例谈实验组和对照组的判断

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对照性原则是中学实验设计中最常用的原则之一。通过设置对照实验，既可排除无关变量的干扰，又可增加实验结果的可信度和说服力。一个实验可包括实验组和对照组。但在教学过程中发现学生对实验组和对照组往往难于区分，笔者将在本文举例谈谈实验组和对照组的判断。

一、从命题的条件关系进行判断

在生物实验设计中，把握充分条件和必要条件的内涵，有助于明确实验目的与实验组、对照组的关系。所谓充分条件是结果出现的必须条件。如果有事物情况A，则必然有事物情况B；如果没有事物情况A而未必没有事物情况B，A就是B的充分而不必要的条件，简称充分条件。简单地说，满足A，必然B；不满足A，不必然B，则A是B的充分条件。若实验目的是一个“A是B的充分条件”的命题，只要直接证明“有A就有B”即可。如果没有事物情况A，则必然没有事物情况B；如果有事物情况A而未必有事物情况B，A就是B的必要而不充分的条件，简称必要条件。简单地说，不满足A，必然不满足B；满足A，不必然B，则A是B的必要条件。若实验目的是“A是B的必要条件”的命题，则需要用反证法证明，即证明“非A即非B”。

例1.为验证光是植物生长的必要条件，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）生长发育好 （6）生长不良

A．（2）（3）（5） B.（1）（3）（6）

C.（1）（4）（5） D.（2）（4）（6）

分析：该题很多学生会错选为C。本题的实验目的就是光（A）使植物生长（B）的必要条件。证明必要条件的命题，只要用反证法证明“非A即非B”即可。即证明没有光植物就不能生长。此时去除实验因子——没有光照的就是实验组，给予实验因子的是对照组。很容易就能得到正确答案B。

二、从实验目的判断

同一实验，即使实验处理方法相同，但实验组和对照组会因实验目的不同发生变化。所以要想判断实验组和对照组。首先要明确实验目的，为达到实验目的而施加实验条件的这组就是实验组。其他组别是为了让实验组更具有说服力，即为对照组。如1864年，德国科学家萨克斯把绿色叶片放在暗处几小时，然后把这个叶片一半曝光，另一半遮光。一段时间后，用碘蒸汽处理叶片。成功证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。在这个实验中，到底是曝光处是对照组还是遮光处是对照组？这就取决于该实验目的是证明“光合作用能产生淀粉”还是证明“光合作用的条件是光照”。如果实验目的是证明光合作用能产生淀粉，为实现实验目的施加光照的就是实验组，而黑暗处理的是对照组。如果实验目的是证明光照是光合作用的条件，即证明没有光照不能进行光合作用。则为达到这实验目的而进行遮光处理的就是实验组，相反施加光照的是对照组。

三、从对照实验的类型判断

1.自身对照

自身对照指对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不另设对照。自身对照方法简便，关键是看清实验处理前后现象变化的差异。实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化则为实验组。

例2.某人设计实验探究元素X是否属于植物正常生长的必需矿质元素，其构思大致如下：

本实验中存在两组对照实验，属于对照组的分别是（ ）

A.甲组、实验前 B.甲组、实验后

C.乙组、实验前 D.乙组、实验后

分析：本题要探究某种矿质元素是植物正常生长的必要条件，可用前面提到的反证法。即证明没有X元素植物不能正常生长。因此第一次对照实验中，除去X元素的是实验组，而完全培养液一组作为对照组。乙组中实验前（无X元素）与实验后（有X元素）之间存在着自身对照，在自身对照中，实验处理后的变化是实验组，实验处理前为对照组。所以答案是A。

2.相互对照

相互对照是指不单独设计对照组，而是几个实验组相互对比对照，其中每一组既是实验组也是其他组别的对照组，由此得出相应的实验结论。一般是在探究某种实验因素对实验结果的影响不明确的情况下使用，通过实验的相互对比，确立实验变量和反应变量的关系。相互对照较好地平衡和抵消了无关变量的影响，使实验结果具有说服力。

3.空白对照和条件对照

空白对照是指不给对照组任何处理因素，因而空白对照能明白地对比和衬托出实验组的变化和结果，增强了实验结果的说服力。设置空白对照目的是为了说明实验对象所具备的性质等，作为“空白对照”，它的实验结果应该是预知的，所以空白组明显的就是我们所指的对照组了。

条件对照是指虽然给对象施以部分实验因素，但这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的，这种处理是有对照意义的。

例如，“验证甲状腺激素促进幼小动物发育”实验中，采用等组实验法，其实验设计方案是：以蝌蚪为实验材料，甲组饲喂甲状腺激素；乙组饲喂甲状腺抑制剂；丙组不饲喂药剂。显然，本实验的变量是甲状腺激素。乙组给实验对象施加了不是本实验所假设的实验变量的处理，而是给以甲状腺抑制剂处理，即为条件对照。条件对照的目的是通过对比得出相对立的结论，以验证实验结论的正确性。丙组不做处理，是空白对照。该实验既设置了条件对照，又设置了空白对照，通过比较、对照，更能充分说明实验变量——甲状腺激素能促进蚯蚓的生长发育。又如，在艾弗里证明DNA是遗传物质的实验中，实验组是“R型活细菌＋S型细菌的DNA混合培养”，条件对照组是“R型活细菌＋S型细菌的DNA和DNA酶混合培养”。充分说明DNA分子可以使R型细菌转化为S型细菌

实验组和对照组的区分，要根据不同的实验目的，实验结果的已知和未知，实验对象的不同处理措施等情况具体而定。对一个具体实验中的实验组和对照组的判断，也可用上述几种方法综合考虑。

（作者单位：广西北海市第七中学）