初中生物对照试验

初中生物对照试验

对照实验中对照组和实验组的确定

生物作为学业考试科目也已经有好几年的时间了，经过几年的探索、磨合、提升，我市生物中考试卷已经形成了具有自己独特的鲜明风格，并且每年试卷的稳定度较好，但又有所创新、有所发展，这也是和与时俱进的科学发展观相一致的，并且为各地市所推崇和效仿，也为一线教师所认可和接受。

福州地区这几年生物学科的中考命题工作（考题的水平和质量）得到上级行政和业务部门的认可和赞赏，无论是在（宏观）试卷总体水平的把握度方面，还是在（微观）试题的精心设计、精雕细琢方面，还是在题型的严谨和创新方面，可以说在全省九地市中老大的地位无人能比。在省级多次大型研讨会上刘国秀老师介绍福州地区生物科的命题经验已成为保留项目，每次都要做代表性发言。今年的试卷在省里又得到了广泛、一致的称赞。我想这样成绩的取得，主要基于以下三个方面。

首先在于刘国秀老师严谨的治学风格。为了保证每年试卷的新颖度，拉近试卷和社会生活的联系、和学生的联系，她要求具有命题资格的老师随时注意收集资料、收集题例，特别注意本地区发生的、和生物学科有关的问题，早安排、早布置，要求大家打有准备之战，打有把握之战，虽然搞得大家压力都很大，但当卷子得到认可时，大家都觉得很有成就感。这几年的试卷始终保持着生机和活力。这也是其他八地市对福州试卷唯马首是瞻的重要原因所在。

其次，也在于国秀老师着力培养一支能力强、水平高的命题人员队伍，并且对这支队伍信得过，放得开。我想，随着时间的推移和八县更多优秀教师的涌现，将来可能会有越来越多的八县老师加入到命题的队伍中来。经过系统的命题培训和实际的操作，不仅对个人的专业成长和业务提高是大有益处，而且对区域的教学质量的提高也都有益处。

最后，更在于福州地区的广大教师具备的良好教学水平和素质，也包括在座的各位，才能彼此相得益彰。

下面主要就近几年试卷中涉及到的探究实验题谈一些个人的感受和看法，并对试题外的一些问题和大家进行商榷。

不知道大家有没有感觉，不管是刚才上面讲到的作为初中生物教学指挥棒的生物学业考试，还是市质检的试卷，以及大家接触到的各种配套练习，或者大家自己出的复习题、各种试卷，都会在回避一个内容的考查。这是一个什么内容呢？如何对对照组和实验组进行确定。为什么回避这么重要的问题，回避的原因是什么？这就是不好对对照组和实验组做出明确的判断。因此今天讲的主题就是“对照实验中对照组和实验组的确定”。实际上这是一个很有争议的问题。我觉得大家做一个探讨有益无害。

我们用学业试卷为例来说明。

一．中考探究实验题例及其他：

05年试题。

下图是小宝同学做的“探究种子萌发的环境条件”的试验装置图，该装置放在25℃的环境中。

(1)如右图所示：l、2、3号种子分别处于不同的环境条件，仔细观察，请将1、3号种子所得到的萌发条件填人下表。

(2)该装置中，2号种子所做的实验起对照作用。其中l、2号种子是一组对照实验，它是为了探究种子的萌发是否需要。2、3号种子也是一组对

照实验，它是为了探究种子的萌发是否需要。

(3)经过一次实验，小宝发现只有2号种子会萌发，于是他就得出实验结论：种子的萌发需要充足的空气、一定的水分和适宜的温度。请问，要得到这样的结论，该探究实验必须做哪两处修改?

