性實驗的一般方法，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?！钡趯嶋H教學中，多數(shù)教師往往只注重于對學生進行實驗

2、程序（目的原理假設(shè)步驟器材原料預期觀察分析結(jié)論）的訓練，及學生對于實驗原則（控制性原則、對照原則等）的掌握，而忽視了培養(yǎng)學生的邏輯思維能力。所以往往造成學生對實驗程序和原則的生搬硬套，困惑連連。比如生物實驗中關(guān)于實驗組和對照組的設(shè)定，就令廣大師生深感頭痛。一薩克斯實驗引發(fā)的爭論先來看個例子，光合作用發(fā)現(xiàn)過程中的薩克斯實驗大家都非常清楚：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)深藍色。關(guān)于該實驗，就有很多爭論，主要集中在兩點：一是關(guān)于該實驗的目的 ：目的 依據(jù) 評價觀點一 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二 證明光合作用需要光照 淀粉只是檢測光合作用的標準 二是關(guān)于該實驗對照組的設(shè)定：對照組 依據(jù) 評價觀點一 遮光組為對照組 遮光組相當于空白對照都難以準確判別觀點二 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，因為各自的理由都顯得不那么充分。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（參照新版生物學實驗論P33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。二實驗組、對照組的設(shè)定與實驗目的的關(guān)系之所以出現(xiàn)這樣的難題，就

4、在于機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。也就是沒有明確實驗目的與實驗組對照組的關(guān)系。生物學實驗是有一定研究對象，并根據(jù)研究目的，運用一定手段主動控制、干預研究對象，或控制環(huán)境、條件，即創(chuàng)造一種典型環(huán)境或特殊條件，并在其中進行的探索生命現(xiàn)象及其運動規(guī)律的實踐活動（參照新版生物學實驗論P23頁）。所以實驗組是針對實驗目的來控制、干預研究對象而進行的實驗操作，是用來證明實驗假設(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行的操作。因此，在薩克斯實驗中引起爭論的兩個問題，應該聯(lián)系起來思考：要確定哪一組是對照組首先得確定該實驗的目的。那么薩克斯實驗的目的到底是什

5、么呢？初看好象確實是為了“證明光合作用需要光照”。但任何科學探究是與當時的知識背景分不開的，當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準了。由此我們可以確定薩克斯做該實驗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，所以該實驗目的變成了“植物光合作用需要光照條件”淀粉的有無就是檢測標準了。此時我認為遮光處理是實驗組，因為這樣可以證明無光不

6、可以進行光合作用，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)。從邏輯學原理來看，前者是直接證明，因為這是要證明“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，因為這是要證明“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行光合作用，相當于說“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：做實驗時，我們首先要確定其實驗目的，針對實驗目的我們可以是直接證明，也可以用反證法。直接證明

7、時以給予實驗因子作為實驗組。用反證法時以去除該實驗因子作為實驗組。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。我們以實例來檢驗一下這個方法。如在“植物的礦質(zhì)代謝”中，我們要驗證“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，因為這是要證明某種礦質(zhì)元素是否是植物正常生長的必要條件。因此實驗中以去除該元素的完全營養(yǎng)液一組做為實驗組，而以完全營養(yǎng)液一組作為對照組。再比如在“溫特實驗”中，我們是要證明“胚芽鞘尖端可以產(chǎn)生某種物質(zhì)促進生長”（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驗組，沒有接觸胚

8、芽鞘尖端的瓊脂塊一組是對照組。在解題時應用這個方法也是簡單有效的，如下題：驗證光是植物生長發(fā)育的必要條件，設(shè)計如下實驗：選擇生長狀況一致的小麥幼苗200株，隨機均分為實驗組和對照組，分別處理并預期結(jié)果。下面是關(guān)于實驗組或?qū)φ战M的處理方法和預期結(jié)果的幾種組合，其中正確的是實驗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，該實驗應該是用反證法，很容易就得出答案是B。當然，生物學實驗中也可能會出現(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)”的實驗中，既直接證明了“DNA是細菌轉(zhuǎn)化的充分條件”，也反過來證明了“DNA是細菌轉(zhuǎn)化的必要條件”（沒有DNA不能發(fā)生轉(zhuǎn)化）。此時，兩組實驗應該是相互對照。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)計出實驗的方法步驟，預測可能的實驗結(jié)果，并分別得出相應的結(jié)論。該題中遮光組與曝光組就是相互對照。總之，科學實驗應該是非常注重嚴密性的，每一個結(jié)論的得出都應該是經(jīng)過嚴密的邏輯推理的。因此，我們在設(shè)定實驗組與對照組時，就應該依據(jù)邏輯學方面的原理，針對實驗目的