[实验微课2] 关注“自变量、因变量、无关变量”

科学微型课科学实验中的变量控制与观察科学实验是科学研究的重要手段之一，通过实验可以验证假设、探索事物之间的关系，并获得可靠的科学结论。

在进行科学实验时，控制变量和观察变量是非常重要的步骤。

本文将探讨科学微型课科学实验中的变量控制与观察。

一、变量的概念在科学实验中，变量是指会发生变化的因素。

根据其性质，变量可以分为独立变量、因变量和控制变量。

1. 独立变量：独立变量是研究人员有意识地改变的因素。

在实验设计中，独立变量是实验者自主选择并有意更改的因素。

例如，在探究植物生长的实验中，研究人员可以选择改变植物的光照时间作为独立变量。

2. 因变量：因变量是受独立变量改变而产生响应的变量。

在实验设计中，因变量是用来测量或观察的变量。

以植物生长实验为例，植物的生长高度可以作为因变量来衡量。

3. 控制变量：控制变量是在实验中保持不变的变量。

为了获得准确的实验结果，研究人员需要尽可能控制其他多余的因素，只改变独立变量而保持其他相关因素不变。

控制变量可以减小实验结果的误差，使实验结果更加可靠。

二、变量控制的重要性在科学实验中，变量的控制对于获得准确的实验结果至关重要。

如果不控制变量，实验结果就可能受到其他因素的干扰，导致实验的可靠性降低甚至失去科学价值。

因此，合理控制变量是保证实验有效性的关键步骤。

1. 确保实验结果可靠性：通过控制变量，可以减少其他因素对实验结果的影响，使实验结果更接近真实情况，从而增加实验的可靠性。

2. 明确因果关系：变量的控制可以帮助研究人员判断独立变量和因变量之间的因果关系。

只有在其他因素保持不变的情况下，才能确定独立变量对因变量的影响。

3. 实验结果的可重复性：通过控制变量，可以使实验结果在不同实验条件下的重复性更高。

这样，其他研究人员可以按照相同的实验条件进行实验，验证实验结果的可靠性。

三、观察变量的重要性观察变量在科学实验中具有重要作用，它是记录和描述实验过程和实验现象的手段，既可以是定性的，也可以是定量的。

生物实验中的变量变量的分类1、实验变量和反应变量实验变量也称自变量，指实验中由实验者所操纵、给定的因素或条件。

反应变量也称因变量，指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。

通常，实验变量是原因，反应变量是结果，二者具有因果关系。

例如，在“探究唾液淀粉酶水解淀粉”的实验中，所给定的低温、适温、高温就是实验变量，而由于低温、适温、高温条件的变化，唾液淀粉酶水解淀粉的反应也随之变化，这就是反应变量。

该实验的目的就在于获得和解释温度变化（实验变量）与酶的活性（反应变量）的因果关系。

2、无关变量和额外变量无关变量也称控制变量，指实验中由于除实验变量以外的影响实验变化和结果的因素或条件。

额外变量也称干扰变量，指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。

显然，额外变量会对反应变量起干扰作用。

例如，上述实验中除实验变量以外，试管的洁净程度、唾液的新鲜程度和稀释浓度、可溶性淀粉溶液浓度、温度处理的时间长短等，都属于无关变量，要求对低温、适温、高温三组实验是等同、均衡、稳定的；如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件，对三个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定，则会在实验结果中产生额外变量，出现干扰，造成误差。

实验的关键之一在于控制无关变量，减少额外变量如比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率的实验自变量：催化剂种类（Fe3+和过氧化氢酶）因变量：用气泡产生速度，卫生香燃烧程度观察植物细胞的质壁分离和复原的实验自变量：外界溶液的浓度（高渗及低渗溶液）因变量：质壁分离（液泡失水缩小、颜色变浓、原生质层与细胞壁分离）；质壁分离复原（液泡恢复原状、颜色变浅、原生质层恢复原状）植物向性运动的实验设计和观察自变量：①是否单侧光照（黑暗、单侧光照、均匀光照）①改变幼苗的空间位置以接受重力影响因变量：①幼苗的弯曲状况；②根的弯曲方向上新教材的困惑我刚开始使用新教材时，觉得数学教材编排的科学，难点分散，降低难度，注重知识和生活的紧密联系，更注重学生的年龄特点和认知规律。