06年试题。

（一）．生活中一些人酗酒后，情绪激动，喜怒无常，甚至呕吐……酗酒对人体有危害吗？小锋同学希望通过探究“酒精对水蚤心率的影响”来寻找答案。

在15℃的室温条件下，小锋同学选用10只大小一致的成年水蚤，做了A、B两组实验，观察水蚤10秒心跳次数。

方法是：①A组：每只水蚤先放在清水中计数，重复3次，

②B组：然后移入体积分数为5%的酒精中计数，同样重复3次，

③处理数据：分别计算出A、B两组实验数据的平均值。

请回答以下问题。

（1）你认为小锋同学在实验中所提出的问题是：

对水蚤的心率有影响吗？

（2）在A、B两组对照实验中，你认为实验的变量是 ______。（3）小锋同学在实验中，用了10只水蚤，并且重复做3次，然后将实验数据取平均值，这样做的目的是为了减少数据的，使实验结果更准确。

（二）．为了进一步了解不同体积分数的酒精对水蚤心率的影响，小锋同学用同样的方法，又依次观察了体积分数为10%、15%、20%的酒精中水蚤10秒心跳次数，将得到的数据列表如下：

（4）将上面表格中的数据转换成曲线图。

（5）根据表格和曲线，随着酒精体积分数的增加，水蚤心率逐渐，直至死亡。

（6）结合这个探究实验，请你谈谈酗酒对健康有什么影响？

07年试题。

图5是模仿英国科学家普利斯特利做过的一个实验示意图（注：玻璃罩是密闭的）

(1)该实验中，甲和乙是做为一组实验。

(2)在乙中：植物光合作用为小白鼠呼吸提供

了，同时小白鼠呼吸所产生的

也

为植物光合作用提供了原料。

(3)在实验取材上，如何确保该实验中只有一个

变量：。

(4)第一次实验后，发现结果与假设不一致时，

下列不符合科学探究做法的是（）

A．否定原来的假设，得出与假设相反的结论

B．按照原来的实验方案重复多次，检验实验结果是否一致

C．检查实验方案，并通过实验重新检验假设

08年试题。图6是巴斯德著名的“鹅颈瓶”实验示意图。A瓶、B瓶内都装有肉汤，甲图表示A瓶煮沸，B瓶不做处理。一段时间后，其中一瓶仍然保鲜，另一瓶变质；接着，将保鲜那瓶的瓶颈打断（如乙图），数日后，瓶中肉汤也变质。

（1）甲图中肉汤仍保鲜的是瓶，

而将其瓶颈打断后，变质的原因是空气中的

进入瓶内。

（2）甲、乙两组实验所控制的变量都是

（）

A．瓶子的大小

B．细菌的有无

C．肉汤的多少

乙图中控制变量的方法是将瓶颈打断；而

甲图中控制该变量的方法则是。

(3) 巴斯德的“鹅颈瓶”实验是否要经过

多次重复才能得出科学的结论？

(4) “鹅颈瓶”实验证实了细菌不是自然

发生的，而是由原来已经存在的细菌产生的。

为此,巴斯德提出了保存酒和牛奶的（）

A．巴氏消毒法 B．腌制法

C．脱水法

09年试题。一些同学沉溺于电脑网络游戏，长时间的电脑辐射对他们的身体有没有伤害呢？有人做了这样一组实验：将健康的成年雄性大鼠随机分成两组，每组8只。甲组置于未开机的电脑前，乙组置于开机电脑前；其他饲养条件相同。六十天后获得实验数据如图3。

（1）本实验探究的问题是：电脑辐射对的身体有没有伤

害？

（2）实验设置的变量是 ( )

A．电脑游戏种类 B．电脑是否开机 C．大鼠的身体状况

（3）每个实验组都用了8只而不是1只大鼠，目的是。

（4）从图3的A图可看出，电脑辐射影响了组大鼠的体重增长和精子的正常发育。

（5）数据显示，长时间的电脑辐射对大鼠的健康有害，这对我们中学生有什么启示？

这类题目很符合课改理念（也是福州试卷得到认可的原因之一），很多题目来自身边、来自生活，所以每年、特别是大题，都是新的面孔。它贴近学生实际，反映社会问题。用事实、用数据说话，让学生认识到长时间沉溺于电脑网络游戏的危害性。06年的试题也有异曲同工之处。

