（2）实验组和对照组

实验的目的是探索仅靠观察所看不到的未知。为了探索这样的未知，必须对研究对象进行人为控制或施加某种影响。在对照实验中，经过这样的控制处理的一组事物称为实验组。为了确证实验组的结果是由人为进行的这种处理引起的，需要用同样的研究对象另外设置不作上述处理的一组事物进行观察，这样的未作实验处理的一组事物称为对照组。这里之所以强调“一组”，主要是考虑到平行重复的问题。简单地说，进行了实验处理的事物是实验组，自然状态（未加处理）的事物称为对照组。针对具体的实验区分实验组和对照组时，需要清楚实验控制的原理。实验控制的原理不外乎加法原理和减法原理两种：与常态相比，人为增加某种影响因素即加法原理，人为去除某种因素即减法原理。对不少教师来说，运用加法原理设计的实验，区分实验组和对照组比较容易；运用减法原理设计的实验，区分实验组和对照组时则常常困惑。例如，在“比较过氧化氢酶在不同条件下的分解”实验中，1号试管处于常温环境（不加热），也不加任何催化剂，2号试管加热、3号试管加FeCL₃溶液，4号试管加肝脏研磨液。这显然是运用加法原理进行控制的实验，1号属于对照组，2号、3号、4号属于实验组。又如，德国植物学家萨克斯做的证明光合作用产生淀粉的实验：对天竺葵进行“饥饿”处理后，让叶片的一半曝光，一半遮光，过一段时间后用碘蒸气检验。叶片在自然状态下总是要见光的，人为地将一半叶片遮盖起来，让光照（实质是光合作用）这一因素处于缺失状态，这实际上就是运用的减法原理，这一组应当属于实验组，曝光的一半叶片则属于对照组。有人认为结论是相反的，原因有二：一是被“饥饿”处理所迷惑，二是认为遮光的一半叶片缺少实验因素。其实，“饥饿”处理只是为了使实验效果容易检测，与实验中的变量控制是无关的；遮光的一半叶片并非缺少实验因素，而是对实验因素进行的一种控制（即去除）。

（3）设置对照的必要性

生物学中大多数实验需要设置对照。换言之，并非所有的实验都必须设置对照。例如，孟德尔的豌豆杂交实验就未设对照，因为在自然状态下豌豆都是自花受粉的，其后代都是纯种，做杂交实验时当然就没有必要设置对照了。是否设置对照组，关键要分析设置对照的必要性。

（4）单因子实验和多因子实验

教材在介绍“控制变量”时有这样一句话：“在对照实验中，除了要观察的变量外，其他变量都应当始终保持相同。”不少老师对这句话反复强调，甚至推而广之——“所有的生物学实验都要保证自变量只有一个”。其实，这句话只是就单因子实验来说的。对双因子实验或多因子实验来说，这句话就显得过于简单和绝对了。例如，人教版教材《生物选修1生物技术实践》中的“果胶酶在果汁生产中的作用”这一课题，要求学生将温度和pH作为同时存在的因素，探究果胶酶活性发挥作用最佳所需的温度和pH。因为果胶酶在不同温度下会有不同的最适pH,在不同pH下也会有不同的最适温度，因此，这就是一个双因子实验，它是由一系列单因子实验所组成的，每一个单因子实验可以看作只有一个自变量的对比实验。

3．调查法

人教版初中生物学教科书中对调查法已经做过这样的表述：“调查是科学探究常用的方法之一。我国的森林资源每五年清查一次，这就是调查。人口普查也是调查。调查时首先要明确调查目的和调查对象，制订合理的调查方案。有时因为调查的范围很大，不可能逐个调查，就要选取一部分调查对象作为样本。调查过程中要如实记录。对调查的结果要进行整理和分析，有时要用数学方法进行统计。”学生在初中阶段对随机取样、确定样本大小、设计记录数据的表格、计算平均值等调查方法已经有所体验，在高中仍需要进一步练习，如“用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度”，“土壤中小动物类群丰富度的研究”，“调查当地农田生态系统中的能量流动情况”等。

 4．模拟法

在科学研究中，有时不能对研究对象直接进行控制或干预性的操作，需要设计和构想出研究对象的替代物，通过对替代物的实验来获取经验性材料，这种方法称为模拟法。例如，必修1教材中“细胞大小与物质运输的关系”实验，必修2教材中“性状分离比的模拟实验”，必修3教材中“生物体维持pH稳定的机制”实验，所采用的都是模拟法。

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