השיטה המדעית כוללת שאלת שאלה, ביצוע מחקר, גיבוש השערה ובדיקת ההשערה באמצעות ניסוי, כך שניתן יהיה לנתח את התוצאות. כל ניסוי מדעי מצליח חייב לכלול סוגים ספציפיים של משתנים. חייב להיות משתנה עצמאי, המשתנה במהלך הניסוי; משתנה תלוי, שנצפה ונמדד; ומשתנה מבוקר, המכונה גם המשתנה "הקבוע", שעליו להישאר עקבי ולא משתנה לאורך כל הניסוי. למרות שהמשתנה המבוקר או הקבוע בניסוי אינו משתנה, הוא חשוב לא פחות להצלחתו של ניסוי מדעי כמו המשתנים האחרים.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
TL; DR: בניסוי מדעי, המשתנה המבוקר או הקבוע הוא משתנה שאינו משתנה. לדוגמא, בניסוי לבדיקת השפעתם של אורות שונים על צמחים, גורמים אחרים המשפיעים על צמיחתם ועל בריאותם, כמו איכות הקרקע והשקייתם, יצטרכו להישאר קבועים.
דוגמה למשתנה עצמאי
בואו נגיד שמדען מבצע ניסוי לבדיקת ההשפעה של תאורה שונה על צמחי בית. במקרה זה, התאורה עצמה תהיה המשתנה הבלתי תלוי, מכיוון שהוא המשתנה שהמדען משנה באופן פעיל, במהלך הניסוי. בין אם המדען משתמש בנורות שונות או משנה את כמות האור הניתנת לצמחים, האור הוא המשתנה המשתנה, ולכן הוא המשתנה העצמאי.
דוגמה למשתנה תלוי
משתנים תלויים הם התכונות שמדען צופה ביחס למשתנה הבלתי תלוי. במילים אחרות, המשתנה התלוי משתנה בהתאם לשינויים שנעשו במשתנה הבלתי תלוי. בניסוי צמחי הבית, המשתנים התלויים יהיו תכונות הצמחים עצמם, שהמדען מתבונן ביחס לאור המשתנה. מאפיינים אלה עשויים לכלול את צבע הצמחים, גובהם ובריאותם הכללית.
דוגמה למשתנה מבוקר
משתנה מבוקר או קבוע אינו משתנה במהלך הניסוי. חשוב ביותר שכל ניסוי מדעי יכלול משתנה מבוקר; אחרת, אי אפשר להבין את מסקנות הניסוי. לדוגמא, בניסוי צמחי הבית, משתנים מבוקרים עשויים להיות דברים כמו איכות האדמה וכמות המים הניתנת לצמחים. אם גורמים אלה לא היו קבועים, וצמחים מסוימים קיבלו יותר מים או אדמה טובה יותר מאחרים, לא היו כאלה דרך שהמדען יהיה בטוח שהצמחים לא משתנים על סמך גורמים אלה במקום על סוגים שונים של אוֹר. צמח עשוי להיות בריא וירוק בגלל כמות האור שהוא קיבל, או שהוא יכול להיות שקיבל יותר מים מהצמחים האחרים. במקרה זה, אי אפשר יהיה להסיק מסקנות ראויות על סמך הניסוי.
עם זאת, אם לכל הצמחים ניתנת אותה כמות מים ואותה איכות אדמה, אז המדען יכול היו בטוחים כי כל שינוי מצמח אחד למשנהו נובע משינויים שנעשו במשתנה הבלתי תלוי: אוֹר. למרות שהמשתנה המבוקר לא השתנה ולא היה המשתנה שנבדק בפועל, הוא איפשר זאת המדען לבחון את הקשר בין סיבה ותוצאה בין בריאות הצמח לסוגים שונים של תְאוּרָה. במילים אחרות, זה איפשר ניסוי מדעי מוצלח.