对初中生物对照实验中对照组与实验组判断的思考

陈 寅/天津市第八十二中学

对初中生物对照实验中对照组与实验组判断的思考

陈 寅/天津市第八十二中学

每轮初中生物会考复习时，老师们针对对照实验中如何确定对照组和实验组总存在争议。本文将生物教师的不同意见概括为三种观点，通过追溯教材和查找专家对此问题的论述资料，对这几种观点的适用性进行比较和分析。提出对于判断对照组和实验组无法统一这个问题的一些思考，并试着总结判断对照组和实验组的具有普遍适应性的方法。

初中生物；对照实验；对照组；实验组

一、问题的提出

生物是一门实验学科，探究实验是教学中的重点和难点。在每轮进行八年级生物会考复习期间，同一备课组的老师总会因为判断对照实验中哪个是对照组哪个是实验组而产生争议。

老师们的观点大致可以归纳为以下几种。第一种是根据实验变量来判断，对实验变量进行处理的是实验组，未做处理的是对照组。第二种是根据实验目的来判断，施加某种实验条件以达到实验目的是实验组，其他的为对照组。第三种是处于自然条件下的一组是对照组，另一组人为改变某一自然条件的是实验组。那么，哪种观点的适用范围更广更准确呢？

二、教材中相关概念的界定

对照实验这个概念最先在人教版生物教材七年级上册出现，教材以探究非生物因素对某种动物的影响为例，介绍对照实验是指“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以外，其他条件都相同的实验”。为保证实验结果更令人信服，要进行两组除要研究的因素不同以外其他条件都相同的实验，这种实验方法称为对照实验。而且这种实验属于单因子实验，也是初中阶段生物实验设计的主要方法。

对照组和实验组这组概念出现在人教版生物教材八年级上册。为“验证温度过低不利于种子萌发这一假设，需要将种子置于低温条件下进行实验，看它们是不是真的不能萌发，这一组种子称为实验组。为保证实验结果只是由于温度这一个变量引起的，还需要将同样的种子再分出一组，放在正常的室温条件下作为对照来观察，这组种子称为对照组”。对于对照组和实验组教材并没有给出明确的内涵性定义，而是类似于外延性质地以一组对照实验为例介绍哪组是实验组哪组是对照组。置于低温环境的一组种子对实验变量温度进行了处理，目的是验证低温对种子萌发是否有影响，因此是实验组。处于正常室温下的一组种子没有进行处理置于自然条件下，因此是对照组。因此，无论从自变量、实验目的、是否处于自然条件下哪个角度来看，得出的结论都一样。

三、依据不同观点产生不同的结论

教材中涉及对照组和实验组的区分是在2001人教版生物教材八年级上册第四章第四节的技能训练中，讨论题的第三题要求逐一分析三种方案并找出每个方案的实验组和对照组。同一版本的教师用书中给出的答案是甲组是对照组，乙组是实验组，对于判断的原因没有进行过多的解释。

该实验为排除杂菌干扰实验结果，实验前对甲乙两组进行灭菌处理，这也是对变量的一种控制。乙组再接种细菌是属于添加自变量还是处于自然条件下难以判断，而且甲组进行了人为的灭菌是去除实验变量还是属于不做任何处理呢？按照实验变量来看，对照组和实验组因为以上疑问而无法判断。按照实验目的来看，为证明细菌对植物遗体的分解作用，那么接种细菌的乙组是实验组，甲组为对照组。按照是否处于自然状态下来判断，自然条件下都是有细菌的，那么乙组应该是对照组，甲组人为地灭菌是实验组。此时，从实验目的来看得出的结论与是否在自然状态下来看的结论矛盾。

在实验组和对照组的判断上，专家之间也有不同的观点。例如，萨克斯证明光合作用产生淀粉的实验。对天竺葵进行饥饿处理后，一半叶片曝光，一半叶片遮光，一段时间后用碘蒸气进行检验。曝光和遮光哪组是实验组呢？人教版教材主编认为该实验采用减法原则，人为除去光照这个因素的遮光组是实验组，处于自然状态下的曝光组是对照组。[1]而全国初中毕业升学考试生物学科评价课题组则认为遮光组是对照实验。[2]

