האם לניסוי מדעי יכולים להיות שני משתנים מניפולטיביים?

שיעור מדעי בית הספר שלך עשוי להיות רגיל לבצע ניסויים מדעיים עם יחיד אחד בלבד משתנה מניפולציה, אך פער בין מדעי בית הספר למדע המבוצעים במעבדות ברחבי הארץ העולם קיים. התשובה הקצרה לשאלה האם מדענים יכולים להשתמש ביותר ממשתנה מניפולציה אחד בניסויים שלהם היא "כן". אבל רק חשובה לא פחות מהתשובה לשאלה זו היא ההבנה מדוע מדענים ירצו לכלול שני מניפולציות משתנים.

אחת ממטרות המפתח של המדע היא לבצע שינויים בדברים ולראות כיצד הדברים מגיבים. בעת ביצוע ניסוי מדעי, מדען יודע מה היא מתכננת לתפעל, או לשנות. הדבר הזה יכול להיות הטמפרטורה של נוזל כימי, משך הזמן שהיא מאפשרת לצמח לגדול, או סוג התרופה שהיא מעניקה לעכבר מעבדה. מדענים תמיד מחפשים שינויים שחשובים. כאשר הם חושדים ששינוי מסוים עשוי להיות חשוב, הם מסמנים את השינוי כ"משתנה מניפולציה ". לדוגמא, כאשר נותנים a עכבר תרופה מסוימת ותזמון כמה זמן לוקח להשלים מבוך, המדען שוקל את התרופה שעליה תמרן מִשְׁתַנֶה. המילה נובעת מיכולתה "לתמרן" איזה תרופה העכבר מקבל. ייתכן שהיא בוחרת מתוך בחירה בין שתיים או שלוש, מה שיעניק למשתנה המנוהל שניים או שלושה ערכים.

השאלה האם ניסוי מדעי יכול להכיל שני משתנים מניפולטיביים מעלה שאלה חשובה נוספת: בהנחה שניסויים יכולים לכלול שני משתנים מניפולטיביים, מדוע מדען יטרח לכלול יותר מ- אחד? האמת היא שלעתים מדענים חושדים ששינוי בו זמנית של שני משתנים שונים הם הסיבה האמיתית לתוצאה. לדוגמא, משתנה 1 בפני עצמו לא יכול להשפיע על המשתנה המגיב בלבד. אך כאשר מדען עושה מניפולציה על משתנה 1 ומשתנה 2, היא עשויה לראות שינוי משמעותי במשתנה המגיב. סיבה נוספת לתמרן יותר ממשתנה אחד בניסוי היא אם ברצונך לשלוט במשהו שלדעתך עשוי להשפיע על התוצאות. לדוגמה, אם אתה מגדל צמחים מרובים והמשתנה המניפולטיבי שלך הוא "כמות אור שמש", אתה עלול להיות מופתע לראות שהצמחים עם יותר אור השמש אינם צומחים מהר כמו שחשבת. אם אתה חושד שצמחים אלה אינם צומחים מהר מספיק מכיוון שאתה נותן להם מעט מדי מים, ייתכן שתשנה גם את כמות המים שאתה נותן להם. המשתנה השני המנוהל שלך יהיה אז "כמות מים", והיה לך ארבעה סוגים של צמחים: הרבה אור שמש, הרבה מים; אור שמש רב, מעט מים; מעט אור שמש, הרבה מים; ומעט אור שמש, מעט מים.

העובדה היא שעל פי אוניברסיטת NC State, מדענים יכולים לכלול כמה משתנים מניפולטיביים בניסויים שהם רוצים. הסטטיסטיקה שמאחורי כל המדעים מאפשרת משתנים מניפולטיביים מרובים ומספקת למדענים כלים רבים להעריך את תוצאות המחקר תוך שימוש במשתנים מניפולטיביים רבים. אך לא תמיד מדענים מכניסים במחקר משתנים מרובים המניפולטיביים. אם כן, הם יצטרכו להתמודד עם עליות בקושי בתכנון הניסוי מבחינת מחיר; זְמַן; מספר הדגימות, כגון חולדות מעבדה, נחוץ; ומורכבות הכלים הסטטיסטיים בהם משתמשים מדענים להערכת התוצאות. יתכן ששמת לב לירידים מדעיים בבית הספר וניסויים בעיקר באמצעות ניסוי מניפולציה אחד והתחלת לתהות האם שני משתנים מניפולטיביים הם אפשרות. ובכן, אמנם שום דבר לא בסדר בשני משתנים מניפולטיביים, אך רוב המורים אינם רוצים להתמודד עם המורכבות של משתנים מניפולטיביים מרובים. הוספת משתנים מניפולטיביים נוספים לניסוי בכיתה תבלבל את רוב התלמידים ולפעמים את המורה עצמו. (אבל אל תזכיר זאת למורה שלך.)

מדענים העובדים עם חולדות מעבדה עשויים לחשוד כי חולדות מעבדה עם גנים מסוימים נוטות יותר למות מוקדם, אך רק כאשר אותה קבוצה של חולדות מעבדה אוכלת תזונה עתירת שומן. אז מדענים יצטרכו לבדוק את קיומו של "שינוי שיתופי פעולה" זה, מה שמכנים מדענים "אינטראקציה השפעה." לאחר מכן המדענים יכלו לחלק חולדות לשתי קבוצות של שתי קבוצות: קבוצה אחת היא אלה עם הגן ואלה בלי הגן; הסט השני הוא אלה שמקבלים תזונה עשירה בשומן ואלה שלא. רק אז יכולים מדענים לבדוק האם השילוב של תזונה עשירה בשומן וקיום של גן מסוים הוא שמוביל למוות מוקדם.