例談實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的判斷
重慶市墊江中學(xué)（408300） 趙德強(qiáng)
實(shí)驗(yàn)的對(duì)照性原則是設(shè)計(jì)和實(shí)施實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)則之一。通過設(shè)置實(shí)驗(yàn)對(duì)照，排除無關(guān)變量的影響，從而增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度和說服力。但在分組對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組有時(shí)不易區(qū)分，這里就依例談?wù)剬?shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的判斷。
1．根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩砼袛?br>生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是有一定研究目的，也就是實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹Ｔ趯?shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)手段的主動(dòng)選擇，實(shí)驗(yàn)對(duì)象的干預(yù)措施，實(shí)驗(yàn)的環(huán)境條件控制，都是受實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡闹萍s的。因此，實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)組就是針對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩砜刂啤⒏深A(yù)研究對(duì)象而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作，是用來證明實(shí)驗(yàn)假設(shè)的。而對(duì)照組同樣是針對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，達(dá)到排除其它無關(guān)因素或非研究因素的對(duì)研究對(duì)象的干擾而進(jìn)行的操作。只要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的關(guān)系后，就能準(zhǔn)確區(qū)分實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。
例：1864年，德國科學(xué)家薩克斯將綠色葉片放在暗處幾小時(shí)，然后把此葉片一半遮光，一半曝光。經(jīng)過一段時(shí)間后，用碘蒸氣處理葉片，成功地證明綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉。薩克斯對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)具有嚴(yán)密的邏輯性，具體體現(xiàn)在（ ）
A．有對(duì)照實(shí)驗(yàn) B．本實(shí)驗(yàn)不需要設(shè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)
C．曝光處作為對(duì)照實(shí)驗(yàn) D．遮光處作為對(duì)照實(shí)驗(yàn)
究竟選C 還是選D，也就是究竟哪是實(shí)驗(yàn)組，哪是對(duì)照組呢？首先要明確薩克斯實(shí)驗(yàn)的目的到底是什么。是為了“證明光合作用需要光照”還是“證明植物光合作用能產(chǎn)生淀粉”呢？不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康钠鋵?shí)驗(yàn)的操作就不同，當(dāng)然實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組也就可能不同。從當(dāng)時(shí)（1864年）的情況來看，光合作用的過程還不清楚，植物能否產(chǎn)生淀粉并不完全確定，更加談不上以淀粉作為檢測(cè)光合作用是否進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)了。由此我們可以確定薩克斯做該實(shí)驗(yàn)的目的是為了“證明植物在光下能產(chǎn)生淀粉”，而在人教版高中《生物》必修教科書第一冊(cè)第52頁上明確說明了“這一實(shí)驗(yàn)成功地證明了綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉”，這也進(jìn)一步佐證了此實(shí)驗(yàn)的目的是“證明植物在光下能產(chǎn)生淀粉”。而為了證明這一點(diǎn)，達(dá)到這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，只需進(jìn)行直接的實(shí)驗(yàn)證明即可，也就是直接把饑餓處理后無淀粉的葉片置于光下，觀察有無淀粉產(chǎn)生即可證明，所以曝光處作為實(shí)驗(yàn)組。而通過遮光組作為對(duì)照組，用以確定淀粉不是來自于其它來源，而是來自光合作用。