实验设计与分析知识点
实验设计是科学方法中的重要环节，通过合理的实验设计能够提高实验的可靠性、有效性和可重复性。

本文将介绍实验设计中的几个重要知识点：因变量和自变量、实验组和对照组、随机化和重复实验、样本量和统计分析。

1. 因变量和自变量
在实验设计中，因变量是研究中要观察和测量的影响结果的变量，也可以称为响应变量。

自变量是研究人员可以操控和控制的变量，也可以称为处理变量。

因变量和自变量之间存在着因果关系，研究人员通过改变自变量来观察因变量的变化。

2. 实验组和对照组
实验组和对照组是实验设计中常见的两种组别。

实验组是接受某种处理或干预的组别，而对照组则是没有接受任何处理或干预的组别。

通过对比实验组和对照组的结果，可以判断处理的效果是否显著。

3. 随机化和重复实验
为了提高实验的可靠性和减少随机误差的影响，实验设计需要采用随机化和重复实验的方法。

随机化是指将实验对象随机分配到不同的处理组别中，以消除实验对象间的差异。

重复实验是指对于同一组实验对象，进行多次相同的实验，以减少实验误差。

4. 样本量和统计分析
样本量是指进行实验或调查所涉及的实验对象或调查对象的数量。

样本量的大小直接影响实验结果的可靠性和有效性。

在进行统计分析时，需要根据样本量选择合适的统计方法，比如 t 检验、方差分析、回归分析等，以验证因变量和自变量之间的关系。

以上是实验设计与分析的几个重要知识点的简要介绍。

在进行实际
的实验设计和数据分析时，还需要深入学习和掌握更多的理论和方法，以确保研究结果的可信度和科学性。

《学习开展化学实验探究》实验中的变量控制《学习开展化学实验探究——实验中的变量控制》在化学实验探究中，变量控制是一个至关重要的环节。

它就像是精确导航，引导我们在复杂的化学世界中找到准确的方向，得出可靠的结论。

首先，我们要明白什么是变量。

简单来说，变量就是在实验中可能会发生变化的因素。

比如说，在探究铁生锈的条件时，氧气、水、温度等都可能是变量。

而变量又可以分为自变量、因变量和无关变量。

自变量，是我们主动去改变或操作的因素。

就像在探究催化剂对化学反应速率的影响实验中，催化剂的种类和用量就是自变量。

我们通过改变这些因素，来观察实验结果的变化。

因变量，则是随着自变量的变化而产生相应改变的结果。

还是以催化剂的实验为例，化学反应的速率就是因变量。

我们通过测量反应完成所需的时间或者生成产物的量等指标，来确定因变量的具体数值。

无关变量，虽然它的名字里有“无关”，但其实它对实验的影响可不小。

无关变量是指那些除了自变量以外，可能会影响实验结果的其他因素。

比如实验时的环境温度、压强，如果不加以控制，就可能干扰我们对自变量和因变量关系的判断。

那么，为什么要控制变量呢？想象一下，如果在一个实验中，多个因素同时变化，我们就很难确定到底是哪个因素导致了实验结果的改变。

就好像同时有好几条路在我们面前，我们不知道到底是哪一条把我们引向了目的地。

控制变量能让我们排除其他干扰，清晰地看到自变量和因变量之间的关系，从而得出准确、可靠的结论。

接下来，让我们看看在实际操作中如何控制变量。

第一步，要明确实验的目的和要探究的问题。

这就像是在出发前确定我们的目的地，只有清楚了要去哪里，才能规划出正确的路线。

比如，我们想探究不同浓度的盐酸对金属锌反应速率的影响，那么盐酸的浓度就是自变量，金属锌与盐酸反应产生氢气的速率就是因变量。

第二步，确定需要控制的变量。

在上面的例子中，金属锌的纯度和质量、反应的温度、容器的大小等都应该保持一致，这些就是无关变量。

变量分析专题实验组、对照组、自变量、因变量的判断一、要点归纳：1、理解概念实验组：经过处理的组是实验组对照组：未经过处理的组是对照组变量：实验过程中可以变化的因素称为变量。

自变量：想研究且可人为改变的变量称为自变量。

因变量：随着自变量的变化而变化的变量称为因变量。

无关变量：在实验中，除了自变量外，实验过程中存在一些可变因素，能对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量2、判断依据：实验组与对照组的判断：①与自然情况相比，若没有处理即为对照组。

如萨克斯叶片遮光部分与未遮光部分，遮光部分是实验组，未遮光部分是对照组（自然情况下叶片是见光的）②对实验变量进行了不同控制的组别均属于实验组（如施加了不同温度值的组，都是实验组）自变量与因变量的判断：自变量是可以人为直接改变或施加的变量，因变量是随自变量变化而变化的量，只能观察或测量获得。

