實驗的目的是探索僅靠觀察所看不到的未知。為了探索這樣的未知,必須對研究對象進行人為控制或施加某種影響。
在對照實驗中,經過這樣的控制處理的一組事物稱為實驗組。為了確證實驗組的結果是由人為進行的這種處理引起的,需要用同樣的研究對象另外設置不作上述處理的一組事物進行觀察,這樣的未作實驗處理的一組事物稱為對照組。這裡之所以強調「一組」,主要是考慮到平行重複的問題。簡單地說,進行了實驗處理的事物是實驗組,自然狀態(未加處理)的事物稱為對照組。
針對具體的實驗區分實驗組和對照組時,需要清楚實驗控制的原理。實驗控制的原理不外乎加法原理和減法原理兩種:與常態相比,人為增加某種影響因素即加法原理,人為去除某種因素即減法原理。
對不少教師來說,運用加法原理設計的實驗,區分實驗組和對照組比較容易;運用減法原理設計的實驗,區分實驗組和對照組時則常常困惑。例如,在「比較過氧化氫酶在不同條件下的分解」實驗中,1號試管處於常溫環境(不加熱),也不加任何催化劑,2號試管加熱、3號試管加FeCL3溶液,4號試管加肝臟研磨液。這顯然是運用加法原理進行控制的實驗,1號屬於對照組,2號、3號、4號屬於實驗組。又如,德國植物學家薩克斯做的證明光合作用產生澱粉的實驗:對天竺葵進行「飢餓」處理後,讓葉片的一半曝光,一半遮光,過一段時間後用碘蒸氣檢驗。葉片在自然狀態下總是要見光的,人為地將一半葉片遮蓋起來,讓光照(實質是光合作用)這一因素處於缺失狀態,這實際上就是運用的減法原理,這一組應當屬於實驗組,曝光的一半葉片則屬於對照組。有人認為結論是相反的,原因有二:一是被「飢餓」處理所迷惑,二是認為遮光的一半葉片缺少實驗因素。其實,「飢餓」處理只是為了使實驗效果容易檢測,與實驗中的變量控制是無關的;遮光的一半葉片並非缺少實驗因素,而是對實驗因素進行的一種控制(即去除)。
摘自:趙佔良,高中生物新課程科學探究活動概述《中學生物教學》2007年第3期
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