例析人教版高中生物学教材中"对照实验" 的种类和作用

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生物学教学2014年（第39卷）第5期

的种类和作用例析人教版高中生物学教材中“对照实验”

唐晓明

摘

要

（江苏省苏州中学园区校215021）

“观察”“实验”（实验法）。“实验”中学生物学教学中的实验，既包括单纯类的活动，也包括科学方法论意义上的的目的

“观察”“对照实验”。本文以实例分析了人教版高中生物学教材是探索只靠看不到的知识，其主要方式是对实验变量实施控制的“对照实验”中的种类和作用。关键词

高中生物学教材

对照实验

种类

作用

所谓对照实验，一般是指进行某种实验以探明一定因子对一个对象的影响时，除了对实验所要求的研究因子作操作处理外，其他因素都保持适宜和一致，通过结果比较获得结论的实验。通常，对照实验分为实验组和对照组。实验组，是接受实验变量处理的对象组；对照组也称控制组，对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组。

从理论上说，由于实验组与对照组无关变量影响是相等、平衡的，故实验组与对照组两者结果的差异，则可认定为是实验变量作用的结果，这样得出的实验结论是可信的、有说服力的。人教版高中生物学教材中常见对照实验有空白对照、自身对照、条件对照、相互对照和配对对照。1

空白对照

指不做任何实验处理的对照组。空白对照能明白地对比和衬托出实验的变化和结果，增强说服力。例《分子与细胞》“比较过氧化氢在不同条件下的如中的个概念之间建立起相互的关联，以对知识有一个整体的把握。也以此培养学生的生物科学素养。2

教学感悟

教师通过一节课的教学，可以从中学到很多并享受其学习的过程，这也是一个生物学教师成长的基本途径。2．1

教材内容的二次处理

教材中所用的例子，无疑

是经典的，然而在具体的教学中，教师仍然可以根据实际情况和教学的需要来进行选择和改动。在本节教学中，没有采用教材中的草原生态系统，也没有让学生讨“影响生态系统稳定性的因素”论教材提供的的资料，，而是采用本地资源“太湖”应用学生通过自己调查、搜集的资料，更能让学生关注自然，关注社会，逐渐形成正确的价值观。2．2

课堂语言的字斟句酌

课堂教学的语言，不仅仅

需要声情并茂或抑扬顿挫，更需要的是严谨和科学性。本节在语言的表述上，要注意词义的性质和力度，例如、“被破坏”“崩溃”；生态系统具有一定的生态系统的

、“破坏””稳定性，有什么力量可以“摧毁它；生态系统

2、分解”的实验：取4支洁净的试管，分别编上序号1、3、4，向各试管内分别加入2mL 过氧化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。

将2号试管放在90ħ 左右的水浴中加热，向3号试管中滴入2滴FeCl 3溶液，向4号试管中滴入2滴肝脏研磨液，观察哪支试管产生的氧气多（图略）。

3、4，相对试管2、试管1是空白对照；试管1和2、试管1和3、试管1和4比较，自变量的差别分别是高3、4产生的气泡Fe 和过氧化氢酶的有无，温、试管2、（氧气）明显比试管1多，Fe 3+和过氧化氢酶说明高温、都能促进过氧化氢的分解。2

自身对照

指实验与对照在同一对象上进行，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。自身对照是在同一对象上的实验，无关变量降至最低，比较处理前后实验现象变化的差异得出实验结论。

“自我调节能力”，具有一定的还是“自动调节能力”等等。2．3

教学工具的综合运用

PPT 、实物投影、自制教具

的多样化教学等其价值不仅体现在能把教学内容通过几幅图画、几行文字、几段视频传达给学生，更能调动学生主动学习的兴趣，进一步帮助学生理解教学内容。特别是实物投影的使用，在展示学生的思考和讨论成果的同时，亦能引起其他同学更大的兴趣，增大课堂教学的关注度，让教与学有更大的针对性。2．4

有待改进的地方

教师对于学生课前如何搜集

资料，应给予必要的训练和指导；对学生在课上根据资料回答问题，应该教会他们必要的归纳和总结；学生进行小组讨论，须给有充足的时间。此外，教师应该认真倾听学生回答的问题，应该由学生来回答的问题教师不能越俎代庖。

主要参考文献

［1］37王建华．2012．浅谈生物新授课的评课策略．生物学教学，

（9）：8 9?

