Unterschied zwischen manipulativer und reagierender Variable

In jedem wissenschaftlichen Experiment kontrolliert der Wissenschaftler die Variablen innerhalb des Experiments. Wenn mehr als eine Variable das Experiment beeinflusst, wird das Ergebnis schwer zu bestimmen. Wenn beispielsweise eine Pflanzengruppe drinnen wächst und eine andere Pflanzengruppe draußen wächst, beeinflussen viele Variablen (einschließlich Licht, Temperatur und Feuchtigkeit) das Pflanzenwachstum. Ohne Kontrolle dieser Variablen können die Ergebnisse nicht verglichen werden. Wissenschaftler kontrollieren daher in Experimenten alle bis auf eine Variable.

Die Kontrolle in einem Experiment ist die Version des Experiments, die zum Vergleich verwendet werden kann. In vielen Fällen ist die Kontrolle die unmanipulierte Version des Experiments oder der "normale" Zustand der Versuchsperson. Wenn man experimentiert, um die Wirkung von Salz auf den Gefrierpunkt von Wasser zu bestimmen, wäre die Kontrollversion des Experiments das Einfrieren von Wasser ohne Salz. Wenn Sie experimentieren, um festzustellen, ob Pflanzen bei rotem Licht schneller wachsen, wären die Kontrollversion Pflanzen, die bei Vollspektrumlicht gezüchtet werden.

Leider kann die experimentelle Terminologie etwas verwirrend sein. Die Kontrolle in einem Experiment ist nicht dasselbe wie die kontrollierten Variablen. Die Wissenschaft der Definition von kontrollierten Variablen verwendet im Wesentlichen Aussagen, dass kontrollierte Variablen alle umfassen die Variablen, die der Experimentator kontrolliert oder konstant hält, um eine Störung des Experiments zu vermeiden Ergebnisse.

Zum Beispiel würde die Kontrolle der Variablen im Wasser- und Salzgefrierexperiment bedeuten, dass für alle Experimente die gleiche Wassersorte verwendet wird. Verwenden der gleichen Wassermenge, der gleichen Größe und Form des Behälters zum Gefrieren des Wassers, des gleichen Gefrierschranks und des gleichen Messwerkzeugs und Technik. Jeder Faktor der Kontrolle (reines Wasser) und des Experiments (Wasser mit Salz) wäre mit Ausnahme des Salzes genau gleich.

Die manipulierte Variable in einem Experiment ist die einzige Variable des Experiments, von der der Wissenschaftler entscheidet, dass sie sich ändert. Die manipulierte Variable kann auch als unabhängige Variable bezeichnet werden. In einem richtig gestalteten Experiment gibt es nur eine manipulierte Variable. Im Salz-Wasser-Experiment ist die Stellgröße beispielsweise die Salzmenge, die dem Wasser zugesetzt wird. Im Pflanzenversuch ist die Stellgröße das Licht. Jeder andere Aspekt des Experiments sollte zwischen experimentellen Gruppen und zwischen Test- oder Probeläufen genau gleich sein.

Eine Definition der Antwortvariablen besagt, dass die Antwortvariable das ist, was im Experiment gemessen wird. Die Antwortvariable, auch abhängige Variable genannt, misst der Wissenschaftler im Verlauf des Experiments. Die Ansprechvariable ist die Antwort der Versuchsperson auf die manipulierte Variable. Die abhängige Variable hängt davon ab, was während des Experiments passiert. Die beiden Begriffe Antwortvariable und abhängige Variable beschreiben denselben Aspekt des Experiments.

Obwohl das Experiment nur eine manipulierte Variable haben sollte, kann es mehr als eine Antwortvariable geben. Zum Beispiel kann die Zugabe von Salz zu Wasser die Gefriertemperatur oder die Gefrierzeit oder beides oder beides ändern. Die Auswirkung einer Änderung der Lichtwellenlänge auf das Pflanzenwachstum kann die Pflanzenhöhe, die Chlorophyllproduktion, die Produktion neuer Blätter oder eine Kombination dieser Faktoren sein. Der Wissenschaftler kann definieren, welches Ergebnis beobachtet wird, aber ein guter Wissenschaftler sollte auch Beobachtungen anderer Ergebnisse sammeln. Will der Wissenschaftler beispielsweise die Wirkung von Lichtfarbe auf das Pflanzenwachstum testen, wäre ein fehlendes Wachstum oder ein negatives Ergebnis in der Versuchsgruppe aufgezeichnet, aber wenn die Versuchsgruppe auch ein reduziertes Blattwachstum hat (natürlich alles im Vergleich zur Kontrollgruppe), sollte der Forscher diese Daten ebenfalls aufzeichnen.

Ansprechende Variablen müssen anhand objektiver Kriterien gemessen werden. Die Ergebnisse müssen vom Wissenschaftler ohne Voreingenommenheit oder Spekulation aufgenommen werden. Zu sagen, dass die Pflanzen im Vollspektrumlicht „gesünder aussehen“ als Pflanzen, die im Rotlicht gezüchtet werden, liefert kein messbares oder objektives Ergebnis. Ohne objektive und messbare Ergebnisse können die Ergebnisse des Experiments nicht authentifiziert werden.

Wissenschaftler berichten experimentelle Ergebnisse in schriftlicher Form, Datentabellen und Grafiken. Das Standardformat für die grafische Darstellung experimenteller Ergebnisse zeigt die manipulierte Variable auf der x-Achse des Diagramms und die Antwortvariable auf der y-Achse des Diagramms. Im Salz-Wasser-Experiment würde auf der x-Achse die Salzmenge (Stellgröße) und auf der y-Achse die Gefriertemperatur (Ansprechgröße) dargestellt. Ein Diagramm, das die Pflanzenhöhe unter verschiedenen Lichtbedingungen zeigt, würde die Lichtfarbe anzeigen oder show Wellenlänge (die Stellgröße) auf der x-Achse und die Pflanzenhöhe (Ansprechgröße) auf die y-Achse.