初中生物对照实验的设计思路

雷华

摘 要： 生物课程中的科学探究是学生积极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究方法而进行的各种活动。生物科学探究离不开生物实验，初中生物实验的设计往往离不开对照实验。初中生对生物对照实验的设计不能够正确理解，实验设计中不能够正确地控制变量，不能够正确地得出实验结论。本文重点从初中生物对照实验的正确设计方面给学生提供一些指导，让学生做好科学探究中对照实验的设计。

关键词： 科学探究 生物实验 对照实验 控制变量

生物是一门自然科学，生物教学离不开科学探究活动。生物课程中的科学探究是学生积极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究方法而进行的各种活动。科学探究离不开探究性实验，实验往往要设计成对照实验，初中生对生物对照实验的设计不能够正确理解，实验设计中不能够正确地控制变量，不能够正确地得出实验结论。下面重点从对照实验的正确设计方面为学生提供一些指导，让学生做好科学探究中对照实验的设计。

一、对照实验

1.概念

是指在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同之外，其他条件都相同的实验。其中不同的条件就是我们要研究的那个条件，即实验的变量。

2.对照实验的原则

（1）科学性原则：是所有原则的前提，实验设计要合乎科学性。

（2）单一变量原则：依据单一变量原则，它是处理复杂关系的准则之一，将复杂问题简单化。在不同的实验组别中，只有我们所要研究的因素不同，影响实验的其他所有因素都相同。

（3）对照性原则：是生物实验设计的一个重要原则。在单一变量的前提下，通过对照，能有效排除其他因素对结果的干扰，增强实验结果的可信度和说服力。可以说，单一变量原则和对照性原则是对照实验的基石和灵魂，而单一变量原则是对照性原则的前提。

对照实验这个概念初一学生刚接触，往往不好理解。现在我结合所给材料重点讲述对照实验设计的方法和过程。

资料：某厂最近推出了一种猪饲料叫“兴旺饲料”，饲料厂正向养猪户推广这种饲料，但养猪户不知道这种饲料对猪的生长是否有效，犹豫中不知是否该买。同学们能不能给养猪户解决这个问题呢？

设计对照实验学生首先要认真研读所给探究的材料，搞清楚这个材料要探究的主旨是什么。要研究的对象是什么？即把什么生物作为研究对象。

这个材料中研究的主旨是：研究兴旺饮料能否有效促进猪的生长。研究的对象就是猪。我们可以把这句话写成：研究兴旺饮料对猪生长的影响。明确了研究的主旨后，我们很容易知道这个探究实验中研究的因素是什么，显然是兴旺饲料。

二、对照实验的设计思路

1.先把研究对象进行分组，分成两组：实验组和对照组。这里研究对是猪，就是要对猪进行分组，并对两组进行编号，这里编为一组，二组。这里研究对象的数量要合适，不要太少，少了有可能造成偶然误差，两组中的研究对象猪的大小、生长情况、品种等要处于相同状况，目的是排除其他因素对实验结果的干扰和影响。

2.找出研究因素，这里的研究因素是兴旺饲料。影响猪生长情况的环境因素是多方面的，比如猪圈的温度、猪圈通风情况、猪的品种、对猪的日常管理等都影响猪的生长，我们把除兴旺饲料以外的这些因素都叫做其他因素。其他因素不是指的某一单一因素，而是除去研究因素以外的各种因素。

3.控制变量。研究因素在两组研究对象中给予不同处理，除此以外的其他因素在两组研究对象中都给予相同的处理和对待。

在这个实验中研究的因素是兴旺饲料，除此以外的影响猪生长的其他环境因素，比如：温度、猪圈通风情况、猪的品种、对猪的日常管理等都是对照实验中的其他因素。这个对照实验中我们首先把实验的猪分成两组，第一组为实验组，第二组为对照组。在实验组中给猪喂兴旺饲料，第二组对照组中不喂兴旺饲料，其他的环境因素在两组中都设置为相同对待。

按照上述所列项目对影响猪生长情况的各种因素进行控制，就是控制变量。在此实验中研究因素在第一组和第二组猪的处理不同，第一组喂兴旺饲料，第二组不喂兴旺饲料，在两组中的处理有变化，因此研究因素“兴旺饲料”就是变量，或是实验变量，其他因素在这个实验中被控制成相同的处理，他们对第一组和第二组猪的影响状况相同，可以把他们看成常量。

当然每个探究的实验不同，他们的变量是不同的，常量也是不同的，要看具体的探究实验。控制变量的作用在于保证实验的结果只是由我们所探究的因素即“兴旺饲料”引起的，而不是其他常量因素引起的，排除了其他因素的干扰。设置对照实验时一般只有一个变量，不能有几个变量同时存在。即一次实验只探究一个问题。如下对照实验的设计就存在问题，不能得出正确结论。

我们把实验的猪分成两组，第一组为实验组，第二组为对照组，实验组的猪是优良品种，对照组的猪为普通品种。在实验组中我们给猪喂兴旺饲料，第二组对照组中不喂兴旺饲料，其他环境因素（温度、猪圈通风情况、对猪的日常管理等）我们在两组中都设置为相同对待。

按上述实验的结果是：第一组猪的生长要快些，增重要大些，能得出该兴旺饲料是有效果的好饲料吗？这是不能够得出的，因为别人会有疑问：第一组猪生长地快些，增重大些有可能是第一组猪的品种是优良品种，所以增重得快些。该对照实验就没有很好地控制变量，有两个变量同时存在，有另外的“猪的品种”这个变量的干扰，就不能保证实验的结果只是由我们所探究的因素“兴旺旺饲料”所引起的，就不能够得出正确的实验结论。

生物探究性实验是培养学生生物科学素养的重要方法，对于增强学生的动手能力、思维和分析能力、解决实际问题的能力非常有效。探究性实验往往离不开对照实验的设计。学生要正确理解对照实验的含义，并能够合理设计对照实验的过程。学会对照实验的设计，学生就能够比较自如地进行生物科学探究实验。

参考文献：

[1]雷佩红.初中生物探究式教学探索与实践[D].湖南师范大学，2013.

[2]房中州.浅谈初中生物实验的设计和优化[J].当代教育论坛（教学研究），2011，12：121-122.

[3]贺碧虹.科学探究在初中生物教学中的应用研究[D].湖南师范大学，2008.