În orice experiment științific, omul de știință controlează variabilele din cadrul experimentului. Dacă mai multe variabile influențează experimentul, rezultatul devine dificil de determinat. De exemplu, dacă un set de plante crește în interior și un alt set de plante crește în exterior, multe variabile (inclusiv lumina, temperatura și umiditatea) au impact asupra creșterii plantelor. Fără a controla aceste variabile, rezultatele nu pot fi comparate. Prin urmare, oamenii de știință controlează pentru toate, cu excepția unei variabile din experimente.
Control experimental
Controlul dintr-un experiment este versiunea experimentului care poate fi utilizată pentru comparație. În multe cazuri, controlul este versiunea nemanipulată a experimentului sau starea „normală” a subiectului experimentului. Dacă experimentăm pentru a determina efectul sării asupra punctului de îngheț al apei, versiunea de control a experimentului ar fi înghețarea apei fără sare. Dacă experimentăm pentru a determina dacă plantele cresc mai repede în lumină roșie, versiunea de control ar fi plantele crescute în lumină cu spectru complet.
Variabile controlate
Din păcate, terminologia experimentală poate deveni puțin confuză. Controlul dintr-un experiment nu este același cu variabilele controlate. Știința definiției variabilelor controlate utilizează în esență stări în care variabilele controlate includ toate variabilele pe care experimentatorul le controlează sau le menține constante pentru a preveni interferențele cu experimentul rezultate.
De exemplu, în experimentul de înghețare a apei și sării, controlul variabilelor ar însemna utilizarea aceluiași tip de apă pentru toate experimentele, folosind aceeași cantitate de apă, aceeași dimensiune și formă a recipientului pentru a îngheța apa, același congelator și același instrument de măsurare și tehnică. Fiecare factor al controlului (apă simplă) și al experimentului (apă cu sare) ar fi exact la fel, cu excepția sării.
Variabilă manipulată
Variabila manipulată dintr-un experiment este singura variabilă a experimentului pe care omul de știință decide că o va schimba. Variabila manipulată poate fi numită și variabilă independentă. Într-un experiment proiectat corespunzător, va exista o singură variabilă manipulată. În experimentul de sare și apă, de exemplu, variabila manipulată este cantitatea de sare adăugată în apă. În experimentul cu plante, variabila manipulată este lumina. Orice alt aspect al experimentului ar trebui să fie exact același între grupurile experimentale și între testele sau testele.
Variabilă de răspuns
O definiție a variabilei care răspunde spune că variabila care răspunde este ceea ce va fi măsurat în experiment. Variabila care răspunde, numită și variabila dependentă, este ceea ce omul de știință măsoară pe măsură ce experimentul progresează. Variabila de răspuns este răspunsul subiectului experimental la variabila manipulată. Variabila dependentă depinde de ceea ce se întâmplă în timpul experimentului. Cei doi termeni, variabila care răspunde și variabila dependentă, descriu același aspect al experimentului.
Deși experimentul ar trebui să aibă o singură variabilă manipulată, pot exista mai multe variabile care răspund. De exemplu, adăugarea de sare în apă poate schimba temperatura de congelare sau timpul de congelare sau ambele, sau niciuna. Efectul modificării lungimii de undă a luminii asupra creșterii plantelor ar putea fi înălțimea plantelor, producția de clorofilă, producția de frunze noi sau o combinație a acestor factori. Omul de știință poate defini ce rezultat va fi observat, dar un om de știință bun ar trebui să colecteze, de asemenea, observații despre alte rezultate. De exemplu, dacă omul de știință își propune să testeze efectul culorii deschise asupra creșterii plantelor, o lipsă de creștere sau un rezultat negativ în grupul experimental ar fi înregistrat, dar dacă și grupul experimental are o creștere a frunzelor redusă (totul în comparație cu grupul de control, desigur), cercetătorul ar trebui să înregistreze și aceste date.
Variabilele care răspund trebuie măsurate folosind criterii obiective. Rezultatele trebuie luate fără părtinire sau speculații de către omul de știință. Spunerea că plantele în lumină cu spectru complet „arată mai sănătoase” decât plantele cultivate în lumină roșie nu oferă un rezultat măsurabil sau obiectiv. Fără rezultate obiective și măsurabile, rezultatele experimentului nu pot fi autentificate.
Raportarea rezultatelor experimentale
Oamenii de știință raportează rezultatele experimentale în format scris, tabele de date și grafice. Formatul standard pentru graficarea rezultatelor experimentale arată variabila manipulată pe axa x a graficului și variabila care răspunde pe axa y a graficului. În experimentul de sare și apă, cantitatea de sare (variabilă manipulată) ar fi afișată pe axa x, iar temperatura de îngheț (variabila de răspuns) ar fi afișată pe axa y. Un grafic care arată înălțimea plantei în diferite condiții de lumină ar arăta culoarea luminii sau lungimea de undă (variabila manipulată) pe axa x și înălțimea plantei (variabila care răspunde) pe axa y.