实验中的变量是指实验过程中可以变化的因素，科学实验的本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
实验中的变量包括自变量、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，自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，温度是自变量，可在一定范围内设置一系列的不同温度，而且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还原性糖生成的速度。具体采用什么方法，需要依据试题的要求以及实验中给予的材料用具等来分析确定。
在这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异，那么实验结果的差异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
明确实验中的三个变量不仅有助于实验课题的提出、实验原理的分析（参见本刊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14C标记氨基酸的溶液（氨基酸可被叶片吸收并在叶片内移动），蒸馏水，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，在叶片左半叶某一部位涂抹含14C标记氨基酸的溶液（如图所示）。
第二步：
实验结果：
题中实验要研究的是“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中的自变量，是实验中需要操纵的变量。如果仅据此，实验中应该配制系列梯度的细胞分裂素溶液，但实验的材料用具中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，因此在试题条件内自变量应理解为是“适宜浓度的细胞分裂素”。如何操纵自变量呢？实验材料中有棉签，而且实验已给予的操作中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？试题在实验材料中给予了“含14C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。
根据自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下图a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果，就必须通过设置对照来排除诸如叶片本身以及涂抹液体（而不是细胞分裂素）等无关变量可能对结果产生的影响。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馏水（如下图b组所示）。
[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素溶液，在b组相应部位涂抹等量的蒸馏水。
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组涂抹蒸馏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组涂抹蒸馏水部位的放射性强度。
【例2】用低温诱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。）
本实验包括两个探究内容：（1）赤霉素是否具有与低温春化相同的作用？（2）假如赤霉素具有与低温春化相同的作用，那么适宜的浓度范围是多少？
第（1）个探究中的自变量是赤毒素，第（2）个探究中的自变量是赤霉素的浓度；两个探究中的因变量都是开花的情况。根据探究（1），操纵自变量只需给幼苗施加一定浓度的赤霉素溶液即可，但由于实验同时需要探究赤霉素的适宜浓度范围，因此可以设置不同梯度的赤霉溶液。赤霉素诱导开花的效果，可通过与低温诱导的效果相比较而得出。这样，施用赤霉素的各组由于均对自变量进行控制，为实验组，低温诱导的一组是对照组，实验组与对照组的结果比较可以说明赤霉素有没有诱导开化的效应；在实验组中，施用不同浓度赤霉素的各组间进行相互对照，可以判断适宜的浓度范围。
本实验中的无关变量包括，实验材料冬小麦种子、冬小麦栽培管理的环境条件、赤霉素溶液的使用量等等，这些无关的变量在实验步骤的设计过程中都是需要加以控制的。
分析清楚了三个变量，理清思路，尽量用简洁的语言加以表述即可。
答案：①选取粒大饱满的冬小麦种子若干，浸种并使其萌芽。配制不同浓度梯度的赤霉素溶液。②将冬小麦幼苗分成若干组，编号为A、B1、B2……③A组用低温处理；B中各组分别用等量不同浓度的赤霉素溶液处理。④在相同条件下对小麦苗进地栽培管理。⑤观察记录各组小麦开花的情况。
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