Στην επιστημονική έρευνα, επιστήμονες, τεχνικοί και ερευνητές χρησιμοποιούν μια ποικιλία μεθόδων και μεταβλητών κατά τη διεξαγωγή των πειραμάτων τους. Με απλούς όρους, μια μεταβλητή αντιπροσωπεύει ένα μετρήσιμο χαρακτηριστικό που αλλάζει ή ποικίλλει στο πείραμα είτε σύγκριση αποτελεσμάτων μεταξύ πολλών ομάδων, πολλαπλών ατόμων ή ακόμα και όταν χρησιμοποιείτε ένα άτομο σε ένα πείραμα που πραγματοποιήθηκε στο περασμα του χρονου. Συνολικά, υπάρχουν έξι κοινοί τύποι μεταβλητών.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Οι μεταβλητές αντιπροσωπεύουν τα μετρήσιμα χαρακτηριστικά που μπορούν να αλλάξουν κατά τη διάρκεια ενός επιστημονικού πειράματος. Συνολικά υπάρχουν έξι βασικοί τύποι μεταβλητών: εξαρτημένοι, ανεξάρτητοι, παρεμβαίνοντες, συντονιστές, ελεγχόμενες και ξένες μεταβλητές.
Ανεξάρτητες και εξαρτημένες μεταβλητές
Γενικά, τα πειράματα αλλάζουν σκόπιμα μια μεταβλητή, που είναι η ανεξάρτητη μεταβλητή. Αλλά μια μεταβλητή που αλλάζει στην άμεση απόκριση στην ανεξάρτητη μεταβλητή είναι η εξαρτημένη μεταβλητή. Ας πούμε ότι υπάρχει ένα πείραμα για να ελέγξετε εάν η αλλαγή της θέσης ενός παγάκι επηρεάζει την ικανότητά του να λιώνει. Η αλλαγή στη θέση ενός παγάκι αντιπροσωπεύει την ανεξάρτητη μεταβλητή. Το αποτέλεσμα του εάν ο παγάκι λιώνει ή όχι είναι η εξαρτημένη μεταβλητή.
Μεταβλητές παρέμβασης και συντονιστή
Οι παρεμβατικές μεταβλητές συνδέουν τις ανεξάρτητες και εξαρτημένες μεταβλητές, αλλά ως αφηρημένες διαδικασίες, δεν είναι άμεσα παρατηρήσιμες κατά τη διάρκεια του πειράματος. Για παράδειγμα, εάν μελετήσει τη χρήση μιας συγκεκριμένης τεχνικής διδασκαλίας για την αποτελεσματικότητά της, η τεχνική αντιπροσωπεύει την ανεξάρτητη μεταβλητή, ενώ η ολοκλήρωση της τεχνικής Οι στόχοι από τους συμμετέχοντες στη μελέτη αντιπροσωπεύουν την εξαρτημένη μεταβλητή, ενώ οι πραγματικές διαδικασίες που χρησιμοποιούνται εσωτερικά από τους μαθητές για να μάθουν το αντικείμενο αντιπροσωπεύει την παρεμβατική μεταβλητές.
Με την τροποποίηση της επίδρασης των παρεμβαλλόμενων μεταβλητών - των αόρατων διαδικασιών - οι μεταβλητές συντονιστή επηρεάζουν τη σχέση μεταξύ των ανεξάρτητων και εξαρτημένων μεταβλητών. Οι ερευνητές μετρούν τις μεταβλητές συντονιστή και τις λαμβάνουν υπόψη κατά τη διάρκεια του πειράματος.
Σταθερή ή ελεγχόμενη μεταβλητή
Μερικές φορές ορισμένα χαρακτηριστικά των αντικειμένων υπό εξέταση αφήνονται σκόπιμα αμετάβλητα. Αυτές είναι γνωστές ως σταθερές ή ελεγχόμενες μεταβλητές. Στο πείραμα ice cube, μία σταθερή ή ελεγχόμενη μεταβλητή θα μπορούσε να είναι το μέγεθος και το σχήμα του κύβου. Διατηρώντας τα ίδια μεγέθη και σχήματα παγάκια, είναι ευκολότερο να μετρήσετε τις διαφορές μεταξύ των κύβων καθώς λιώνουν μετά τη μετατόπιση των θέσεών τους, καθώς όλοι ξεκίνησαν ως το ίδιο μέγεθος.
Εξωγενείς μεταβλητές
Ένα καλά σχεδιασμένο πείραμα εξαλείφει όσο το δυνατόν περισσότερες μη μετρημένες ξένες μεταβλητές. Αυτό διευκολύνει την παρατήρηση της σχέσης μεταξύ των ανεξάρτητων και εξαρτημένων μεταβλητών. Αυτές οι ξένες μεταβλητές, επίσης γνωστές ως απρόβλεπτοι παράγοντες, μπορούν να επηρεάσουν την ερμηνεία των πειραματικών αποτελεσμάτων. Οι παραμελημένες μεταβλητές, ως υποσύνολο εξωγενών μεταβλητών αντιπροσωπεύουν τους απρόβλεπτους παράγοντες στο πείραμα.
Ένας άλλος τύπος μεταβλητής παραμονής περιλαμβάνει τη συγχέοντας μεταβλητή, η οποία μπορεί να καταστήσει τα αποτελέσματα του πειράματος άχρηστα ή άκυρα. Μερικές φορές μια συγχέοντας μεταβλητή θα μπορούσε να είναι μια μεταβλητή που δεν είχε προηγουμένως ληφθεί υπόψη. Το να μην γνωρίζετε την επιρροή της συγχέοντας μεταβλητής παρακάμπτει τα πειραματικά αποτελέσματα. Για παράδειγμα, ας πούμε ότι η επιφάνεια που επιλέχθηκε για τη διεξαγωγή του πειράματος με παγάκια ήταν σε έναν αλατισμένο δρόμο, αλλά το οι πειραματιστές δεν συνειδητοποίησαν ότι το αλάτι ήταν εκεί και πασπαλίστηκε άνισα, με αποτέλεσμα να λιώσουν μερικά παγάκια γρηγορότερα. Επειδή το αλάτι επηρέασε τα αποτελέσματα του πειράματος, είναι και μια παραμελημένη μεταβλητή και μια συγχέοντας μεταβλητή.