摘要：生物是一门以实验为基础的学科，不论在平时的考试还是在高考中实验设计都是考查的核心内容之一。纵观近几年高考中的生物实验题，其特点都是在紧扣教材的前提下，从多个角度、多层面地考查学生实验设计的能力。在实验设计中，对变量的把握又是学生解题的关键点。实验变量是指实验过程中的变化因素，科学实验的本质就在于揭示变量间的因果关系，故明确实验中的变量对于实验设计型题型的解答是非常必要的。本文着重介绍了实验中的三个变量，并从变量分析的角度对实验设计题型进行了应用举例
　　关键词：实验变量；实验设计；应用举例。
　　
　　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“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验中，光照强度是自变量，可在一定范围内设置一系列具一定梯度的光照强度（可利用不同瓦数的台灯或是通过调整不同距离的光源来实现）来改变自变量。由此可见，在实验中，光照强度的不同是可以人为控制的，也就是自变量是可以人为控制的，否则这个实验就无法完成。
　　因变量是光合作用强度，有什么方法可以用于测定光合作用的强度呢？由光合作用的总反应式可知，测定二氧化碳的减少量、氧气的生成量、淀粉的合成量均可。具体运用什么方法要根据题目中的要求或是题目中给予的材料所定，在方法均可行的情况下则应选用最简单的方法。
　　除了自变量和因变量外，剩下的变量均是无关变量。如，各实验组中小圆形叶片的数量、烧杯装有的清水中二氧化碳的含量，环境的温度、湿度、pH等都有可能对实验结果产生影响。对于无关变量要尽可能的排除，如实验用到的材料要尽可能没有污染，环境温度、湿度最好始终保持一致。
　　总之，对这些变量的处理应始终遵循实验设计的基本原则：即单一变量原则和对照实验原则。
　　
　　2变量分析在实验设计中的应用举例
　　
　　明确实验中的三个变量有利于我们对实验课题和实验原理的分析，还有利于对实验步骤的设计。
　　例 （2007山东高考）。近期统计数据显示，癌症已经成为我国城乡居民的首要死因。请根据提供的材料回答问题：
　　端粒酶是与染色体末端结构相关的一种细胞组分。下表中数据显示细胞癌变可能与端粒酶的活性有关，请完成下面的探究实验：
　　实验目的：探究端粒酶与细胞癌变的关系。
　　实验材料：癌细胞、端粒酶抑制剂、细胞培养液等。
　　
　　实验步骤：
　　①__________________________________；
　　②__________________________________；
　　③__________________________________。
　　结果预测及分析：。
　　本题是以2009年诺贝尔医学奖为研究背景，主要涉及的高中生物知识点有细胞的癌变、动物细胞培养、细胞的衰老和酶等。并在此基础上考查学生如何对实验变量进行控制。
　　实验是要“探究端粒酶与细胞癌变的关系”，根据实验的目的可以知道这里不同的条件是“有端粒酶”与“无端粒酶”两种。也就是说有无端粒酶是实验的自变量，是实验过程中可以人为控制的。而此自变量又如何控制呢？可从题目给出的实验材料中找到答案，即通过“端粒酶抑制剂”来控制。实验组加入含端粒酶抑制剂的细胞培养液，对照组加入等量的细胞培养液就可以实现对自变量的控制。
　　实验的因变量是“细胞癌变”，那么有什么依据可以判断癌变是否发生呢？可以通过实验表格中的数据，即癌细胞具有无限增值的特点来判断。与此相对应的，对于实验结果也应用实验组与对照组增值代数的多少来描述。如果实验组增值代数比对照组减少，说明端粒酶抑制剂与细胞癌变有关；如果实验组仍能无限增值，则说明端粒酶抑制剂与细胞癌变无关。
　　实验的无关变量有很多，除了自变量与因变量以外的都是无关变量。如两组中癌细胞数量的多少、细胞培养液的用量、环境温度、湿度、pH等条件，这些无关变量都应保持一致。
　　此外，实验中还有一些要注意的问题。若题目还给出“正常细胞”作为实验材料，应根据另一材料“端粒酶抑制剂”判断出所选用的细胞为“癌细胞”。再者，实验过程要遵循探究实验的一般程序，即按照“第一步分组编号，第二步设计对照，第三步记录、比较”进行作答。
　　
　　参考文献：
　　［1］林祖荣.实验中的变量及其在实验设计中的应用［J］.高考，2009,(3).
　　［2］张运发.2009年高考有关社会热点问题的考察［J］.高考试题分析，2009，(10).