浅谈生物教学中对照实验的设置

杨红彩

【摘要】实验设计属于近年来高考考查的热点问题，生物实验设计通过设计对照实验平衡无关因素，增强实验方案的说服力，因此学生有必要了解实验设计的简单理论知识。

【关键词】实验设计 对照实验 设置

实验设计是指在正式进行科学实验之前，实验者根据一定的目的和要求，运用有关的科学知识原理，制定实验过程中的材料、仪器、方法、步骤等全部方案。中学生物学中的实验设计，是为研究一个课题（或一个问题）提供一个简易的可行性方案，并通过这个方案的实施探究或验证一个生物学结论（事实）或者对某一生物学现象做出科学合理的解释。

对照的设计是生物实验设计的基本思想。设置对照实验的目的在于消除无关变量对实验结果的影响，使实验结果更可信，更有说服力。

1.哪些实验设计需要设置对照实验

中学生物实验可以分为5类：（1）细胞结构观察类实验，如观察植物细胞有丝分裂，用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动；（2）生理现象观察类实验，如观察植物细胞的质壁分离与复原实验； （3）物质性质探索类实验，如比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率；（4）物质成分鉴定类实验，如DNA的提取与鉴定；（5）生物实习和研究性学习类实验，如种群密度的取样调查，调查环境污染对生物的影响。从前面的分类和示例来看，生理现象观察、物质成分鉴定、物质性质探索、生物实习和研究性学习的实验，一般需要设置对照实验，可以这样说，只要研究未知因素对实验过程和实验结果是否有影响作用的实验设计，都需要设置对照实验。

2.如何区分对照组和实验组

对照实验分为对照组和实验组。对照组是指实验在正常条件下进行，不接受实验变量处理的对象组；实验组是指实验含有未知的、需要探究的因素，接受实验变量处理的对象组。

例如血糖的调节主要通过胰岛素来完成的，胰岛素分泌增加可促进血糖合成糖元，抑制非糖物质转化为葡萄糖，使血糖降低。血糖含量过低，动物会出现惊厥、昏迷等现象。请根据提供的实验材料和用具，简要写出第二步及以后的实验步骤和实验结果，验证胰岛素在调节血糖方面的作用。

一、实验材料和用具

小白鼠4只；鼠笼2个；胰岛素溶液；50%葡萄糖溶液；生理盐水；注射器1个。

二、实验步骤和实验结果

①将4只小白鼠分为实验和对照两组，每组2 只。

【实验分析】：

实验目的：验证胰岛素在调节血糖方面的作用。

实验原理：动物体内血糖的调节主要通过胰岛素完成，胰岛素分泌增加可促进血糖合成糖元，抑制非糖物质转化为葡萄糖，从而使血糖降低。

材料用具：胰岛素溶液；50%葡萄糖溶液；生理盐水；注射器1个。

反应变量：动物出现惊厥、昏迷等现象。

无关变量：小白鼠生长发育状况、注射量、环境条件等。

对照方式：空白对照，对照组注射等量生理盐水。

变量控制：注射胰岛素溶液。

实验步骤：①将4只小白鼠分为实验和对照两组，每组2 只。

②将两组小白鼠饥饿处理18—24小时。

③实验组在腹腔下注射适量的胰岛素， 对照组注射等量的生理盐水，置于30℃—37 ℃环境中。

④一段时间后，甲组（实验组）出现惊厥昏迷等现象，对照组正常。

⑤两组皮下均注射葡萄糖，实验组恢复正常，对照组仍正常。

结果预测：实验组出现惊厥昏迷等现象，对照组正常。

实验解释：胰鸟素使血糖含量过低，动物出现惊厥、昏迷等现象。

实验结论：胰岛素能降低血糖。

练习：试设计一个实验验证“黄瓜子房发育成果实需要种子提供生长素”。

【答案】

提示：①黄瓜是雌雄同株单性花。

②生长素是实验变量，生长素来源有两个：直接涂上和种子产生。

含有生长素

种子产生生长素 …………………… 实验组

人工涂上生长素 …………………… 对照组

不含有生长素：

不做任何处理 ……………………… 对照组

实验设计是对学生综合能力的测试，需要学生运用学习过的理论知识和动手操作的实践经验，经过分析、综合，才能完成实验方案。因此，学生只有亲自进行实验操作，在实验过程中不断积累实践经验，才能使实验设计的能力不断提高。

参考文献：

[1]冉永红.生物实验设计中的对照原则[J].考试周刊.2011（48）.

[2]孟娟.浅谈初中生物教学中对照实验的设计[J].现代阅读（教育版）.2011（15）.