实验中的变量及在实验中的运用+论文

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1、实验中的变量及在实验设计中的应用北京师范大学附属实验屮学（100032）林祖荣本文载《高考》2009年第3期实验中的变量是指实验过程中可以变化的因素，科学实验的木质就在于揭示变量间的因果关系，因此明确实验中的变量对于实验型试题的解答是非常必要的。1.变量的类型实验中的变量包描自变量、因变量与无关变量三种。自变量是指实验中人为地加以改变的变量，口变量必须是可以操纵的；因变量是指随着自变量的变化而变化的变量，实验中必须为因变量找到可以观察与测量的指标，否则就无法知道实验的结果；无关变量是指除自变量外对实验结果造成影响

2、的变量，由于无关变量的存在，使得自变量不是单一影响因变量的因素，自变量与因变量间的关系也就失去了必然性，因此实验中必须排除无关变量对实验结果的影响。例如，在“探究温度对淀粉酶活性的影响”实验中，温度是口变量，可在一定范围内设置一系列的不同温度，而凡这些不同的温度必须是可以控制的，否则这个实验就无法完成。因变量是酶的活性，酶的活性通过什么来检测呢？方法是多样的，如可以通过碘液，检测淀粉分解的速度；也可以通过斐林试剂检测述原性糖牛成的速度。具体采用什么方法，需要依据试题的要求以及实验屮给予的材料用具等来分析确定。在这

3、个实验中淀粉取用量以及纯度、PH、实验中用到的试管和滴管等是否有污染，都有可能对实验的结果产生干扰，它们属于无关变量。对于无关变量要尽可能的排除，如本实验中用到的材料用具要尽可能没有污染。但有些无关变量是无法排除的，如本实验中不可能没有淀粉，溶液也不可能没有酸碱性，此时就需要通过设置对照来平衡它们对各组的影响。也就是说通过对照，使各组的无关变量保持一致，实验中仅保留自变量的差杲，那么实验结果的差杲形成的原因就是自变量不同的因素。2.变量分析在实验方案设计中的应用举例明确实验屮的三个变量不仅有助于实验课题的提出、实

4、验原理的分析（参见木刊2009年第2期），对于实验步骤的设计与分析也是非常有必要的。【例1】（2007年四川理综卷）研究发现，氨基酸等营养物质可以向细胞分裂素浓度高的部位移动。为验证这一结论，有人设计了下列实验方案。请根据提供的实验材料和用具，写出第二步及以后的实验步骤，并预测实验结果。材料用具：生长状况相同的萝卜成熟叶片若干，适宜浓度的细胞分裂素溶液,含“C标记氨基酸的溶液（氨基酸可被叶片吸收并在叶片内移动），蒸馅水，棉签，检测放射性强度的设备等。实验步骤:第一步：取生长状况相同的萝卜成熟叶片若干，在叶片左半叶

5、某一部位涂抹含弋标记氨基酸的溶液（如图所示）。第二步:实验结果:题小实验要研究的是“氨基酸等营养物质可以向细胞分裂素浓度高的部位移动”。据此可分析得知细胞分裂素的浓度是实验小的自变量，是实验屮需要操纵的变量。如果仅据此，实验小应该配制系列梯度的细胞分裂素溶液，但实验的材料用具小仅给予适宜浓度的细胞分裂素，没有不同浓度的溶液，也未给予进行配制的条件，因此在试题条件内白变量应理解为是“适宜浓度的细胞分裂素”。如何操纵H变量呢？实验材料小有棉签，而且实验已给予的操作屮有对氨基酸溶液涂抹在叶片上的操作，类似地也可以采用同

6、样的方法对叶片的一定部位涂抹细胞分裂素。实验的因变量是氨基酸移向细胞分裂素高的部位。如何检测氨基酸的浓度呢？试题在实验材料屮给予了“含弋标记氨基酸的溶液”以及“检测放射性强度的设备”，因此可通过设备检测放射性的强度，以判断氨基酸的浓度。根据口变量与因变量的分析，可以在已有实验步骤的基础上设计如卜•图3组的操作，而且可以预期涂抹细胞分裂素溶液的部位放射性的强度较大。但要说明放射性强度大的唯一原因是由于涂抹了细胞分裂素溶液的结杲，就必须通过设置对照來排除诸如叶片木身以及涂抹液体（而不是细胞分裂素）等无关变量可能对结杲

7、产生的影响。与实验组相比，对照组唯一的不同是，涂抹的细胞分裂素溶液换成蒸馅水（如卜•图b组所示）。1梳记谕抹鋼腕分裂索落破i余抹Hc标记涂抹蒸t詠a组b组［答案］②实验步骤：第二步：将叶片均分为两组，编号。第三步：在a组的叶片的右半部某一部位涂抹适宜浓度的细胞分裂索溶液,在b组相应部位涂抹等量的蒸憎水。第四步：在相同条件下放置一段时间后，检测a组的叶片涂抹细胞分裂素部位和b组涂抹蒸锚水部位的放射性强度。（如上图）实验结果：a组的叶片涂抹细胞分裂素部位的放射性强度高于b组涂抹蒸憾水部位的放射性强度。【例2】用低温诱

8、导促使植物开花的作用称为春化作用。某些植物必须经过春化作用才能开花结实，一般植物在种子萌发后到植物营养生长的苗期感受低温而完成春化。科学家发现用一定浓度的赤霉素溶液处理某些植物，可以使这些植物不经过低温处理就可以开花。请你设计实验探究赤霉素对冬小麦是否有同样的作用？赤霉素的适宜浓度范围是多少？（实验材料用具有冬小麦种子、赤霉素溶液以及其它必需的设备用具。）本实验包括两个探