刍议生物实验设计中对照实验的分析及应用

苗沐霖

摘 要 本文对生物实验设计中的对照实验进行了简要的介绍，以甲状腺激素对动物神经系统的影响为例，对具体的对照实验进行了设计分析，希望对生物实验设计中对照实验的应用有所帮助。

关键词 生物 实验设计 对照实验

中图分类号：G633.91 文献标识码：A

生物是一门具有很强探究性的自然学科。通过科学探究方式进行生物课程学习，不仅能够更好地理解生物知识，同时还能极大地增强生物学习的兴趣，更好地掌握科学探究的方法。通过探究性的实验方式进行科学探究，在进行实验时通常将实验设计为对照实验方式，能够简化整个探究实验流程，从而更加准确、直观地得出所需要的结论。

1对照实验

1.1生物对照实验的概念

生物对照实验指的是在生物实验的过程中，研究某种实验条件对实验对象所带来的影响，需要将该种实验条件进行一定的变化，其他实验条件保持不变，进而得出该种实验条件变化后对实验结果的影响。这种单项实验条件的变化也可以称之为实验变量，控制一种实验变量，其他实验条件不变的实验就叫做对照实验。

1.2生物对照实验的原则

在进行生物对照实验时，首先要遵循科学性原则，一定要在科学性的前提下进行实验设计；其次在进行对照实验时，必须遵循单一变量原则，保持所要研究的因素发生变化，其他因素保持不变，可以更好地处理复杂的实验关系，将复杂的实验问题利用最简单的方式解决；最后要坚持对照性原则，在开展对照实验时，做好单一变量的控制，可以很好地避免其他相关因素对实验结果带来的影响和干扰，使得实验结果更加准确，增强实验结果的可信度。

1.3生物对照实验的类型

常见的生物对照实验有三种，分别为空白对照、自身对照以及相互对照。

1.3.1空白對照

空白对照实验能够更好的探究某项实验因素的有无对整个实验结果的影响，将实验组的因素对实验见过的影响简单直观的表现出来。比如在研究唾液淀粉酶对淀粉的影响时，实验组加入唾液，空白对照组选择与唾液等量的蒸馏水；又比如在研究水对种子萌发的作用与影响时，实验组选择加入一定量的水，空白对照组不加水。

1.3.2自身对照

自身对照是将实验前后的结果进行对比，对比实验前后的差异性以及现象变化进而整理出实验结论。比如在做细胞的质壁分离以及复原实验时，选择一个成熟的植物细胞，如洋葱，首先进行质壁分离实验，给洋葱细胞上滴入高浓度盐水，观察盐水滴入前后洋葱细胞的自然状态以及质壁分离状态，在观察完之后还可以观察质壁分离状态和复原状态，给质壁分离的洋葱细胞滴入低浓度盐水，洋葱细胞的质壁分离状态会逐渐复原。

1.3.3相互对照

相互对照直接在多个实验组之间进行对照，进而得出结论。当不明确某种变量对实验结果所带来的影响时，可以选择相互对照，通过多个实验组之间的相互对比来明确变量与结果之间的关系。在进行实验对照时，可以从变量的量上进行控制，进而研究出对实验结果所造成的影响。比如研究温度对唾液淀粉酶活性的影响时，选择5支加入等量唾液淀粉酶以及淀粉的试管，分别处于不同温度的环境中，如0℃、20℃、37℃、60℃、80℃的水中，在一定的时间后检测试管中淀粉的减少程度，将五组实验结果进行对比，分析出唾液淀粉酶的最适宜温度，假如说是37℃，还可以更加细化的进行相互对照实验，比如33℃、35℃、39℃、41℃、43℃，继续研究唾液淀粉酶的最适宜温度。

1.4常见需要进行对照实验的实验设计

中学阶段需要进行对照实验的生物实验设计一般有五种，第一种是观察细胞结构类，比如说细胞的分裂、细胞质的流动等；第二种是观察生理现象类，比如细胞的质壁分离以及质壁分离复原；第三种是探究物质性质类实验，主要研究对象为催化剂、反应酶；第四种为鉴定物质成分实验，主要为对DNA进行鉴定以及提取实验；第五种为调研类实验，研究生物群落、污染对生物的影响等实验。

2对照实验设计思路

2.1对研究对象进行分组

首先将研究对象分为两组，分别为实验组和对照组，以研究甲状腺激素对动物神经系统的影响为例，可以选择一定量的老鼠分为两组，进行编号。要做好研究对象数量控制工作，既不能过多，也不能过少，过多会增加实验的难度，过少可能会存在偶然误差。两组实验对象中，对于老鼠的品种，大小，健康状况要尽量保持一致，避免意外因素对实验结果带来的干扰。

2.2做好研究变量的控制工作

本次研究主要是为了研究甲状腺激素对动物神经系统兴奋性的影响。因为影响动物神经系统兴奋性的因素可能由多个方面的原因，比如说老鼠所处的环境、温度、食物等，将除了甲状腺激素之外的因素都视为其他因素，这些因素在实验中保持一致。

2.3控制变量

将两组老鼠分为实验组和对照组，给实验组的老鼠食物中额外加入一定量的甲状腺激素，对照组的老鼠食物不变，保持其他因素的一致性，在一定的时间后观察两组老鼠的状态，并进行比较。可以明显看出实验组的老鼠表现的异常兴奋，上蹿下跳，而对照组的老鼠并无较为明显的变化，进而得出结论，甲状腺激素可以增强动物神经系统的兴奋性。

2.4注意事项

在进行实验设计时，一定要做好实验分组工作，同时整个实验的变量只能有一个，就是甲状腺激素，其他实验条件要保持一致性，在整个实验过程中一旦有其他因素发生改变，则该实验必须要尽快做出调整，必要时重新开始实验。选择的老鼠一定要保持其活性和健康性，老鼠的数量要控制在合适的范围，比如说每组五只，同时要掌握甲状腺激素在动物体内作用的时间，过早或者过晚对照组的老鼠和实验组的老鼠在兴奋性方面可能并没有过多的区别，过早甲状腺激素未发生作用，过晚甲状腺激素作用已经过去，老鼠陷入疲惫状态，使得整个实验无法得出理想的实验结论。

3结语

生物探究性实验设计能够更好的提高学生的科学素养，使学生的动手能力、思维能力得到培养和增强，便于学生理解生物知识，解决实际问题。利用对照实验开展生物探究性实验，能极大地简化实验难度，在进行对照实验的设计时，先要对研究对象进行分组，再控制好实验过程中的变量，还需要注意设计过程中的一些注意事项，让对照实验在生物实验设计中得到更好的应用。

参考文献

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