In qualsiasi esperimento scientifico, lo scienziato controlla le variabili all'interno dell'esperimento. Se più di una variabile influenza l'esperimento, il risultato diventa difficile da determinare. Ad esempio, se un insieme di piante cresce all'interno e un altro insieme di piante cresce all'esterno, molte variabili (tra cui luce, temperatura e umidità) influiscono sulla crescita delle piante. Senza il controllo di queste variabili, i risultati non possono essere confrontati. Gli scienziati quindi controllano per tutti tranne una variabile negli esperimenti.
Controllo Sperimentale
Il controllo in un esperimento è la versione dell'esperimento che può essere utilizzata per il confronto. In molti casi, il controllo è la versione non manipolata dell'esperimento, o la condizione "normale" del soggetto dell'esperimento. Se si sperimentasse per determinare l'effetto del sale sul punto di congelamento dell'acqua, la versione di controllo dell'esperimento sarebbe il congelamento dell'acqua senza sale. Se si sperimentasse per determinare se le piante crescono più velocemente in luce rossa, la versione di controllo sarebbe piante cresciute in luce a spettro completo.
Variabili controllate
Sfortunatamente, la terminologia sperimentale può creare un po' di confusione. Il controllo in un esperimento non è lo stesso delle variabili controllate. La scienza della definizione di variabile controllata utilizza essenzialmente afferma che le variabili controllate includono tutto le variabili che lo sperimentatore controlla o mantiene costanti per evitare interferenze con lo sperimentale risultati.
Ad esempio, nell'esperimento di congelamento dell'acqua e del sale controllare le variabili significherebbe utilizzare lo stesso tipo di acqua per tutti gli esperimenti, utilizzando la stessa quantità di acqua, la stessa dimensione e forma del contenitore per congelare l'acqua, lo stesso congelatore e lo stesso strumento di misurazione e tecnica. Ogni fattore del controllo (acqua normale) e dell'esperimento (acqua con sale) sarebbe esattamente lo stesso tranne il sale.
Variabile modificata
La variabile manipolata in un esperimento è l'unica variabile dell'esperimento che lo scienziato decide che cambierà. La variabile manipolata può anche essere chiamata variabile indipendente. In un esperimento progettato correttamente, ci sarà solo una variabile manipolata. Nell'esperimento del sale e dell'acqua, ad esempio, la variabile manipolata è la quantità di sale aggiunta all'acqua. Nell'esperimento sulle piante, la variabile manipolata è la luce. Ogni altro aspetto dell'esperimento dovrebbe essere esattamente lo stesso tra i gruppi sperimentali e tra i test o le prove.
Variabile di risposta
Una definizione di variabile di risposta dice che la variabile di risposta è ciò che verrà misurato nell'esperimento. La variabile di risposta, chiamata anche variabile dipendente, è ciò che lo scienziato misura man mano che l'esperimento procede. La variabile che risponde è la risposta del soggetto sperimentale alla variabile manipolata. La variabile dipendente dipende da ciò che accade durante l'esperimento. I due termini, variabile rispondente e variabile dipendente, descrivono lo stesso aspetto dell'esperimento.
Sebbene l'esperimento debba avere solo una variabile manipolata, potrebbe esserci più di una variabile che risponde. Ad esempio, l'aggiunta di sale all'acqua può modificare la temperatura di congelamento o il tempo di congelamento o entrambi o nessuno dei due. L'effetto della modifica della lunghezza d'onda della luce sulla crescita delle piante potrebbe essere l'altezza della pianta, la produzione di clorofilla, la produzione di nuove foglie o una combinazione di questi fattori. Lo scienziato può definire quale risultato sarà osservato, ma un buon scienziato dovrebbe anche raccogliere osservazioni su altri risultati. Ad esempio, se lo scienziato si proponesse di testare l'effetto del colore della luce sulla crescita delle piante, una mancanza di crescita o un risultato negativo nel gruppo sperimentale sarebbe registrato, ma se il gruppo sperimentale ha anche una crescita fogliare ridotta (tutto rispetto al gruppo di controllo, ovviamente), il ricercatore dovrebbe registrare anche questi dati.
Le variabili di risposta devono essere misurate utilizzando criteri oggettivi. I risultati devono essere presi senza pregiudizi o speculazioni da parte dello scienziato. Dire che le piante alla luce a spettro completo "sembrano più sane" delle piante coltivate alla luce rossa non fornisce un risultato misurabile o oggettivo. Senza risultati oggettivi e misurabili, i risultati dell'esperimento non possono essere autenticati.
Report dei risultati sperimentali
Gli scienziati riportano i risultati sperimentali in formato scritto, tabelle di dati e grafici. Il formato standard per rappresentare graficamente i risultati sperimentali mostra la variabile manipolata sull'asse x del grafico e la variabile di risposta sull'asse y del grafico. Nell'esperimento del sale e dell'acqua, la quantità di sale (variabile manipolata) verrebbe mostrata sull'asse x e la temperatura di congelamento (variabile di risposta) verrebbe mostrata sull'asse y. Un grafico che mostra l'altezza della pianta in diverse condizioni di luce mostrerebbe il colore della luce o lunghezza d'onda (la variabile manipolata) sull'asse x e l'altezza della pianta (variabile di risposta) su l'asse y.