但是到現(xiàn)在，知識(shí)背景變化了，我們已經(jīng)明確知道光合作用的過程、條件及產(chǎn)物等，所以又可以通過該實(shí)驗(yàn)證明“植物光合作用需要光照”，這時(shí)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康母淖兞?。?dāng)然淀粉的有無就是檢測(cè)光合作用是否進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)了。此時(shí)遮光處理是實(shí)驗(yàn)組，因?yàn)檫@樣可以證明無光不能進(jìn)行光合作用，而對(duì)照組只是為確定其它因素對(duì)此結(jié)果無影響(比如材料，空氣等的影響)。因此，同樣的實(shí)驗(yàn)，如果是不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鋵?shí)驗(yàn)組和對(duì)照組就不同。
2． 根據(jù)已知與未知來判斷
對(duì)照組的作用是起到一種襯托參照作用，所以，對(duì)照組其實(shí)驗(yàn)過程、結(jié)果、現(xiàn)象對(duì)實(shí)驗(yàn)者來說是已知的，有感性上或理論上的認(rèn)識(shí)的，公認(rèn)的。實(shí)驗(yàn)組往往是未知的，要探究的，要證明，要驗(yàn)證的。
例：為驗(yàn)證光是植物生長發(fā)育的必要條件，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：選擇生長狀況一致的小麥幼苗200株，隨機(jī)均分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，分別處理并預(yù)期結(jié)果。下面是關(guān)于實(shí)驗(yàn)組或?qū)φ战M的處理方法和預(yù)期結(jié)果的幾種組合，其中正確的是（　 ）
① 實(shí)驗(yàn)組?、趯?duì)照組　③黑暗中培養(yǎng)?、茉诠庀屡囵B(yǎng)?、萆L育好?、奚L不良
A．②③⑤　　　　B．①③⑥　　　　C．①④⑤　　　　D．②④⑥
答案選B。但很容易錯(cuò)選C。
“光是植物生長發(fā)育的必要條件”這是已知的，公認(rèn)的，現(xiàn)在做實(shí)驗(yàn)的目的只是驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論。所以，我們只要設(shè)置實(shí)驗(yàn)，在黑暗中培養(yǎng)植物，觀察其生長狀況，如果生長不良，這就證明沒有光是不行的，光就是植物生長發(fā)育的必要條件。該組也就是實(shí)驗(yàn)組。而用有光下培養(yǎng)的作為對(duì)照組。其實(shí)驗(yàn)的思路是，要證明a是b的必要條件，只要證明沒有a就沒有b(實(shí)驗(yàn)組)，而用已知的有a就有b來對(duì)照。
又如：驗(yàn)證唾液淀粉酶是蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中，在A、B二支試管中分別加入等量（2mL）的蛋清液、唾液。然后分別向二支試管中各加入等量（2～3滴）0.1g•mL-1的NaOH溶液，振蕩。再向二支試管中各加入等量（2～3滴）0.01 g•mL-1的CuSO4溶液，振蕩。
在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，其中蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑呈紫色，即A支試管中的現(xiàn)象是已知的，公認(rèn)的，公理性的事實(shí)。所以A就是對(duì)照組。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的思路是：蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑呈紫色(A支試管)，如果唾液淀粉酶與雙縮脲試劑也呈紫色(B支試管)，那么唾液淀粉酶就是蛋白質(zhì)。反之就不是蛋白質(zhì)。
3． 根據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行處理的方式來判斷
在實(shí)驗(yàn)中，給實(shí)驗(yàn)對(duì)象施以某種實(shí)驗(yàn)處理，而這種處理就是實(shí)驗(yàn)假設(shè)所給定的實(shí)驗(yàn)變量的處理，那么，這個(gè)處理組就是實(shí)驗(yàn)組。
例如。為了解土壤微生物是否能分解農(nóng)藥，并盡快得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，有人用“敵草隆”（一種除草劑）進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。取等量砂土分裝于相同的兩容器中，a組高壓滅菌，b組不滅菌，下列有關(guān)事項(xiàng)的敘述不正確的是（ ）