对于对照实验，从上面提到的题目我们可以看出，每年探究实验都会提到或者考到“对照实验”、“变量”这些内容。但是没有一年的题目考查到学生对

“对照组和实验组”的判定。市质检的试卷同样也有类似的情况，这里就不赘述了。

课程改革在我们福州地区已进行了七八年了，应该说我们每位老师都是认真地依据课程标准，按照课改的理念进行教学工作，因此这几年学生不论在生物科学素养方面还是生物学的基础知识和基本技能方面，都得到很大的提升和巩固。

课程标准大家都很熟悉，有十大主题。课程标准是将科学探究列为十大主题之首，表明它的重要性和它的地位，这一点大家都是充分认识到的。因此，无论是在平常的教学实践中，还是在巩固探究实验这一主题的练习中，还是作为教学质量监控的各种考试中，探究实验是必讲、必做，必练，必考的。是一个很重要的一个模块。在讲课和实验过程中可能会牵涉到对照组和实验组的界定，在做练习的时候可能也会牵涉到。但我想可能在这过程中也是很含糊的。但到了考试，特别是越大范围的考试，有决定意义的考试时，对照组和实验组这一问题就被回避掉了。怕引起麻烦。也是客观原因所造成的。不是老师不想讲、或者考。因为教科书也好，教参也罢，也就是没有权威的资料给出一个定论：对照组是什么样的，实验组是什么样的。

大家也可以去查一些资料，答案五花八门。因此，“对照组和实验组”的判定带有很强的主观色彩，可以说仁者见仁，智者见智，各自评判的标准相去甚远，有的时候甚至是南辕北辙。因此在这种情况下如果出现这类考试内容确实比较麻烦，这个答案行，那个答案也行，必然影响题目的效度。基于以上情况，我们在教学中、在考试中是否就这么轻易地将其回避掉呢？我个人认为不妥。主要表现在两方面。

第一，单就对照实验而言，对照组和实验组的设置可以说是整个实验的根本所在，是它的基本要素，是对照实验的组织基石或者说是它的结构基础。没有对照组和实验组就谈不上对照实验。特别是对照组，在对照实验中，它应该是一个标准或确定的参照物，实验组是以它做为标尺的，做样板的，也就是在许多情况下要确定对照组。不知道或者不能确定对照组，那还叫什么对照实验。

从另一方面上看，虽然教材和教参至始至终没有对对照组和实验组的定义给予确定，但课本对这一问题也有专题篇幅对学生进行这方面的训练，也就是说课本对这方面是有要求的，如八上69页的技能训练的“评价实验方案”。

评价实验方案

为证明细菌对植物遗体的分解作用，某小组的同学分别提出三种实验方案。三种方案的共同点是：将同一种树的落叶分成甲乙两组。实验过程中滴加蒸馏水，使树叶保持潮湿。

方案1 将甲组放在无菌条件下，乙组放在自然条件下（暴露在空气中）。

方案2 将甲组灭菌后放在无菌条件下，乙组放在自然条件下

方案3 将甲乙两组都进行灭菌处理，甲组放在无菌条件下，乙组接种细菌后放在无菌条件下。

讨论

1.甲乙两组为什么要用相同的树叶？

2.为什么要使树叶保持潮湿？

3.逐一分析这三种方案，找出每个方案的实验组和对照组。

4.哪个方案更能说明问题？为什么？

其中的第三项要求学生逐一分析三种方案，找出每个方案的实验组和对照

组。学生在进行这一训练时，大多数的思路应该非常模糊、混乱。不要说学生，老师如果没看教参，也有可能有点晕乎。

综合以上两个因素（基石和要求）可以看出：判断、确定对照组和实验组是学生应该掌握的一种能力。设计实验要知道如何确定对照组和实验组，做习题也要知道判定对照组和实验组。虽然对如何判定有很多不同的声音，但不妨碍我们对这个问题的探讨，尝试着进行区分。

在如何确定对照组和实验组之前，我们有必要先搞清楚一些概念。因为在探讨的过程中，会牵涉到相关的概念以及它们之间的关系，如果这些概念没有弄清，将影响我们对对照组和实验组的判定。

