关于对照实验和对比实验

关于对照实验和对比实验
关于对照实验，科学方法论的书上一般是这么论述的：如果两组实验中，除了一个因素不同以外，其余因素都相同，那么这两组实验称为对照实验。

对照实验一般要设置对照组和实验组。

对照组和实验组要依据研究的问题和作出的假设来确定，有时候研究的问题和作出的假设改变了，对照组和实验组有可能会发生对换。

一般来说，保持原有状态的组作为对照组，人为改变条件的组作为实验组；或者是，已知实验结果的组作为对照组，未知实验结果的组作为实验组。

对比实验是指设置两个或两个以上的实验组，通过对比结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验称为对比实验。

对照实验的范畴比对比实验广，因而又有人将对比实验称为相互对照实验。

例如，在实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”中，1号试管是在常温下只加入过氧化氢溶液，2号试管是加入了过氧化氢溶液并在90 ℃水浴中加热，3号试管是在过氧化氢溶液中加入FeCl3溶液，4号试管是在过氧化氢溶液中加入肝脏研磨液。

那么，1号与2号、1号与3号、1号与4号是三组对照实验，其中1号是对照组，2号、3号、4号是实验组（更严谨一些，1号与3号、1号与4号作为对照实验时，1号中应加入与FeCl3溶液或肝脏研磨液等量的蒸馏水）；3号与4号是对比实验。

在具体教学中，不提倡学生死记硬背科学方法名词，应注意避免把科学方法的教学知识化，值得提倡的做法是在具体的探究问题情境中指导学生理解并灵活运用科学方法。

关于“对照实验”和“对比实验”
对照实验是科学研究常用的一种实验方法，目的是通过比较实验的结果找到想要研究的因素对实验的影响作用，从而为科学的研究提供事实依据和直接证据，是否有适当的对照试验，在许多情况下会影响研究的成果。

一般进行某种试验以阐明一定因子对一个对象的影响和处理效应或其意义时，除了对试验所要求研究的因子或操作处理外，其他因素都保持一致，并把试验的结果进行比较，这样的实验叫做对照实验。

通俗的理解就是如果两组实验中，除了一个因素不同以外，其余因素都相同，那么这两组实验称为对照实验。

通常，一个对照实验总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，这样，从理论上说，由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的，被平衡了的，故实验组与对照组两者之间的差异差异，则可认定为是来自实验变量的效果，这样的实验结果是可信的。

通俗的理解，一般来说保持原有状态的组作为对照组，人为改变条件的组作为实验组；或者是，已知实验结果的组作为对照组，未知实验结果的组作为实验组。

对照可以用来消除或平衡无关变量带来的影响。

例如，绿叶在实验前已经含有淀粉，“饥饿”处理相当于实验的前测，经过前测处理绿叶已经没有淀粉了，我们只要继续让其保持这种状态就是一个的标准“参照物”；遮光的一半叶片还可以还可以消除从别的叶子运输的养分生成淀粉（糖类是以蔗糖的形式在植物的不同的部位运输的，如果实验时间足够长，遮光的一半叶片也含有少量淀粉这种可能是存在的，就象阴生的也叶片消耗养分影响作物的产量一样的道理）这种可能性的影响。

按对照的内容和形式上的不同，通常有以下对照类型：
空白对照：指不做任何实验处理的对象组。

例如，在“生物组织中可溶性还原糖的鉴定”的实验中，向甲试管溶液加入含可溶性还原糖的组织样液和斐
林试剂，而乙试管溶液只加等量的蒸馏水和斐林试剂，一起进行沸水浴，比较它们的变化。

这样，甲为实验组，乙为对照组，且乙为典型的空白对照。

空白对照能明白地对比和衬托出实验的变化和结果，增强了说服力。

自身对照：指实验与对照在同一对象上进行，即不另设对照组。

如“植物细胞质壁分离和复原”实验，实验前后的两种状态就是典型的自身对照。

自身对照，方法简便，关键是要看清楚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。

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，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。

例如，“动物激素饲喂小动物（蝌蚪）”实验，采用条件对照法，其实验设计方案是：甲组：饲喂甲状腺激素（实验组）；
乙组：饲喂甲状腺抑制剂（条件对照组）；
丙组：不饲喂药剂（空白对照组）。

显然，乙组为条件对照，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——甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育。

相互对照：指不另设对照组，而是几个实验组相互对比对照的方法，如“植物的向地性”的实验中，四粒玉米种子，分别朝向上、下、左、右四个方向，萌发后仍然是胚芽竖直向上、胚根竖直向下生长，四个实验组所采用的都是相互对照，较好的平衡和抵消了无关变量的影响，使根的向地生长和茎的背地生长的实验结果更具有说服力。

对比实验：指设置两个或两个以上的实验组，通过对比结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验称为对比实验。

