Tieteellisessä tutkimuksessa tutkijat, teknikot ja tutkijat käyttävät kokeissaan erilaisia menetelmiä ja muuttujia. Yksinkertaisesti sanottuna muuttuja edustaa mitattavaa määritettä, joka muuttuu tai vaihtelee kokeessa tulosten vertaaminen useiden ryhmien, useiden ihmisten välillä tai jopa käytettäessä yhtä henkilöä suoritetussa kokeessa ajan myötä. Kaikkiaan on kuusi yleistä muuttujatyyppiä.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Muuttujat edustavat mitattavia piirteitä, jotka voivat muuttua tieteellisen kokeen aikana. Kaikissa on kuusi perusmuuttujatyyppiä: riippuvainen, riippumaton, interventioiva, moderaattori, kontrolloitu ja ulkopuolinen muuttuja.
Riippumattomat ja riippuvat muuttujat
Yleensä kokeilla muutetaan tarkoituksellisesti yhtä muuttujaa, joka on riippumaton muuttuja. Mutta muuttuja, joka muuttuu suoraan vasteena riippumattomaan muuttujaan, on riippuvainen muuttuja. Oletetaan, että kokeilulla testataan, vaikuttaako jääkuution sijainnin muuttaminen sen sulamiskykyyn. Jääpalan sijainnin muutos edustaa itsenäistä muuttujaa. Jääpalan sulamisen tulos on riippuvainen muuttuja.
Väliintulevat ja moderaattorimuuttujat
Toisiinsa liittyvät muuttujat yhdistävät riippumattomat ja riippuvat muuttujat, mutta abstrakteina prosesseina niitä ei voida suoraan havaita kokeen aikana. Jos esimerkiksi tutkitaan tietyn opetustekniikan käyttöä sen tehokkuuden suhteen, tekniikka edustaa itsenäistä muuttujaa, kun taas tekniikan tutkimuksen osallistujan tavoitteet edustavat riippuvaa muuttujaa, kun taas opiskelijoiden sisäisesti käyttämät prosessit aineen oppimiseksi edustavat muuttujat.
Modifioimalla väliintulevien muuttujien - näkymättömien prosessien - vaikutukset moderaattorimuuttujat vaikuttavat riippumattomien ja riippuvien muuttujien väliseen suhteeseen. Tutkijat mittaavat moderaattorimuuttujia ja ottavat ne huomioon kokeessa.
Jatkuva tai hallittava muuttuja
Joskus tietyt tutkittavien kohteiden ominaisuudet jätetään tarkoituksella muuttumattomiksi. Nämä tunnetaan vakio- tai kontrollimuuttujina. Jääpala-kokeessa yksi vakio tai hallittava muuttuja voi olla kuution koko ja muoto. Pitämällä jääkuutioiden koot ja muodot samoina on helpompaa mitata kuutioiden väliset erot sulattaessa paikkojensa siirtämisen jälkeen, koska ne kaikki alkoivat samankokoisina.
Vieraat muuttujat
Hyvin suunniteltu kokeilu eliminoi mahdollisimman monen mittaamattoman ulkopuolisen muuttujan. Tämä helpottaa riippumattomien ja riippuvien muuttujien välisen suhteen tarkkailua. Nämä ulkopuoliset muuttujat, jotka tunnetaan myös odottamattomina tekijöinä, voivat vaikuttaa kokeiden tulosten tulkintaan. Varjuvat muuttujat, vieraiden muuttujien osajoukkona, edustavat kokeessa odottamattomia tekijöitä.
Toinen tyyppinen väijyvä muuttuja sisältää sekoittavan muuttujan, joka voi tehdä kokeen tuloksista hyödyttömiä tai virheellisiä. Joskus sekoittava muuttuja voi olla muuttuja, jota ei ole aiemmin otettu huomioon. Tietämättömyys hämmentävän muuttujan vaikutuksesta vääristää kokeiden tuloksia. Oletetaan esimerkiksi, että jääkuutio-kokeen suorittamiseksi valittu pinta oli suolatulla tiellä, mutta kokeilijat eivät huomanneet, että suola oli siellä, ja ne sirottelivat epätasaisesti aiheuttaen joidenkin jääkuutioiden sulamisen nopeammin. Koska suola vaikutti kokeen tuloksiin, se on sekä piilevä muuttuja että sekoittava muuttuja.