从实验目的来看，想要证明光合作用能够产生淀粉，曝光然后验证是否产生了淀粉应该是实验组，遮光一组是对照组。从实验变量来看，遮光组对自变量光照进行了处理，是实验组，曝光组不作任何处理，属于对照组。从是否处于自然状态下来看，曝光是自然状态属于对照组，遮光是实验组。三种观点同样出现了分歧，从实验变量和是否处于自然状态下来看的结论一致，与从实验目的来看的结论相矛盾。

四、对判断结论不统一的分析

怎样才能普遍地将三种观点统一起来呢？在探究某个问题时，根据提出的问题不同，作出的假设也会不同，所以实验方法和步骤也会有所区别。因此，设计一个实验的背景情境就非常重要。我们要先根据背景情境确定实验的目的是什么，根据实验目的进行实验设计。对照实验的设计方法主要分为两类。第一类，加法原则。向研究对象施加某种条件进行干预，并观察会出现怎样的结果。如探究光对鼠妇生活的影响实验，通过观察发现，鼠妇自然状态下总是生活在阴暗的环境下，我们人为地向它们施加有光的条件，来观察对鼠妇有什么影响。这样施加条件的一组为实验组，不施加条件的一组为对照组。第二类，减法原则。排除某种条件对实验对象的影响，看是否还能产生以前的结果，以此确定该条件与该结果的因果联系。一般情况下，实验中去除自变量的一组为实验组，不做处理的一组为对照组。

根据实验采用加法原则还是减法原则再试着去判断对照组和实验组。若实验采用加法原则，从实验变量的角度，对自变量进行处理的一组是实验组，不做处理的一组是对照组；从实验目的的角度，添加自变量的是实验组，不添加的是对照组；从是否处于自然条件下的角度，处于自然条件下的不做任何处理的是对照组，改变某一条件的是实验组。由此看来，对于采用加法原则设计的实验，三种观点是一致的。若实验采用减法原则，从实验变量的角度，去除自变量的一组是实验组，不做处理有自变量的一组是对照组；从实验目的的角度，有自变量的是实验组，无自变量的是对照组；从是否处于自然条件下的角度，处于自然条件下的有自变量的是对照组，去除某条件的是实验组。可见，当采用减法原则设计实验，三种观点之间就会出现矛盾。其中，只有从实验目的的角度是一直按照施加某种条件为依据进行判断的，具有一定的局限性，因而该观点只适用于根据加法原则设计的对照实验。

有时在进行实验组和对照组的判断时，我们也常常被“空白对照”这个词迷惑。空白对照往往是指相对于实验组对自变量不进行处理或者无自变量的实验。但是对于根据减法原则设计的实验，“空白”往往就是对自变量的一种去除处理，那么这一组实验我们却不能说是“对照”。

五、对实验组和对照组判断的思考

笔者认为实验组对照组的判断与实验目的、设计思路有关，过于强调哪一组是对照组哪一组是实验组，这种观点未免太僵硬。对照实验的设计目的是为了使实验结果更具有说服力。对照这个概念在物理学科中是指相互的，只有二者共存才能说最后的实验结论成立。曝光组在光下产生淀粉，只有在遮光组叶片没有产生淀粉时，才能说光合作用的产物是淀粉。遮光组没有产生淀粉也同样可以得出没有光就无法产生淀粉这一结论。因此，分辨哪个是对照组哪个是实验组的意义似乎不大。

2013人教版八上教材将2001人教版八上教材第四章第四节的技能训练中判断对照组和实验组的讨论题删掉了。这也许说明因为学界对实验组和对照组的判断存在分歧，且这并不是生物整体知识结构中的重要一环，所以在逐渐淡化对这个问题的讨论。不知以后是否将强调的重点放在对照实验的设计思路上，而不是过分强调哪个是对照组哪个是实验组了。

[1]赵占良.人教版高中生物课标教材中的科学方法体系[J].中学生物教学，2007（3）：4-7.

[2]刘元.实验组与对照组的判定[J].中学生物教学，2010（10）：34-36.