《初中科学论文：对照实验与变量因子的控制.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《初中科学论文：对照实验与变量因子的控制.doc（2页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、对照实验与变量因子的控制 对照实验是初中科学中常用的实验方法，也是科学研究中的一种重要实验方法。因此，有效掌握对照实验的方法，不但有利于学生对学科知识的理解和掌握，更有利于学生在今后的工作中应用知识。对照实验的方法多种多样，但最关键的一个共性就是变量因子的控制。下面就初中常见的一些实验为例，对对照实验变量因子控制等问题进行探讨，盼能起抛砖引玉之功效。一、对照实验的类型根据实验的目的、原理和方法的不同，可将对照实验分为多种类型，中学实验中最常见的对照类型有以下几种：1、 空白对照：对照组不作任何因素的处理。如华师大版初中科学八年级（下）“观察甲状素对蝌蚪发育的影响”的实验中，实验组饲养液中可添加
2、甲状腺激素溶液，另一组不作任何处理作为对照，然后从比较结果中获得结论。2、条件对照：给对照组施以部分非实验研究的处理因素。如上述实验中，以饲养液中添加等量甲状腺抑制剂的作为对照组，对照起相反作用的两种不同因素对实验动物的具体影响。又如华师大版初中科学八年级（上）“萌发的种子吸收氧气”、“种子呼吸时放出热”等实验中，以煮熟的萌发种子作对照，主要目的是排除实验过程中的一些干扰因素，避免出现假对照现象。观察植物的蒸腾作用、光合作用吸收二氧化碳、植物细胞的吸水和失水等实验（活动）均属于条件对照。3、自身对照：在同一研究对象的同一时间进行实验和对照，或同一研究对象在实验前后进行对照。如华师大版初中科学八
3、年级（上）“绿叶在光照下制造淀粉”的实验，就是同一研究对象在同一时间进行的对照实验，其方法是将预先经饥饿处理的天竺葵的叶片的一部分用黑纸遮盖，移至光下照射一段时间后，再经酒精脱色处理和碘液的显色处理后，对光合作用需要光这一条件因素进行对照研究。4、相互对照：对照组不固定，由几个实验组进行相互对照。如华师大版初中科学八年级（上）“胃液对蛋白质的消化作用”的实验中，在同一环境温度（37）下，人造胃液对蛋白花的消化作用可与煮沸人造胃液对蛋白花的消化作用构成对照，也可以是同一物质（人造胃液）在不同环境温度（37和0）下对蛋白花的消化作用构成对照。唾液淀粉酶对淀粉的消化作用、探索铁钉生锈的条件、金属与酸
4、反应等实验（活动）均为此例。二、严格控制变量因子是设计对照实验的关键内容中学实验设计中最常犯的错误是对照错误,常见的对照错误为假对照,即虽然设计中也有对照组，但实际上不起作用。此外，对照不全也是对照实验设计中常见的错误，因为许多对照实验是多因素问题，且每个因素存在不同的水平，所以设对照组时就需要全面组合或挑选最有代表性的组合的问题，但在实际设计中，经常漏掉一些必要的因素，从而导致对照不全。如华师大版初中科学八年级(下)“观察甲状腺素对蝌蚪发育的影响”探究课题，其探究方案是对照实验法，该实验在设计上存在着假对照现象。该探究课题中，对照组饲养液（500L池水0.5克可溶性淀粉）和实验组饲养液（50
5、0L池水0.5克可溶性淀粉0.5克新鲜牛或猪的甲状腺或20L2%甲状腺激素溶液）的单变量因子控制不够科学，这样设计貌似变量只有一个，而实际上实验组饲养液比对照组饲养液多出0.5克新鲜牛或猪的甲状腺或20L2%的甲状腺激素溶液，这在物质总量上与对照组已经出现差异，且0.5克甲状腺还包含有蛋白质、核酸、脂质、无机盐、甲状腺素等多种成分，因此实验结果就无法说明是哪一种物质影响所引起，从而无法起到对照作用，使实验结果的可靠性（可信度）下降。为避免该实验的假对照现象，宜将该实验改为：对照组饲养液（500L池水0.5克可溶性淀粉+20L配制2%甲状腺激素溶液所用的蒸馏水）、实验组饲养液（500L池水0.5
6、克可溶性淀粉20L2%甲状腺激素溶液）。本实验也可设计为相互对照，即将实验组设为三个：实验组一饲养液为500L池水0.5克可溶性淀粉+20L配制2%甲状腺激素溶液所用的蒸馏水，实验组二饲养液为500L池水0.5克可溶性淀粉20L2%甲状腺激素溶液，实验组三饲养液为500L池水0.5克可溶性淀粉20L2%甲状腺激素抑制剂溶液；实验组二和实验组三分别与实验组一进行对照，以增强对照作用的效果。同理，在华师大版初中科学八年级(上) “种子呼吸释放二氧化碳”实验中，宜设计用熟种子代替活种子的对照实验，使对照更全面可靠，单变量因子对照更加突出，从而有效减少因其它因素造成的对照不全而引起实验可信度下降问题。
7、在“植物细胞的吸水和失水”实验中，学生在未掌握植物细胞对水和矿质离子吸收关系的前堤下，该实验就很难直接得出引起萝卜条质量变化的原因，因为矿质离子的质量变化也会引起萝卜条质量的变化，因此实验设计中也存在着对照不全的问题。三、对照实验设计中需注意的其它问题 1、实验目的明确： 例题“大树底下好乘凉，说的是植物的叶子通过蒸腾作用使得叶子下面的温度下降了，请设计一个简单的实验加以证明”。常常发现学生在解题时把题意误解为验证“大树底下好乘凉”，而对比树荫下与树外面的温度；事实上应该验证“大树底下好乘凉”的原因，即“植物的叶子通过蒸腾作用使得叶子下面的温度下降了”，需要对比的是进行蒸腾作用的叶子比其它遮阳
8、的相似物质（如枯叶等）降温显著。（参考答案：用生长在树上的一片绿叶和一片大小厚薄相似的枯叶分别包住两支相同的温度计，在强光下观察温度计示数的变化。可以预测绿叶包住的温度计示数底于枯叶包住的温度计示数，从而证明叶子通过蒸腾作用可使叶子下面的温度下降）。2、材料选取合理：如“证明甲状腺激素可促进幼小动物的发育”的实验中，常常选择蝌蚪作为实验材料，而不选小青蛙，因为甲状腺激素能促使蝌蚪的变态，现象明显易观察。3、排除无关因子的干扰：实验设计不仅要设置单一变量，而且要使无关因子不影响实验结果。如“证明温度对唾液淀粉酶活性影响”的实验中，若PH值控制不当（如PH值控制在2左右），就无法保证酶能发挥出最佳催化效果，从而影响实验结果和结论。 4、正确设计实验步骤：合理、严密的步骤是实验成败的重要因素之一。有些实验不能随便改变步骤，如“证明PH值对酶活性影响”的实验中，调节溶液的PH值必须放在加入酶之前。科学是一门实验性学科，科学的实验设计是非常严谨的，要获得可靠的实验结论，就得精心设计，反复实验。因此，培养实事求是的科学态度是创新的根本。