ההבדל בין משתנה לתגובה ומגיב

בכל ניסוי מדעי, המדען שולט על המשתנים בתוך הניסוי. אם יותר ממשתנה אחד משפיע על הניסוי, קשה לקבוע את התוצאה. לדוגמה, אם קבוצה אחת של צמחים צומחת בפנים וערכת צמחים אחרת צומחת בחוץ, משתנים רבים (כולל אור, טמפרטורה ולחות) משפיעים על צמיחת הצמחים. מבלי לשלוט על המשתנים הללו, לא ניתן להשוות את התוצאות. לכן מדענים שולטים על כולם למעט משתנה אחד בניסויים.

השליטה בניסוי היא גרסת הניסוי בה ניתן להשתמש לצורך השוואה. במקרים רבים השליטה היא בגרסת הניסוי הלא מנופלת, או במצב ה"רגיל "של נושא הניסוי. אם ניסוי לקביעת השפעת המלח על נקודת הקפאה של מים, גרסת הבקרה של הניסוי תהיה הקפאת מים ללא כל מלח. אם מתנסים כדי לקבוע אם צמחים גדלים מהר יותר באור אדום, גרסת הבקרה תהיה צמחים הגדלים באור ספקטרום מלא.

למרבה הצער, מינוח ניסיוני יכול להיות מעט מבלבל. השליטה בניסוי אינה זהה למשתנים המבוקרים. מדע ההגדרה המשתנה המבוקר משתמש במצבים שלמעשה משתנים מבוקרים כוללים את כולם את המשתנים שהנסיין שולט או שומר על קבוע כדי למנוע הפרעה לניסוי תוצאות.

לדוגמא, בניסוי הקפאת מים ומלח השליטה במשתנים פירושה שימוש באותו סוג מים לכל הניסויים, באמצעות אותה כמות מים, אותו גודל וצורה של מיכל להקפאת המים, אותו מקפיא, ואותו כלי מדידה, טֶכנִיקָה. כל גורם בבקרה (מים רגילים) והניסוי (מים עם מלח) יהיה זהה למעט המלח.

המשתנה המנוהל בניסוי הוא המשתנה היחיד של הניסוי שהמדען מחליט שישנה. המשתנה המנוהל יכול להיקרא גם המשתנה הבלתי תלוי. בניסוי שתוכנן כהלכה, יהיה משתנה אחד בלבד. בניסוי המלח והמים, למשל, המשתנה המנוהל הוא כמות המלח שנוספה למים. בניסוי הצמח, המשתנה המניפולטיבי הוא האור. כל היבט אחר של הניסוי צריך להיות זהה לחלוטין בין קבוצות ניסוי ובין בדיקות לניסויים.

הגדרת משתנה מגיב אחת אומרת שהמשתנה המגיב הוא מה שיימדד בניסוי. המשתנה המגיב, המכונה גם המשתנה התלוי, הוא מה שמדד המדען עם התקדמות הניסוי. המשתנה המגיב הוא תגובת הנבדק הניסיוני למשתנה המנוהל. המשתנה התלוי תלוי במה שקורה במהלך הניסוי. שני המונחים, המשתנים המגיבים והמשתנים התלויים, מתארים את אותו היבט של הניסוי.

למרות שבניסוי צריך להיות רק משתנה אחד מניפולטיבי, יתכן שיש יותר ממשתנה מגיב אחד. לדוגמא, תוספת מלח למים עשויה לשנות את טמפרטורת ההקפאה או את זמן ההקפאה או את שניהם, או גם לא. ההשפעה של שינוי אורך גל האור על צמיחת הצמח עשויה להיות גובה הצמח, ייצור כלורופיל, ייצור עלים חדשים או שילוב של גורמים אלה. המדען יכול להגדיר איזו תוצאה תצפה, אך מדען טוב צריך לאסוף גם תצפיות על תוצאות אחרות. לדוגמה, אם המדען מתכוון לבדוק את השפעת צבע האור על צמיחת הצמחים, חוסר צמיחה או תוצאה שלילית בקבוצת הניסוי יהיו נרשמה, אך אם גם בקבוצת הניסוי צמצמה צמיחת העלים (הכל בהשוואה לקבוצת הביקורת, כמובן), על החוקר גם לרשום נתונים אלה.

יש למדוד את המשתנים המגיבים באמצעות קריטריונים אובייקטיביים. יש לקחת תוצאות ללא משוא פנים או ספקולציות על ידי המדען. האמירה כי הצמחים באור הספקטרום המלא "נראים בריאים יותר" מאשר צמחים הגדלים באור אדום אינם מספקים תוצאה מדידה או אובייקטיבית. ללא תוצאות אובייקטיביות ומדידות, לא ניתן לאמת את תוצאות הניסוי.

מדענים מדווחים על תוצאות ניסוי בפורמט כתוב, טבלאות נתונים וגרפים. הפורמט הסטנדרטי לרישום תוצאות ניסויים מציג את המשתנה המנוהל על ציר ה- x של הגרף ואת המשתנה המגיב על ציר ה- y של הגרף. בניסוי המלח והמים, כמות המלח (משתנה מניפולציה) תוצג על ציר ה- x וטמפרטורת ההקפאה (המשתנה המגיב) תוצג על ציר ה- y. גרף המציג את גובה הצמח בתנאי אור שונים יראה את צבע האור או אורך הגל (המשתנה המנוהל) על ציר ה- x וגובה הצמח (המשתנה המגיב) פועל ציר ה- y.