科学采用对照方法 合理设计对照实验

张贵明

〔关键词〕 对照实验；基本方法；设计技巧

〔中图分类号〕 G633.91〔文献标识码〕 C

〔文章编号〕 1004—0463（2009）03（B）—0059—02

一、实验设计中常采用的对照方法

（一）空白对照

指不做任何实验处理的对照组。如在“证明唾液淀粉酶的作用”的实验中，每支试管要都加入馒头碎屑，并在第一支试管中注入2 ml唾液，第二支试管中注入2 ml清水，其中加入清水的试管就是空白对照。

（二）自身对照

指实验和对照在同一对象上进行，再不另设对照组。例如，在做“光对鼠妇生活的影响”这一实验时，实验和对照就是在同一对象(鼠妇)上进行的。为了消除无关变量的干扰，突出自变量，并找出自变量和因变量的因果联系，我们必须创造一个除“光照”以外其他条件均相同、只有明暗两处相通的场所。实验的对象则是同一批鼠妇，即把一定数量的鼠妇放在这个实验环境中,观察鼠妇在明暗两处的数量分布情况。最后再由师生共同分析、讨论实验结果、推导结论，并验证假设的真伪。

（三）条件对照

即给实验组某种处理，而给对照组另一条件的处理。如“动物激素饲养小动物”的实验方案是：

甲组：饲喂甲状腺激素(实验组) ；

乙组：饲喂甲状腺抑制剂(条件对照组) ；

丙组：不饲喂药剂(空白对照组) 。

很明显，乙组就是一种条件对照。另外，该实验还设置了空白对照，可让学生通过比较、对照，更加清楚地观察到实验变量甲状腺激素能促进蝌蚪生长发育的这一现象。显然，通过条件对照，实验的说服力将大大提高。

（四）相互对照

指不另设对照组，而是利用几个实验组相互比较来对照。这种方法常用于等组实验中。如证明玉米根的生长方向与地心引力的关系实验中，不同方向放置的玉米种子之间就属于相互对照。

二、对照实验的设计技巧

(一)明确实验目的

即明确实验要解决什么问题，以及需要探索哪方面的生物学规律，从而预期实验结果。如在“证明猪肝中含有大量的过氧化氢酶”时，若将实验设计为在两支洁净的试管中分别加入H218O2、H2O2各2 ml，再加入猪肝研磨液各1 ml，检测产生的氧气情况。这显然就是在证明产生的氧气的来源问题，而偏离了原本的实验目的，没有任何实际意义。

(二)弄清实验原理

实验原理就是实验的根据和思路。如已知淀粉遇碘显蓝色、蛋白质遇碘显黄色，要求利用浆糊、蛋清液、唾液、碘液等材料，设计实验验证酶的专一性。我们知道，要验证酶的专一性可利用淀粉酶只催化淀粉水解，不催化蛋白质水解来证明，也可利用淀粉酶、蛋白酶去作用淀粉或蛋白质来证明。这里根据题给条件，可知此题应用前一种原理来设计实验。

(三)合理选取实验材料

选取材料时，要考虑材料的相似性、可重复性、一致性、使用性、可控性、易行性、经济性，以及它的可靠性。如在“证明甲状腺激素可促进幼小动物的发育”的实验中，选择幼体就要选择能够体现出发育过程的动物幼体，所以这里的首选材料应为蝌蚪，而且对照组和实验组使用的蝌蚪最好是同时孵化出的、大小相似的同种蝌蚪。这里需要注意的是，若题中已给出材料，就不能随意地更换。

(四)设置单一变量

这就是单因子变量原则，即控制其他因素不变，而只改变其中的某一因素，并观察其对实验结果的影响。通常的单因子变量一般是题目中所要验证的事实。如“探究细菌对植物遗体的分解作用”的实验中，变量就是是否和细菌接触。

(五)防止干扰

实验设计不仅要设置单一变量，还要注意使无关因子（除单一变量外，对实验结果也有影响的因子）不影响实验结果。如在“证明pH值对酶活性的影响”的实验中，就要保证除pH值以外的其他因子不会影响酶的活性，如温度要保持在最适温度，以保证酶能发挥出最佳催化效果。此外，单一变量也要考虑度、量的问题，以体现出应该有的结果差异。如证明酶的高效性时，加入的无机催化剂与酶既要等量，又要适宜；证明pH值对酶活性的影响时，不同pH值之间不能相差太小。

(六)安排最佳步骤

合理、严密的步骤是实验成功的重要因素之一。有些实验可以变换某些步骤。如证明淀粉酶的催化作用时，可以在加有淀粉溶液各2 ml、碘液各2滴的两支试管中，分别加入淀粉酶、水各2 ml，置于60℃的水浴中，观察蓝色的褪去情况。在此实验中，碘液也可以安排在最后加入，通过观察试管中的溶液是否显蓝色来判断酶是否发生了催化作用。但有些实验就是不能随便更改步骤的。如在“证明pH值对酶活性的影响”的实验中，调节pH值就一定要放在加入酶之前进行。

对照实验是生物学基本的研究方法，在中学生物实验教学中有着极其重要的作用，作为教师应该积极地掌握对照实验的基本方法和设计技巧，并把它高效地应用到生物教学中去。