對照實驗

對照實驗又叫對照比較實驗或單一變數實驗，是探究實驗的一種基本形式。是指在研究一個條件對研究對象有何影響,處理意義(究果)或作用(析因)時，所進行的除了這個條件不同外其它條件都相同的實驗。簡述為：研究自變數對因變數有何影響的實驗.

基本介紹

• 中文名：對照試驗
• 外文名：control experiment
• 自變數：人為改變的變數
• 因變數：隨著自變數的變化而變化的變數
• 無關變數：實驗中存在的一些未考慮的因素

解釋

設計對照實驗時,首先要明確實驗目的,還要遵守實驗的基本原則,實驗的基本原則主要有：

（1）  科學性原則：在實驗設計中必須根據實驗基本原理從不同角度全面地考慮問題實驗方案嚴密、選材合適、實驗原理方法科學無誤.實驗基本原理是實驗設計要依據的理論根據,是指自然科學和社會科學中具有普遍意義的規律，建立在大量觀察、科學實驗和社會實踐的基礎上，經歸納、概括而得到的。如質量守衡,萬有引力,圓周率,人的認識規律是由已知探未知,自然選擇等,既能指導實踐，又必須經受實踐的檢驗。

（2）可行性原則：在實驗設計時，從原理、實驗實施到實驗結果的產生，都實際可行。

(3) 簡便性原則：實驗設計時，要考慮到實驗材料要代表性，實驗裝置簡單，但儘可能排除開無關變數的干擾，實驗藥品較易獲取，實驗操作較簡便，實驗步驟較少，實驗時間較短。更重要的是要效果最好。

(4) 平行重複原則：任何實驗結果必須是可驗證的，任何實驗必須有足夠的實驗次數，實驗次數太少，實驗結果會出現偶然性，產生實驗誤差。在實驗中要控制自變數變化幅度，在同樣條件下重複實驗，觀察其對實驗結果影響的程度。才能避免結果的偶然性，得出準確、科學的結論。除以上原則外,對照實驗同時還要遵守:

(5 )對照性原則：  科學研究中對研究對象有影響、作用或處理意義的條件有一個或多個，但只探究其中某個對實驗對象有影響或作用.通過設定對照實驗，既可排除無關因素（無關變數）對自變數的干擾，又可增加實驗結果結論的可信度和說服力。大多數實驗，尤其是生理類實驗如（探究藥物的效用的床實驗）往往都要設定對照實驗。

在對照實驗中，一般要區分實驗組和對照組，這是進行邏輯思維推理的基礎。方法是把所要研究的對象分成兩個或兩個以上的相似組(群)。其中一個組（群）是已經確定其結果的對象組或施加條件對實驗對象或結果的作用已知，作為對照比較的標準，一般不含變數，稱為“對照組”。接受實驗變數控制處理的對象組（群）稱實驗組或控制組；要探究某個因素對實驗對象的影響或作用，其影響或作用未知，一般含變數，也可叫探究組。常用的對照組類型有以下幾種：

①空白對照：對照組為做不含自變數處理的對象組。探究“種子萌發的環境條件”實驗設計如下：條件編號處理方式所探究的外界條件預期結果1號瓶餐巾紙不灑蒸餾水後擰緊瓶蓋置於室溫處2號瓶餐巾紙灑少量的蒸餾水後擰緊瓶蓋放在室溫處3號瓶餐巾紙灑蒸餾水淹沒種子後擰緊瓶蓋置於室溫處　1號2號瓶對照,　探究種子萌發需要一定的水份,　1號瓶（空白對照組）2號瓶（實驗組）.　2號瓶3號瓶對照,探究種子萌發需要充足的空氣　2號瓶（實驗組）3號瓶（空白對照組）.

②自身對照：實驗與對照在同一對象上進行,不另設對照組。例如，“質壁分離與復原”實驗,巴斯德的鵝頸瓶實驗探究導致肉湯腐敗的細菌不是內生的而是外來的，這是前後對照，一般前為對照組後為實驗組。

③ 條件對照：給實驗組某種條件（自變數）的處理，給對照組同一條件（自變數）不同程度或反向處理。探究“種子萌發是否需要適宜的溫度條件”實驗設計如下：條件編號處理方式所探究的外界條件預期結果2號瓶餐巾紙灑入少量的蒸餾水後擰緊瓶蓋置於室溫環境中適宜 的溫度4號瓶餐巾紙灑入少量的蒸餾水後擰緊瓶蓋放在低溫處（如冰櫃里）2號瓶(實驗組)，4號瓶(條件對照組)。又如“探究甲狀腺激素是否能促進動物的生長發育”實驗中，飼餵甲狀腺激素的甲組是實驗組、飼餵甲狀腺激素抑制劑的乙組是條件對照組、對蝌蚪不做任何處理的丙組是空白對照組。

4 相互對照：指不另設對照組，而是利用幾個實驗組相互對照。這種方法常用於等組實驗中。證明玉米根的生長方向與地心引力的關係實驗中不同方向放置的玉米種子之間則屬於相互對照。

( 6) 變數單一原則：是單一變數原則和等量原則的合體：即實驗設定中實驗組和對照組相比只能有一個自變數；除了自變數之外的一切對實驗結果有影響的因素叫無關變數,必須嚴格控制,保持相同且適宜，以平衡和消除無關變數對實驗對象和結果(因變數)的影響.在設定生物對照實驗時，無關變數一般要做到： ①材料相同. （物體的體積，質量，密度，狀態，運動速度，化學特性，物理特性相同）。動物的生理狀況，體重,年齡、性別等大致相同, 種子是否是活的,同種,其大小,飽滿程度要相同、 ② 實驗所用的器具和裝置，試劑要相同 ③ 條件控制要適宜且相同（溫度、物質的濃度,是否有心理暗示,歷史經驗） 這樣可避免實驗結果的差異由無關變數引起的可能性，便於研究自變數與因變數的關係。對照實驗具有獨立性,其實驗過程,結果,結論,實驗組和對照組的判定不受其他實驗組的干擾.

保證對照實驗結果的準確性除了要遵守以上原則外,還要看實施過程中是否排除了偶然因素和主觀因素等的干擾，以及對實驗數據的統計分析方式等。在實驗最後還要對實驗組與對照組中自變數變化引發的因變數變化差異，既實驗結果和實驗現象進行對照比較分析，以闡明某個因素或條件對實驗對象的影響作用和處理意義,再經嚴謹的邏輯推理和歸納，得到科學的實驗結論.

對照實驗是科學研究常用的一種實驗方法，目的是通過對比實驗的結果找到想要研究的因素對實驗的影響作用，從而為科學的研究提供事實依據和直接證據。如在生物學、醫學、農學、心理學和教育學等各領域中，有“沒有對照就沒有試驗”的說法，因此，是否有適當的對照試驗，在許多情況下會影響研究的成果。對照試驗的技術有時比主試驗還困難。再者，為了進行一個試驗，必需有相當數量的對照才行，否則有時會分不清哪些是主試驗，哪些是對照試驗。與試驗區、試驗群相對應的也有用對照區、對照群名稱的。作為試驗對象，常常要求純系的動植物材料和人的單卵孿生兒的道理就在於此。在物理或化學的領域裡，由於研究對象系統的構成單純，特殊的對照試驗，在多數情況下沒有必要。