Γιατί είναι σημαντική η σταθερή θερμοκρασία σε ένα πείραμα;

Πραγματοποιείται ένα πείραμα για να αποδειχθεί η επίδραση της ανεξάρτητης μεταβλητής σε μια εξαρτημένη μεταβλητή. Κατά τη διάρκεια ενός πειράματος, οι επιστήμονες πρέπει να αποτρέψουν την αλλαγή των αποτελεσμάτων από εξωτερικές επιρροές, γνωστές ως συγχέουσες μεταβλητές. Όταν ένας επιστήμονας αποφασίζει ενεργά να περιορίσει τον αντίκτυπο μιας συγχέοντας μεταβλητής, γίνεται γνωστό ως μεταβλητή ελέγχου. Αν και δεν είναι πάντα μια συγχέοντας μεταβλητή σε πειράματα, οι επιστήμονες συχνά επιλέγουν να ελέγχουν τη μεταβλητή της θερμοκρασίας διατηρώντας την σταθερή.

Οι μεταβλητές ελέγχου είναι εκείνοι οι παράγοντες που οι επιστήμονες επιλέγουν ενεργά να ελέγχουν κατά τη διάρκεια ενός πειράματος. Οι μεταβλητές ελέγχου είναι σημαντικές, επειδή ελαχιστοποιούν τις εξωτερικές επιρροές στην εξαρτημένη μεταβλητή, διασφαλίζοντας παράλληλα ότι η ανεξάρτητη μεταβλητή εφέ είναι το μόνο πράγμα που μετράται. Για παράδειγμα, εάν ένας επιστήμονας δοκιμάζει τις επιπτώσεις της υγρασίας στη δομή ενός συγκεκριμένου μορίου, θα ήθελε να διασφαλίσει ότι η υγρασία ήταν το μόνο πράγμα που άλλαζε το μόριο. Έτσι, μπορεί να ελέγξει για άλλες επιδράσεις που θα μπορούσαν επίσης να έχουν αντίκτυπο στη μοριακή δομή, όπως η αλλαγή θερμοκρασίας.

Οι μεταβλητές ελέγχου συμβάλλουν στην αποτροπή σφαλμάτων στο πείραμα. Χωρίς κατάλληλες μεταβλητές ελέγχου, ένα πείραμα είναι επιρρεπές σε σφάλματα τύπου III. Σε σφάλμα τύπου III, ο πειραματιστής αποδέχεται την υπόθεσή της για λάθος λόγο. Για παράδειγμα, εάν ο επιστήμονας στο προηγούμενο παράδειγμα επέλεξε να μην κάνει τη θερμοκρασία μεταβλητή ελέγχου, μπορεί να παρατηρήσει μια αλλαγή στο μόριο και να υποθέσει ότι το προκάλεσε η υγρασία. Στην πραγματικότητα, θα μπορούσε να ήταν η αλλαγή της θερμοκρασίας, όχι η υγρασία, που διαιωνίζει τα αποτελέσματα.

Μόλις καταλάβετε τη σημασία του εντοπισμού των συγχέοντων μεταβλητών και του καθορισμού μεταβλητών ελέγχου, είναι πιο πιθανό να αναπτύξετε συμπαγή, επαναλήψιμα πειράματα. Ωστόσο, η αλλαγή θερμοκρασίας είναι μια συγχέοντας μεταβλητή που συχνά παραβλέπεται ή δεν θεωρείται ότι είναι σημαντική. Για να πάρετε μια ιδέα για το πώς η αλλαγή θερμοκρασίας μπορεί να συγχέει ένα πείραμα, σκεφτείτε το ακόλουθο παράδειγμα: Το Sue είναι εκτέλεση ενός πειράματος στο οποίο ο σεξουαλικός προσανατολισμός είναι η ανεξάρτητη μεταβλητή και η επιθετικότητα εξαρτάται μεταβλητός. Φέρνει μια ομάδα ομοφυλόφιλων ανδρών στην αίθουσα πειραμάτων και τους συνδέει με συσκευές που μετρούν τον καρδιακό ρυθμό και την αρτηριακή πίεση. Στη συνέχεια, τους διαβάζει μια ιστορία που περιλαμβάνει μεγάλη βία για να δει πώς θα επηρεάσει τη φυσιολογική τους ανταπόκριση. Κάνει το ίδιο πράγμα με μια ομάδα ετεροφυλόφιλων ανδρών. Ωστόσο, το δωμάτιο είναι άβολα ζεστό κατά τη διάρκεια της δοκιμής τους, επειδή το κλιματιστικό είναι σπασμένο. Αναθεωρώντας τα αποτελέσματά της, παρατηρεί ότι ο παλμός και η αρτηριακή πίεση των ετεροφυλόφιλων ανδρών αυξήθηκαν περισσότερο από τους ομοφυλόφιλους άνδρες. Υποθέτει ότι οι ετεροφυλόφιλοι άνδρες είναι φυσικά πιο επιθετικοί από τους ομοφυλόφιλους. Ωστόσο, οι θερμές θερμοκρασίες είναι γνωστό ότι αυξάνουν την επιθετικότητα. Έχει διαπράξει σφάλμα τύπου III, επειδή η θερμότητα μπορεί να έχει προκαλέσει την ετεροφυλόφιλη ομάδα να εκφράσει μεγαλύτερη φυσιολογική επιθετικότητα από ό, τι θα είχαν σε χαμηλότερη θερμοκρασία. Για να αποφευχθεί αυτό, θα έπρεπε να έχει κάνει τη θερμοκρασία μεταβλητή ελέγχου και να διασφαλίσει ότι και οι δύο ομάδες δοκιμάστηκαν σε ένα δωμάτιο με την ίδια περίπου θερμοκρασία.

Κατά την κατασκευή πειραμάτων, οι επιστήμονες πρέπει να απαριθμήσουν όλες τις μεταβλητές τους και να αναπτύξουν ένα σχέδιο για τη διεξαγωγή του τεστ. Για να κάνετε την αλλαγή θερμοκρασίας μεταβλητή ελέγχου στο πείραμά σας, πρέπει να την συμπεριλάβετε στο ερευνητικό σας σχέδιο. Δηλώστε με σαφήνεια την πρόθεσή σας να ελέγξετε για αλλαγές θερμοκρασίας, εξηγήστε γιατί οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας θα μπορούσαν να συγχέουν το πείραμα και να περιγράψουν τη στρατηγική σας για τη διατήρηση σταθερής θερμοκρασίας. Κατά τη διάρκεια του πειράματος, θα πρέπει να ακολουθήσετε προσεκτικά το σχέδιό σας.