如“观察植物细胞的质壁分离及复原”的实验中，洋葱表皮细胞所处的外界溶液是人为施加的，是自变量，而细胞发生质壁分离或复原是因外界溶液浓度而发生的变化，是我们观察到的，属于因变量3、自变量的施加与控制方法：(1)应遵循的原则：单一变量原则（无关变量施加时应注意“相同且适宜”如“等量且适量”，施加的方法相同等等）(2)常见的一些自变量的控制方法：①增加水中氧气——泵入空气或吹气或放入绿色植物②减少水中氧气——容器密封或油膜覆盖或用凉开水③除去容器中CO2——NaOH溶液④除去叶片中原有淀粉——置于黑暗环境⑤温度控制——水浴或恒温箱⑥除去光合作用对呼吸作用的干扰——让植株置于黑暗环境⑦提供单色光——棱镜色散或彩色薄膜滤光⑧光照强度——同样瓦数的台灯，调整与实验对象距离的远近；或相同距离提供不同瓦数台灯⑨酸碱度控制——用盐酸、氢氧化钠溶液、蒸馏水⑩试剂使用——直接用滴管滴加或从烧杯试管倾倒；用喷雾器喷洒；注射、饲喂等4、因变量的观测：（1）.确定要通过观察还是测量才能得到（2）.观测方法：①观察：肉眼直接观察；借助于一些仪器观察（放大镜、实体镜、解剖镜、显微镜）②测量：根据测量的对象决定（长度或高度、面积、体积；温度；PH；气体的产生或消耗量等等）③及时记录观测到的数据④必要时对数据作出相关的处理5、判断下列实验是否有设计对照？若有，请分析其实验组、对照组及自变量、因变量：二、练习：单项选择题1、在培养皿底部铺上棉花，将豌豆的种子放在棉花上，进行实验，实验条件和结果如下表所示。

自变量和因变量各是什么自变量和因变量的区分自己可以控制的因素，也能引起因变量变化的因素，就是自变量。

用日常生活话语讲述，“自变量就是原因，因变量就是结果”，只是将自变量和因变量放在函数上面，看起来就会有一些复杂，在慢慢学习的过程中，就能了解清楚。

自变量和因变量各是什么1、自己可以控制的因素，也能引起因变量变化的因素，就是自变量。

用日常生活话语讲述，“自变量就是原因，因变量就是结果”，只是将自变量和因变量放在函数上面，看起来就会有一些复杂，在慢慢学习的过程中，就能了解清楚。

2、因为自变量，从而变化的结果，就是因变量。

例如：在外购买物品，买物品的数量和付出的价钱之间的关系就是函数，自变量就是商家制定的价钱，因变量就需要跟随购买物品的数量，进行相应的改变。

3、在函数中，自变量和因变量是相互依存的，例如：在正比例函数中，X为自变量，Y为因变量，K为系数。

函数有许多种类，在不同种类中，自变量和因变量所表示的符号会有不同，不过它们本身表达的意思和关系不会改变。

自变量和因变量的区分函数关系式中，某特定的数会随另一个（或另几个）会变动的数的变动而变动，就称为因变量。

如：Y=f(X)。

此式表示为：Y随X的变化而变化。

Y是因变量，X是自变量。

在一个实验中，实验者主动加以操纵、控制并对被试的反应可能产生影响的变量是自变量。

它独立于被试的行为存在。

因变量就是因自变量改变而改变的变量，是实验者观察的变量。

额外变量也是可能导致因变量变化的因素，但因实验目的或实验逻辑实验者需控制其尽可能不变甚至将其消除的变量。

两个变量之间有1个关系，这两个变量本来就是同等的，客观上是没有区分的。

但是对利用问题，主观上是可以有自己的判断的。

自变量也称实验变量，指实验中由实验者所操纵的因素或条件。

因变量亦称反应变量，指实验中由于自变量而引起的变化和结果。

通常自变量是原因，因变量是结果，二者具有因果关系。

实验的目的在于获得和解释这种前因后果。

例如：在“唾液淀粉酶在水解淀粉”的实验中，所给定的低温（冰块）、适温（37摄氏度）、高温（沸水浴）就是自变量，而由于低温、适温、高温条件变化，唾液淀粉酶水解淀粉的反应结果也随之变化，这就是因变量。

而无关变量也称控制变量，是指实验中除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件，和额外变量（指实验中无关变量引起的变化或结果）对应。

