คำจำกัดความของการควบคุม ค่าคงที่ ตัวแปรอิสระและตัวแปรตามในการทดลองวิทยาศาสตร์

จุดประสงค์ของการทดลองคือการช่วยผู้ทดลองกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างสองส่วนของกระบวนการทางธรรมชาติหรือปฏิกิริยา ปัจจัยที่สามารถเปลี่ยนค่าได้ระหว่างการทดลองหรือระหว่างการทดลอง เช่น อุณหภูมิของน้ำ เรียกว่า ตัวแปรที่ยังคงเท่าเดิม เช่น ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง ณ ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง เรียกว่า ค่าคงที่

ค่าคงที่การทดลองคือค่าที่ไม่เปลี่ยนแปลงระหว่างหรือระหว่างการทดลอง แรงธรรมชาติและคุณสมบัติหลายอย่าง เช่น ความเร็วของแสงและน้ำหนักอะตอมของทองคำ เป็นค่าคงที่ในการทดลอง ในบางกรณี อาจถือว่าคุณสมบัติเป็นค่าคงที่สำหรับวัตถุประสงค์ของการทดสอบ แม้ว่าในทางเทคนิคอาจเปลี่ยนแปลงได้ในบางสถานการณ์ก็ตาม จุดเดือดของน้ำจะเปลี่ยนไปตามระดับความสูงและความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงลดลงตามระยะห่างจากโลก แต่สำหรับการทดลองในสถานที่เดียวก็ถือเป็นค่าคงที่ได้เช่นกัน

ตัวแปรอิสระในการทดลองคือตัวแปรที่มีค่าที่นักวิทยาศาสตร์เปลี่ยนแปลงอย่างเป็นระบบ เพื่อดูว่าการเปลี่ยนแปลงมีผลอย่างไร การทดสอบที่ออกแบบมาอย่างดีมีตัวแปรอิสระเพียงตัวเดียวเพื่อรักษาการทดสอบที่ยุติธรรม หากผู้ทดสอบต้องเปลี่ยนตัวแปรตั้งแต่สองตัวขึ้นไป จะเป็นการยากที่จะอธิบายว่าอะไรทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในผลการทดสอบ ตัวอย่างเช่น คนที่พยายามค้นหาว่าน้ำเดือดเร็วแค่ไหนสามารถเปลี่ยนปริมาตรของน้ำหรืออุณหภูมิความร้อนได้ แต่ไม่ใช่ทั้งสองอย่าง

ตัวแปรตามคือสิ่งที่ผู้ทดลองสังเกตเพื่อค้นหาผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงตัวแปรอิสระอย่างเป็นระบบ แม้ว่าการทดลองอาจมีตัวแปรตามหลายตัวแปร แต่ก็มักจะฉลาดที่สุดที่จะเน้นการทดลองที่ ตัวแปรตามหนึ่งตัวเพื่อให้ความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรอิสระกับตัวแปรอิสระมีความชัดเจน โดดเดี่ยว ตัวอย่างเช่น การทดลองสามารถตรวจสอบปริมาณน้ำตาลที่สามารถละลายในน้ำปริมาณที่กำหนดที่อุณหภูมิต่างๆ ผู้ทดลองทำการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างเป็นระบบ (ตัวแปรอิสระ) เพื่อดูผลกระทบต่อปริมาณน้ำตาลที่ละลายในน้ำ (ตัวแปรตาม)

ตัวแปรควบคุมเป็นตัวแปรที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ แต่ผู้ทดลองจงใจคงค่าคงที่ เพื่อแยกความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรอิสระและตัวแปรตามได้ชัดเจนยิ่งขึ้น ตัวอย่างเช่น การทดลองตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณแสงแดดที่พืชได้รับ (ตัวแปรอิสระ) และความสูงของพวกมัน (ตัวแปรตาม) ไม่ควรมีอย่างอื่น ปัจจัยที่เปลี่ยนไป ผู้ทดลองควรควบคุมปริมาณน้ำที่พืชได้รับและเวลาที่ปลูก ชนิดของดินที่ปลูก และตัวแปรอื่นๆ ให้มากที่สุด