3+

檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪

生物学教学2014年（第39卷）第5期

：“植物细胞的吸水和失水”例如实验，是典型的自身对照。此实验出现了两次对照，第一次对照是紫色洋葱外表皮细胞置于0．3g /L蔗糖溶液（高浓度）中，质壁分离状态和自然状态对照：液泡缩小、细胞液的紫色加深，细胞壁和细胞膜分开。第二次对照是发生质壁分离的细胞，在清水（低浓度）的作用下，质壁分离复原的状态和质壁分离状态形成对照：液泡增大、细胞液的紫色变浅，细胞壁和细胞膜逐渐贴合。两次对照（成熟的）植物细胞在高于细胞液浓度的外界溶说明，

液中，发生（渗透）失水；在低于细胞液浓度的外界溶液中，发生（渗透）吸水。3

相互对照

指不另设对照组，而是几个实验组相互比对，其中每一组既是实验组也是其他组别的对照组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系。相互对照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。由于相互对照的每一组的实验结果都未知，所以相互对照是对照实验的一种特殊形式，也叫做对比实验。

例如：在生长素的发现过程中，达尔文观察到“植，物的向光性”并以金丝雀虉草的胚芽鞘为实验材料设计实验，对向光性的原因提出解释性假说：单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种刺激，当这种刺激传递到下部的伸长区时，会造成背光面比向光面生长快，因而出现向光性弯曲。

接着，詹森的实验推知：胚芽鞘尖端会产生某种刺激传递到下面，影响下面的生长。1914 1918年匈牙利人拜尔设计了一个巧妙、简洁的“相互对照”实验：2个胚芽鞘的尖端分别置于2个切去尖端的胚芽鞘上部的左侧和右侧，这样放置尖端的一侧接受刺激多，远离，“左侧”尖端的一侧接受刺激少和“右侧”相互对照。在黑暗中生长一段时间后，奇迹出现了：彼此相向弯曲生长（都弯向放置尖端的对侧）。推论，胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的刺激在其下部分布不均匀造成的。

一般来说，在等组实验中，如果不设空白对照，则大多是运用相互对照。相互对照能较好地平衡和抵消无关变量的影响，使实验结果具有说服力。所以，教材“比较过氧化中相互对照的例子很多，如在前面叙述的氢在不同条件下的分解”实验中，试管3和4之间相互。“探究对照，说明酶（相对无机催化剂）具有高效性酵母菌细胞呼吸的方式”试验中，设置有氧和无氧两种条件，比较酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸产物的。差异

“T 2噬菌体侵染大肠杆菌的实验”中，分别用

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P 、S 标记的T 2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，根

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据在离心管上清液和沉淀物中放射性的强弱，得出结论。4

条件对照

指虽给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，给定的处理因素正是为了保证实验中对照组和实验组相比只是少了实验变量的影响，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。“艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验”：艾弗里及其如

同事对S 型细菌中的物质进行了提纯和鉴定；他们将提纯的蛋白质、荚膜多糖和DNA 等物质分别加入培养了Ｒ型细菌的培养基中，结果发现：只有加入S 型细菌Ｒ型细菌才能够转化为S 型细菌；如果用中的DNA ，

DNA 酶分解从S 型细菌中提取的DNA ，就不能使Ｒ型细菌发生转化。

此实验是在格里菲斯的“肺炎双球菌体内转化实，“加热杀死的S 型细菌中，验”的基础上必然含有某种转化因子，把‘无毒的Ｒ型细菌转化为有毒的S 型细”，“这种转化因子究竟是什么？”艾弗里进行追问菌’

“肺炎双球菌体外转化实验”，2、3之间了其中实验1、，构成“相互对照”对比分析说明：DNA 是使Ｒ型细菌转化为S 型细菌的转化因子。

，实验4给定的处理因素“DNA 酶”降解了S 型细菌中提取的DNA ，保证了实验4和实验3相比，少了实验变量（S 型细菌中的DNA ）的影响，实验4作为条件（实验变量）DNA 才是转化因子”对照组，进一步说明“这一结论。5

配对对照

指把研究对象、条件相同的两个配成一对，分别给以不同的处理因素，对比两者之间的不同效应。例如“证明植物在光下产生淀粉”萨克斯的实验：把绿叶放在暗处预处理，目的是消耗掉叶片中的营养物质。然后，让叶片一半曝光；另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸气处理这片叶，发现曝光的一半呈深蓝色；遮光的一半则没有颜色变化。说明曝光的一半在光下合成了淀粉，遮光的一半没有合成淀粉。显然，实验是在同一对象的两个配对部分进行对照，说明植物在光下光合作用合成了淀粉。

(基金项目:江苏省规划办2013年重点课题(Ｒ－b /2013/02) :生物课堂“树式生长”教学结构的研究与实践; 江苏省规划办2013年重点课题(B －b /2013/02/199) :科学方法“显化”教育在高中生物教学中的实践研究; 江苏省中小学教研室2011年第九期立项课题(JK9－L075) :高中生物实验中科学方法“显化教育”的实践研究) ?