Kan ett vetenskapsexperiment ha två manipulerade variabler?

Din skolvetenskapskurs kan vara van vid att utföra vetenskapliga experiment med bara en enda manipulerad variabel, men ett gap mellan skolvetenskap och vetenskap som utförs i laboratorier i hela världen existerar. Det korta svaret på om forskare kan använda mer än en manipulerad variabel i sina experiment är ”ja”. Men bara lika viktigt som svaret på denna fråga är att förstå varför forskare vill inkludera två manipulerade variabler.

Ett av vetenskapens viktigaste mål är att göra förändringar i saker och se hur dessa saker reagerar. När ett vetenskapligt experiment utförs vet en vetenskapsman vad hon planerar att manipulera eller ändra. Den här saken kan vara temperaturen på en kemisk vätska, hur lång tid hon tillåter en växt att växa eller den typ av läkemedel som hon ger till en labmus. Forskare letar alltid efter förändringar som betyder något. När de misstänker att en viss förändring kan ha betydelse, märker de ändringen som "manipulerad variabel." Till exempel när du ger en musa ett visst läkemedel och bestämma hur lång tid det tar att fullborda en labyrint, forskaren överväger läkemedlet som hon manipulerat variabel. Ordet kommer från hennes förmåga att "manipulera" vilket läkemedel musen får. Hon kan välja mellan två eller tre val, vilket ger den manipulerade variabeln två eller tre värden.

Frågan om ett vetenskapligt experiment kan ha två manipulerade variabler ger en annan viktig fråga: Förutsatt att experiment kan innehålla två manipulerade variabler, varför skulle en forskare bry sig om att inkludera mer än ett? Sanningen är att forskare ibland misstänker att två olika variabler samtidigt är den verkliga orsaken till ett resultat. Exempelvis kan variabel 1 i sig inte ha någon effekt på den svarande variabeln ensam. Men när en forskare manipulerar variabel 1 och variabel 2 kan hon se en signifikant förändring i den svarande variabeln. En annan anledning att manipulera mer än en variabel i ett experiment är om du vill kontrollera något som du tror kan påverka resultaten. Om du till exempel odlar flera växter och din manipulerade variabel är "mängd solljus" du kan bli förvånad över att se att växterna med mer solljus inte växer så snabbt som du trodde. Om du misstänker att dessa växter inte växer tillräckligt snabbt för att du ger dem för lite vatten kan du ändra mängden vatten du också ger dem. Din andra manipulerade variabel skulle då vara "mängd vatten" och du skulle ha fyra typer av växter: mycket solljus, mycket vatten; mycket solljus, lite vatten; lite solljus, mycket vatten; och lite solljus, lite vatten.

Faktum är att enligt NC State University kan forskare inkludera så många manipulerade variabler i sina experiment som de vill. Statistiken bakom alla vetenskaper möjliggör flera manipulerade variabler och ger forskare många verktyg för att utvärdera resultaten av en studie med många manipulerade variabler. Men forskare inkluderar inte alltid medvetet flera manipulerade variabler i sin forskning. Om de gjorde det, skulle de behöva hantera ökningar av svårigheterna med experimentets design i termer av pris; tid; antal prover, såsom labråttor, behövs; och komplexiteten i de statistiska verktyg som forskare använder för att utvärdera resultaten. Du kanske har märkt skolvetenskapsmässor och experiment främst med ett enda manipulerat experiment och började undra om två manipulerade variabler är en möjlighet. Medan inget är fel med två manipulerade variabler vill de flesta lärare inte hantera komplexiteten hos flera manipulerade variabler. Att lägga till mer manipulerade variabler i ett klassexperiment skulle förvirra de flesta elever och ibland läraren själv. (Men nämn inte det för din lärare.)

Forskare som arbetar med labråttor kan misstänka att labråttor med vissa gener är mer benägna att dö tidigt men bara när den gruppen labråttor äter en fettrik diet. Så, forskare skulle behöva kontrollera förekomsten av denna "samarbetsförändring", vad forskare kallar en "interaktion effekt." Forskarna kunde sedan dela råttor i två uppsättningar av två grupper: En uppsättning var de med genen och de utan genen; den andra uppsättningen är de som får en fettrik kost och de som inte gör det. Först då kan forskare kontrollera om det är kombinationen av en diet med hög fetthalt och förekomsten av en viss gen som leder till tidig död.