二、几个概念的说明

1.对照实验

虽然教材没有对对照组和实验组进行阐述，但是在安排第一个探究实验时对什么是“对照实验”作了详尽的说明。教材在七上P15给出了对照实验的定义：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，叫做对照实验。我们也来看一下高中生物课本给对照实验下的定义：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。可以说高中的表述直截了当，一目了然。应该说，在对照实验的表述上，高中课本解释的更加直接、明了，更符合学生的认知水平，它很明确地体现出了控制单一变量这一主题、这一原则。

2.对照实验遵循的原则：

（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）可行性原则：符合实验者的一般认知水平；还要满足现有的条件，具有进行实验和完成实验的可能性。

（3）简便性原则：实验的材料易获得，装置简化、简单，实验药品便宜，操作简便等等。

（4）可重复性原则：一方面，减少误差，增加信度。另一方面，你做的实验，同样的情况下，别人应该可以重复验证。

（5）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。

（6）等量原则：除研究因素以外，所有可以影响实验过程或结果的因素都应该保持一样。

（7）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，就能有效地排除其它因素对结果的干扰，增加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，而单一变量原则又是对照性原则的前提。

在生物实验的基本思想就是“对照”，因此，大多数生物实验都是在控制单一变量的前提下，根据对照性原则进行设计的。我们前面介绍的学业考试的几个实验都是依据控制单一变量的前提，根据对照性原则进行设计的。

设置对照实验的目的就是要排除无关变量对结果的影响，突出所要研究的实验变量和反应变量之间的关系。

我们简单介绍一下各种变量的定义及关系。

3.变量的概念、种类及关系：

变量是指在实验中可以发生变化的因素。

变量通常分为三种：实验变量、反应变量和无关变量。

实验变量是实验中所要研究的变量。它是由实验者人为控制或改变的因素或条件，以此研究它对实验过程或结果的影响。讲的“控制单一变量”实际上就是指实验变量。

当然，在实验中，如果研究的因素发生了变化，实验变量也就改变了。 反应变量是实验过程中由于实验变量而引起的变化或结果。即实验变量是原因，反应变量是结果，二者存在对应的因果关系。

无关变量是指在实验中除实验变量以外、其他能够影响实验现象或结果的因素和条件。它不是我们研究的对象而已。无关变量必须保持相同。

下面通过例子说明三个变量及关系：

在“光对鼠妇生活的影响”探究实验中，光、暗（即光照的变化）就是实验变量（是我们要研究的因素，我们人为地进行控制），而由于光、暗条件的变化，引起鼠妇的活动区域也随之发生变化，这就是反应变量，实验变量和反应变量存在着对应的因果关系。实验变量不是唯一影响实验的因素。除了光照的变化会影响鼠妇的生活，还存在着其他因素，如土壤的湿度、温度、食物、实验的装置、声响、人员活动等等诸多因素也会对鼠妇造成影响，这些就是无关变量。

我们可以很明显看出，实验过程中，实验组别只有光照这个实验变量不一样（单一变量原则），其他的所有会产生影响的因素（无关变量）都必须保证相同（等量原则），然后通过对照就可以将实验的结果归结于光照这个变量，而和其他因素无关。

下面用关系图来说明

实验变量、反应变量和无关变量三者之间的关系

从图表中我们可以看出，实验变量是我们要研究的因素，当我们确定了实验变量后，就要通过各种措施来控制无关变量，使它们保持一致，排除无关变量造成的干扰，使无关变量这些因素被控制在相同的状态。同时，生物实验的对象多为生命体，这就要求无关变量保持常态（如空气、水等等），以满足实验对象正常的生理状态或需要。实验变量就成为唯一影响反应结果的因素，增加问题的说服力和可信度。

上面介绍了对照实验中几种变量及关系，下面看一看对照组和实验组通常的几种判定方法。

三、对照组和实验组认定的几种看法

但是由于实验组和对照组没有权威、统一的表述，必然导致人们对实验组和对照组在认识上的差异。主要有以下几种认定方法。 实验决反应无关影具有可具有具有