他们对实验的因变量会产生影响或干扰。

如：“唾液淀粉酶在水解淀粉”的实验中，除自变量（低温、适温、高温）以外，试管洁净程度、唾液新鲜程度、可溶性淀粉浓度和纯度、试剂溶液的剂量、浓度和纯度、实验操作程序、温度处理的时间长短等等，都属于无关变量。

如果无关变量中的任何一个或几个因素或，对3个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定，则会对实验结果造成干扰，产生误差。

在实验设计和操作中，要尽量减少无关变量，而且不同的实验组中的无关变量应完全相同，这样就会避免实验结果的差异是由无关变量引起的可能性，便于清晰地研究实验变量（自变量）与反应变量（因变量）的关系。

而对照变量很少见这种说法，其实他就是自变量，指各组实验中人为操作的使各组不同的起相互对照作用的因素或条件。

节变量(moderator和中介变量(mediator是两个重要的统计概念, 它们都与回归分析有关。

相对于人们关注的自变量和因变量而言, 调节变量和中介变量都是第三者, 经常被人混淆。

从文献上看, 存在的问题主要有如下几种: (1术语混用或换用, 两个概念不加区分。

例如, 在描述同一个过程时, 既使用调节过程的术语又使用中介过程的术语(2术语和概念不一致。

如研究的是调节过程, 却使用中介的术语。

(3术语和统计分析不一致。

如使用了中介变量的术语, 却没有做相应的统计分析。

[实验微课2] 关注“自变量、因变量、无关变量”1.自变量、因变量、无关变量三者之间的关系(1)自变量,指实验中由实验者根据实验目的所要操纵的因素或条件。

因变量,指实验中由实验变量引起的变化和结果。

通常自变量是原因,因变量是结果,二者具有因果关系。

实验的目的在于解释这种前因后果关系。

(2)无关变量,指实验中除自变量以外的影响实验变化和结果的因素或条件。

实验中应尽量避免无关变量对正常实验结果造成干扰,如果无关变量处理不当影响了正常结果的出现,此无关变量就成为干扰变量了,所以避免无关变量成为干扰变量是实验成功的前提。

2.实验变量控制的三个原则实验变量控制原则实例自变量单一变量原则探究温度对酶活性的影响实验中只有温度一个自变量无关变量等量适宜原则探究温度对酶活性的影响实验中,pH为无关变量,实验时,各组pH不但要相同,还要适宜因变量可观测性原则探究温度对酶活性的影响实验中,根据淀粉遇碘变蓝的颜色反应将不可观测的反应直观地显现出来,便于实验结果的观测3.教材中探究类实验的变量分析实验名称自变量因变量无关变量探究温度对淀粉酶活性的影响不同温度(至少三种)酶的活性(加碘液后溶液颜色的变化)pH、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等探究pH对过氧化氢酶活性的影响不同pH(至少三种)酶的活性(气泡的数量或带火星的卫生香燃烧的猛烈程度)温度、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等探究酵母菌的呼吸方式氧的有无CO2生成量(澄清石灰水的混浊程度);酒精产生葡萄糖溶液、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度等(酸性条件下用重铬酸钾检测)模拟探究细胞表面积与体积的关系 琼脂块体 积的大小 物质运输的效率NaOH 溶液的量、浸泡的时间、测量的准确性等探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度不同浓度 的生长素 类似物 扦插枝条的生根数量或长度实验材料的一致性、生长素类似物浓度的准确性、处理时间的一致性等探究培养液中酵母菌数量的动态变化 时间酵母菌种群数量培养液的成分、培养条件、空间等探究水族箱中的群落演替时间 群落的变化水族箱的培养条件和环境等1.(2019安徽黄山高三第二次质检)下列有关酶特性的实验中,叙述错误的是( ) A.验证酶的高效性时,自变量是催化剂的种类B.验证酶的专一性时,自变量是酶的种类或底物的种类C.探究pH 对酶活性的影响时,pH 是自变量,温度是无关变量D.探究酶作用的最适温度时,应设置高温、室温、低温三组实验1.答案 D 酶的高效性是与无机催化剂相比而言的,验证酶的高效性时,自变量是催化剂的种类,A 正确;验证酶的专一性时,可以是底物相同,酶的种类不同,也可以是酶的种类相同,底物不同,B 正确;探究pH 对酶活性的影响时,自变量是pH,温度为无关变量,C 正确;探究温度对酶活性的影响时,温度是自变量,设置分组时应该围绕最适温度设计温度梯度,D 错误。