例1、(2005年普通高等学校春季招生考试)为验证光是植物生长发育的必要条件,设计如下实验:选择生长状况一致的小麦幼苗200株,随机均分为实验组和对照组,分别处理并预期结果。下面是关于实验组或对照组的处理方法和预期结果的几种组合,其中正确的是()
①实验组 ②对照组 ③黑暗中培养 ④在光下培养 ⑤生长育好 ⑥生长不良
A.②③⑤ B.①③⑥ C.①④⑤ D.②④⑥
答案选D 。但多数教师和学生认为选C,即①④⑤。
例2、 为了解土壤微生物是否能分解农药,并尽快得出实验结论,有人用"敌草隆"(一种除草剂)进行了实验。取等量砂土分装于相同的两容器中,a组高压灭菌,b组不灭菌,下列有关事项的叙述不正确的是( )
A.a组为实验组,b组为对照组
B.向a、b中喷入等量敌草隆,再置于同一恒温箱中培养相同时间
C.检测敌草隆消失的情况,预计a组敌草隆含量不变,b组的全部消失
D.只用砂土,实验效果不如几种典型土壤混合后的好
有些资料的答案选A、C,有些资料的答案选C。即在A项是否正确上存在争议。中学师生大多赞成前一种说法。
从上述两个例题我们不难看出,由于确定实验组和对照组的依据不同,导致了对对照组确定的混乱状况。
那么,在在生物实验中,到达应该如何确定实验组和对照组呢?人教社赵占良老师《人教版高中生物课标教材中的科学方法体系》(《中学生物教学》2007,3)一文给我们拨开了迷雾,看到了光明。下面是一段引自赵老师的文章:
实验的目的是探索仅靠观察所看不到的未知。为了探索这样的未知,必须对研究对象进行人为控制或施加某种影响。在对照实验中,经过这样的控制处理的一组事物称为实验组。为了确证实验组的结果是由人为进行的这种处理引起的,需要用同样的研究对象另外设置不作上述处理的一组事物进行观察,这样的未作实验处理的一组事物称为对照组。这里之所以强调"一组",主要是考虑到平行重复的问题。简单地说,进行了实验处理的事物是实验组,自然状态(未加处理)的事物称为对照组。针对具体的实验区分实验组和对照组时,需要清楚实验控制的原理。实验控制的原理不外乎加法原理和减法原理两种:与常态相比,人为增加某种影响因素即加法原理,人为去除某种因素即减法原理。对不少教师来说,运用加法原理设计的实验,区分实验组和对照组比较容易;运用减法原理设计的实验,区分实验组和对照组时则常常困惑。例如,在"比较过氧化氢酶在不同条件下的分解"实验中,1号试管处于常温环境(不加热),也不加任何催化剂,2号试管加热、3号试管加 FeCL3溶液,4号试管加肝脏研磨液。这显然是运用加法原理进行控制的实验,1号属于对照组,2号、3号、4号属于实验组。又如,德国植物学家萨克斯做的证明光合作用产生淀粉的实验:对天竺葵进行"饥饿"处理后,让叶片的一半曝光,一半遮光,过一段时间后用碘蒸气检验。叶片在自然状态下总是要见光的,人为地将一半叶片遮盖起来,让光照(实质是光合作用)这一因素处于缺失状态,这实际上就是运用的减法原理,这一组应当属于实验组,曝光的一半叶片则属于对照组。有人认为结论是相反的,原因有二:一是被"饥饿"处理所迷惑,二是认为遮光的一半叶片缺少实验因素。其实,"饥饿"处理只是为了使实验效果容易检测,与实验中的变量控制是无关的;遮光的一半叶片并非缺少实验因素,而是对实验因素进行的一种控制(即去除)。
笔者仔细读了一遍赵占良老师的文章,觉得这才算真正把问题的实质弄清楚了。赵老师分析得很透彻,对于我们中学教师来说,运用加法原理设计的实验,区分实验组和对照组比较容易,也没有什么争议。而运用减法原理设计的实验,区分实验组和对照组时我们则常常感到困惑,大家争论的也就是这一类问题。对照赵老师的文章,前面所引的两个例题,都是运用减法原理设计的实验,因此例1应选D,例2A项的说法是正确的,应选C
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