幾道生物實驗題目中雙自變量的實驗目的表述的思考

陳亞飛

生物科學是以實驗為基礎的，很多重要的科學發現都離不開實驗的探索。在平時的實驗教學中，我們會遇到很多實驗相關的題目，實驗目的的表述是常見的一種考察方式。實驗中雙自變量類型的實驗目的的表述在不同的題目中給的參考答案差別較大，給學生造成了一定的困惑。我們在平時教學中該如何指導學生？這類題目實驗目的的表述怎樣表達才是規范的？下面我們通過對比幾道題目來進行探討。

首先，讓我們來看一道雙自變量實驗的目的表述：

本題是典型的雙自變量實驗題，其中變量1是遮蔭，變量2是ALA，“未遮蔭組”是對照組，“遮蔭組”和“ALA處理+遮蔭組”是實驗組。關于實驗中ALA的作用，學生中存在著兩種爭議：一方面學生認為要考慮ALA的作用，我們應該遵循單一變量原則，以ALA為唯一變量，讓“遮蔭組”與“ALA處理+遮蔭組”進行比較，這樣得出的結論是“ALA能增大凈光合速率，降低胞間CO2”，如果考慮到實驗中還存在遮蔭這個因素，可以把答案修正為“在遮蔭條件下，ALA可以增大凈光合速率，降低胞間CO2”。這種答案的邏輯思維是把變量1當成做實驗的條件，是一種狀態，答案表述模式為“在自變量1條件下，自變量2對因變量的影響”。另一方面，有學生認為如果只比較“遮蔭組”與“ALA處理+遮蔭組”，那么我們就忽略掉了“未遮蔭組”的結果，在這個試驗中，遮蔭和ALA均是自變量，且明顯遮蔭組只能和未遮蔭組比較，在此基礎上再比較遮蔭組和ALA處理+遮蔭組，這樣我們得出的結論是“ALA可以緩解遮蔭所造成的凈光合速率的降低和胞間CO2的升高”。這種答案的邏輯思維是“雖然題目問的是ALA的作用，但是我們不能忽略另一個變量遮蔭的作用，應該進行綜合考慮”，答案的表述模式為“變量2增強（抑制）了變量1對因變量造成的影響”。這道題給的參考答案是“減弱遮蔭對凈光合作用速率下降和胞間CO2濃度升高的影響”，明顯，這個題目的參考答案傾向于后者。

下面，讓我們看另外一道類似的題目：

本題研究的目的是“研究ALA對鹽脅迫下的無土栽培的西瓜光合作用速率的影響”，按照上面題目的分析可知該實驗目的的表述屬于模式1，即本題中的鹽脅迫不再是一個變量，而應該是一個做試驗的前提條件，在此條件下我們來研究ALA的作用，那么對照組應該是正常培養液加入氯化鈉，實驗組是正常培養液加入氯化鈉和ALA，即選項中A為對照組，D為實驗組，但是本題的參考答案是ABD，即整個完整實驗是ABCD四個組。我們拋開為什么要設置B項這個爭論（不在本次討論范圍中），那么參考答案的意思，本實驗的完整實驗包括ACD三項，其中C是對照組，A和D為實驗組，那么該實驗的設計思路完全和上面的題目一致。那么，本實驗的目的表述模式應該是模式2，即該實驗研究的應該是ALA對鹽脅迫所造成的無土栽培的西瓜光合作用速率變化的影響。筆者覺得本題題干所研究的內容與實驗選項不符，這會對學生造成一定的干擾。

下面，我們再來看一道題目：

本題也是一個典型的雙自變量的實驗設計題目，第一變量為阿霉素，第二變量為福達平，按照題干中實驗設計的4組，應該研究的是福達平對阿霉素引起的心肌細胞的凋亡是否有抑制作用，即模式2。這樣我們應該綜合第1、2、3組的實驗結果來進行判斷。參考答案中B項給的正確的，但是B項本身所涉及的第2、3組實驗進行對照，自變量是福達平，只能看出福達平的作用，不能得出福達平對阿霉素所起的作用有什么影響，那么第2、3組對比結果表述應該是按照模式1進行。筆者認為B項說法不嚴謹。

最后，我們再來看一道表述規范、嚴謹的題目：

本題所涉及雙自變量分別為自變量1“灌胃1ml50%的酒精”，自變量2“不同濃度的護肝茶”，研究目的表述為“研究小鼠連續灌胃一周不同劑量護肝茶對一次性灌胃1ml50%的酒精所造成的急性肝損傷的影響”，這樣的表述是典型的模式2的表述方式。

綜上所述，筆者認為對于雙自變量的實驗目的的表述，我們應該先區分變量之間的關系，確定哪個是變量自1，哪個是自變量2，在此基礎上，分情況進行表述。若把自變量1當做實驗條件，規范的表述方式為“在自變量1條件下，自變量2對因變量的影響”，此時，所謂的雙自變量的本質上只有一個自變量，即只剩下了自變量2，自變量1不再是真正的自變量，這種情況下對應的實驗只做兩組即可，一組是變量1，一組是變量1加變量2。若兩個自變量綜合考察，規范的表達方式是“自變量2增強（或抑制）了自變量1對因變量造成的影響”。