A．a(chǎn)組為對(duì)照組，b組為實(shí)驗(yàn)組
B．向a、b中噴入等量敵草隆，再置于同一恒溫箱中培養(yǎng)相同時(shí)間
C．檢測(cè)敵草隆消失的情況，預(yù)計(jì)a組敵草隆含量不變，b 組的全部消失
D．只用砂土，實(shí)驗(yàn)效果不如幾種典型土壤混合后的好
答案選A、C，即A和C項(xiàng)是不正確的。但是，人們很容易認(rèn)為A是正確的。
a組進(jìn)行了高壓滅菌，這種處理措施是針對(duì)實(shí)驗(yàn)變量（土壤微生物的有無或多少）而進(jìn)行的處理，所以為實(shí)驗(yàn)組，b組不滅菌，不做處理，為對(duì)照組。
又如，驗(yàn)證魚鰭的作用這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，剪掉魚鰭的就是實(shí)驗(yàn)組，不剪魚鰭的就是對(duì)照組。
但是，有的實(shí)驗(yàn)中雖然給實(shí)驗(yàn)對(duì)象施以某種實(shí)驗(yàn)處理，但這種處理不是針對(duì)實(shí)驗(yàn)假設(shè)所給定的實(shí)驗(yàn)變量的處理，這樣的處理組不是實(shí)驗(yàn)組，而是對(duì)照組。
例如：“飼喂甲狀腺激素對(duì)小動(dòng)物生長發(fā)育的影響”的實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)分組：甲組：飼喂甲狀腺激素；乙組：飼喂甲狀腺抑制劑；丙組：不飼喂藥劑。
該實(shí)驗(yàn)中，甲組進(jìn)行了處理，且是實(shí)驗(yàn)假設(shè)所給定的實(shí)驗(yàn)變量（甲狀腺激素的是否飼喂）的處理，所以為實(shí)驗(yàn)組。乙組飼喂甲狀腺抑制劑的處理，但是這種處理不是實(shí)驗(yàn)假設(shè)所給定的實(shí)驗(yàn)變量的處理，是施加了一定條件的處理，應(yīng)該為條件對(duì)照組。丙組不飼喂藥劑，不做處理，為空白對(duì)照組。此實(shí)驗(yàn)既設(shè)置了條件對(duì)照，又設(shè)置了空白對(duì)照，通過比較、對(duì)照、更能充分說明實(shí)驗(yàn)變量——甲狀腺激素有促進(jìn)動(dòng)物的生長發(fā)育的作用。
4． 對(duì)沒有明顯的實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的判斷
有些實(shí)驗(yàn)，不另設(shè)對(duì)照組，而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組相互對(duì)照。這就沒有專門的對(duì)照組，也就是各實(shí)驗(yàn)組之間相互對(duì)照。在等組實(shí)驗(yàn)中，大都是運(yùn)用這種相互對(duì)照。在相互對(duì)照中，各個(gè)組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往均是未知的，要探究的。
例如：現(xiàn)有一種植物的種子，已經(jīng)知道它的萌發(fā)受水分、溫度和氧氣的影響，但不了解其萌發(fā)與光是否有關(guān)，探究光的有無對(duì)該種子萌發(fā)的影響，請(qǐng)你依據(jù)所給材料和用品設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)的方法步驟，預(yù)測(cè)可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并分別得出相應(yīng)的結(jié)論。
方法步驟：（1）向培養(yǎng)皿中倒入適量的水，將等量的種子分別放入兩組培養(yǎng)皿中。（2）將一組置于有光照的環(huán)境中，另一組置于黑暗環(huán)境中，在培養(yǎng)過程中，使兩組所處溫度、水分、空氣狀況適宜且相同。
該題中有光照組與無光照組就是相互對(duì)照。因?yàn)檫@兩組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都是未知的。
又如，考察某生物實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響，此時(shí)，各實(shí)驗(yàn)組分別在不同的溫度條件下做實(shí)驗(yàn)，各個(gè)組在實(shí)驗(yàn)中就起到了相互對(duì)照的作用。
綜上所述，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的區(qū)分，要根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑢?shí)驗(yàn)結(jié)果的已知和未知，實(shí)驗(yàn)的對(duì)象的不同的處理措施等情況具體而定。對(duì)一個(gè)具體的實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的判斷，也可以用這種幾種判斷方法綜合來考慮。