关于生物实验“对照组”的方法学辨析
关于生物实验“对照组”的方法学辨析
华东师范大学生命科学学院&
姚宝骏& 陆建身
贵州铜仁学院&
　　关于生物实验中“对照组”的问题，不少中学生物教师对此不甚明了，不能准确识别生物实验中的“实验组”和“对照组”，给教师的教学带来不少麻烦。为此笔者尝试对生物实验中“对照组”的概念进行初步探讨并列举实例加以辨析。
　　一、什么是“对照组”
　　一般认为，“对照组”是在生物实验中不接受实验变量的处理，用作与“实验组”相对照，以确定实验处理效果的一组实验对象①。其实，“对照组”是对“控制组”的一种通俗的说法，在人教版及其他版本的生物教材上也都借用了这一称谓。严格地说，“对照组”并没有能够准确表达出“控制组”的本质含义。首先，“控制组”的实验对象一般是随机分派的，而“对照组”的实验对象可以是特定的对象②。其次，“对照组”强调对照，而“控制组”的本质含义则是强调对无关变量的控制，以消除无关变量对实验变量的污染。对无关变量的控制才是实验设计的关键，只有控制住无关变量“对照”才能真正实现。控制的方法很多，而设立专门的“对照组”只是其中最为普遍的方法之一，因此，“控制组”并不等于“对照组”。但是由于“对照组”的说法简单，易于接受，所以，中文对“控制组”普遍采用了“对照组”的说法。
　　二、如何区分“实验组”和“对照组”
　　关于生物实验中“对照组”判别问题有一些文章作了一些辨析，尚没有一致的评判标准，目前主要有两类看法。一种认为：所谓“对照组”是指在实验中处在正常状态下的组别。例如，测试某种新药的效果的实验，实验设置两组，第一组接受药物处理，第二组使用安慰剂。这样，第二组就被认为是“对照组”，而第一组为“实验组”。这种判别“实验组”，“对照组”的标准目前被很多人所接受。
　　另一种标准认为：“对照组”的判别要根据实验研究的假设和目的，“实验组”是接受与假设一致的实验处理的对象，而“对照组”则是不接受这种处理的对象③。&&
　　例如，验证“植物的光合作用需要二氧化碳”的实验。实验的假设是：植物的光合作用需要光。该实验的设计是，将相同的植物分为两组，第一组在密闭的空间中有光照的条件下，空气中保持正常浓度的二氧化碳，第二组除除去空气中的二氧化碳之外，其他各项条件与第一组相同。那么，按第二种评判标准，第二组是“对照组”。因为，实验的假设是：植物的光合作用需要二氧化碳。所以，施加二氧化碳的实验对象就是“实验组”；而反之就是“对照组”。
　　再如下图1关于种子萌发的条件实验。
　　实验目的是想要验证种子萌发需要水分。请问在这个实验中，哪组是对照组?
　　我们可以看到两组的光照和空气条件都相同，只有水分条件不同，第一组为干棉花，第二组为湿棉花，根据第二种标准，因为第二组有水分而第一组没水分，第二组的实验处理与实验目的一致，所以第二组是实验组，而第一组就为对照组了。
　　对于此实验“对照组”的判断如果按第一种标准，因为我们不易确定那种情况是正常状态，所以将会有一定的困难。
　　三、“对照组”辨析
　　1．不同判别标准各有优劣
　　在不同情况下，两种评判标准各有优缺点。例如：证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌体外转化实验，设置如下组别：
　　（1）S型细菌的蛋白质+R型活细菌→培养基培养基+R型菌落；
　　（2）S型细菌荚膜的多糖+R型活细菌→培养基培养基+R型菌落；
　　（3）S型细菌的DNA+R型活细菌→培养基培养基S型菌落+R型菌落；
　　（4）S型细菌的DNA+DNA水解酶+R型活细菌培养基培养基→R型菌落
　　对此实验，根据第一种评判标准，哪一组是处于正常状态下的呢?没有一组是处于“正常状态”下的，评判缺乏明确的依据。但是根据第二种评判标准，由于实验的假设是：DNA是生命的遗传物质，则较易做出判断。（3）是“实验组”，其他各组均作为“对照组”。
　　而另一些实验设计如，探究蚂蚁触角的功能实验，将若干蚂蚁随机分为两组，第一组保留触角，而第二组去除触角，然后观察蚂蚁的行为。对于这一实验，按第二种评判标准，因为实验的目的是探究蚂蚁触角的作用，自然第一组因为有触角，所以，就是“实验组”；而第二组去除触角作为对照。但是该实验按照第一种评判标准，则该实验的第一组处于正常状态，应为“对照组”，而第二组为“实验组”。此时，第一种评判标准评判的结果更加符合我们的常识。
　　2．不同评判标准间存在矛盾
　　像上面的探究蚂蚁触角作用的实验。还有例如，萨克斯探究植物在光照条件下产生淀粉的实验。根据第一种评判标准，在这个实验中照光部分为正常状态，应为“对照组”，而遮光部分为“实验组”；相反，按第二种标准，因为实验的目的是探究植物在光照条件下能否产生淀粉，所以认为照光部分为“实验组”而遮光部分为“对照组”。
　　这种对“对照组”认识的不一致，评判标准的不确定，给生物教师和学生带来了不少麻烦。
　　3．评判困难的原因
　　为什么会出现这样不一致的结果呢?就其根源在于对“对照组”认识的偏差：（1）将“对照组”等同于“对照”；（2）要求在生物教学中严格区分“实验组”和“对照组”，仅从表面现象判定，没能在本质上认识“对照组”。
　　在实验研究中关键是要准确了解随自变量的变化因变量的变化情况。获得因变量的变化情况可以通过多种方式，通常是设置“对照组”比较不同处理的结果。但这不是必须的，只要能得到这种变异情况未必都需要设置“对照组”。如，相互对照和自身对照，如果一定要分出“实验组”与“对照组”就很牵强。实验研究中一定需要对照，但未必一定需要“对照组”。
　　此外，严格区分“对照组”与“实验组”并没有必要。根据每个人不同的实验目的，不同的条件，同一组实验对象，可以是不同的组别（“实验组”或“对照组”）。实验研究只关心由自变量变化引起的因变量变化。从统计分析上来说因变量从a变到b，与从b到a的结果是一回事，实验只关心a与b的差值，至于a是参照点还是b是参照点并没有太大关系。实验设计的关键还在于控制好无关变量，使实验结果能够说明因变量的变化与自变量有无关系。在实验目的和假设不清楚的情况下，让学生严格区分“实验组”和“控制组”既没有必要，也没有可能。
　　注释：
　　①林崇德，杨治良，黄希庭&
主编．心理学大辞典IM)．上海：上海教育出版社，2003．124．
　　②车文博主编．心理咨询大百科全书[M]．杭州：浙江科学技术出版社，2001．700．
　　③Din，Y．Y．．Assessing
the concept of controlled experiments in science teachers[J]．Journal
of Biology Education 1999，（4）：204-208． 上传我的文档
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