对比实验不设对照组，均为实验组（或互为实验组和对照组），是对照实验的一种特殊形式，即相当于“相互对照实验”。

例如，在实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”中，1号试管是在常温下只加入过氧化氢溶液，2号试管是加入了过氧化氢溶液并在90℃水浴中加热，3号试管是在过氧化氢溶液中加入FeCl3溶液，4号试管是在过氧化氢溶液中加入肝脏研磨液。

那么，1号与2号、1号与3号、1号与4号是三组对照实验，其中1号是对照组，2号、3号、4号是实验组（更严谨一些，1号与3号、1号与4号作为对照实验时，1号中应加入与FeCl3溶液或肝脏研磨液等量的蒸馏水）；3号与4号是对比实验。

如何区分对照实验和对比实验
《现代汉语词典》第5版中表明，对照：相互对比参照；对比：（两种事物）相对比较。

从字面意思上理解，对照实验与对比实验其实没有本质的区别，都是为了研究自变量对实验结果所造成的影响而设计的实验，但在中学实验教学中，它们还是有一些区别的。

科学实验中，经常需要通过严格控制无关变量，观察自变量（施加某种因素）对实验结果造成的影响。

大多数情况下，如果只有一组实验，不足以说明该变量是影响实验结果的唯一因素，这时，需要设置一个未施加这种因素（自变量）而已知的实验结果作为对照，以明确这种因素所起的作用。

因此，通常把经过控制处理的一组（或者未知实验结果的一组）称为实验组，而未经过处理的一组（自然状态下或者已知实验结果的一组）称为对照组。

实验组中的自变量通常可以用加法原理或减法原理进行控制。

加法原理或减法原理是指与常态相比较，人为地增加或减少某种影响因素的原理。

例如，探究不同酸碱度对唾液淀粉酶的影响
的实验中，为控制pH调节酸碱度，人为地加入盐酸或氢氧化钠溶液。

加入盐酸或氢氧化钠溶液相对于蒸馏水来说就是加法原理；再如，为研究甲状腺激素对蝌蚪生长和发育的作用，设计了如下实验。

将15只蝌蚪均分成三组，分别放在放有新鲜水草的普通河水，含有一定浓度的甲状腺激素或甲状腺抑制剂的河水的3只培养缸中进行饲养。

上述三组实验中，添加了甲状腺激素和甲状腺抑制剂的河水相对于普通河水来说，前者是增加了某种因素，后者从表面看是增加了某种因素，实际上是抑制蝌蚪产生甲状腺激素，是减去了甲状腺激素对蝌蚪的影响，因此利用的是减法原理。

这两组是实验组，而用普通河水的一组是对照组。

在中学教学的层面上，可以将对照实验分为空白对照，如加入等量的清水、蒸馏水或生理盐水；自身对照，如研究动物的内分泌腺时，先摘除内分泌腺体，一段时间后再移入其腺体或补充一定量的相关激素，以观察生物自身实验前与实验后情况的变化；条件对照，如特意控制一定的可以预知结果的自变量因素，使实验结果更加令人信服，上述蝌蚪实验中的第三组就能基本说明问题，等等。

如果并不知道两组（或多组）实验中的自变量对实验结果所造成的影响，需要通过实验来进行确定，此时就可以称这些实验为对比实验，对比实验也可称为相互对照实验。

例如，在美国科学家鲁宾和卡门的有关光合作用的同位素实验中，当时他们并不能确定氧气中的氧元素来自于二氧化碳分子还是水分子中的氧，因此，设计的实验就是分别标记二氧化碳中的氧元素和水中的氧元素，从实验结果中进行判断和确定，此时，就不能简单地分辨谁是实验组，谁是对照组，只能将它们看做是相互对照或者对比实验，因此，在某些实验中对比实验也可以称为判决性实验。

再如，1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术，证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。

他们用35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA分子，这就是一组对比实验（相互对照），也是一个判决性实验。

中学生物学教学中的对比实验有很多。

例如，探究某种酶的最适宜温度和pH；质壁分离实验中，探究洋葱磷片叶表皮细胞的细胞液的大致浓度，等等。

对照实验和对比实验在一定的条件下是可以相互转变的。

人类在不同的时期，对事物的认知也在不断发展；不同的人，对事物的认知水平也有差异。

例如，如果人们不知温度对某种种子萌发的影响，此时设计一系列的实验条件进行研究，这就是对比实验，从对比实验中可以确定该种子萌发的最适宜温度；如果现在人们已知了上述种子萌发的最适宜温度，还想研究其他温度对该种子萌发的影响，此时设计的实验就是对照实验。

同样，对于学生来说，因知识有限，对照实验在一定的条件下也可以认为是对比实验。

实验教学中，强调的是实验设计的基本原则和对变量的控制等基本要素，而不应花过多的精力分析某个实验是对照实验还是对比实验，讨论这些名称问题并没有太多的实际意义，不会给学生的学习带来切实的帮助。