Σε ένα επιστημονικό πείραμα, υπάρχουν δύο σημαντικά πράγματα που ονομάζονται ανεξάρτητες και εξαρτημένες μεταβλητές. Σε αυτό το άρθρο, θα εξετάσουμε τι είναι οι ανεξάρτητες και εξαρτημένες μεταβλητές, συμπεριλαμβανομένων τύπων και παραδειγμάτων.
Η ανεξάρτητη μεταβλητή είναι αυτό που αλλάζουν ή ελέγχουν οι επιστήμονες στο πείραμα. Το κάνουν αυτό για να δουν τι συμβαίνει με την εξαρτημένη μεταβλητή.
Η εξαρτημένη μεταβλητή είναι αυτό που οι επιστήμονες δοκιμάζουν και μετρούν στο πείραμα. Εξαρτάται από το τι κάνουν οι επιστήμονες με την ανεξάρτητη μεταβλητή. Όταν οι επιστήμονες αλλάζουν την ανεξάρτητη μεταβλητή, παρακολουθούν και γράφουν τι συμβαίνει με την εξαρτημένη μεταβλητή.
Έτσι, με απλά λόγια, η ανεξάρτητη μεταβλητή είναι αυτή που αλλάζει και η εξαρτημένη μεταβλητή είναι αυτή που δείχνει το αποτέλεσμα αυτής της αλλαγής. Οι επιστήμονες εξετάζουν πώς αντιδρά η εξαρτημένη μεταβλητή όταν κάνουν πράγματα στην ανεξάρτητη μεταβλητή.
Τι είναι μια ανεξάρτητη μεταβλητή;
Μια ανεξάρτητη μεταβλητή είναι κάτι που οι επιστήμονες αλλάζουν επίτηδες σε ένα πείραμα για να δουν τι συμβαίνει. Είναι σαν διακόπτης που ανοίγουν ή σβήνουν για να δουν τα εφέ. Οι επιστήμονες μπορούν μερικές φορές να ρυθμίσουν αυτόν τον διακόπτη σε διαφορετικές τιμές για να μάθουν περισσότερα γι 'αυτό. Όμως, σε ορισμένες περιπτώσεις, δεν μπορούν να το ελέγξουν άμεσα, ωστόσο εξακολουθούν να παρακολουθούν πώς επηρεάζει το αποτέλεσμα του πειράματος.
Οι επιστήμονες μπορεί να χρησιμοποιούν διαφορετικές λέξεις για να μιλήσουν για ανεξάρτητες μεταβλητές. Για παράδειγμα, όταν κάνουν κάτι που ονομάζεται γραμμική παλινδρόμηση, μπορεί να αποκαλούν τις ανεξάρτητες μεταβλητές "μεταβλητές δεξιάς πλευράς" επειδή εμφανίζονται στη δεξιά πλευρά ενός γραφήματος. Μπορεί επίσης να τις αποκαλούν προγνωστικές μεταβλητές επειδή βοηθούν τους επιστήμονες να κάνουν προβλέψεις σχετικά με το τι θα συμβεί στο πείραμα.
Ένα άλλο όνομα είναι επεξηγηματικές μεταβλητές επειδή βοηθούν στην εξήγηση των τελικών αποτελεσμάτων. Έτσι, μια ανεξάρτητη μεταβλητή μοιάζει με τον βασικό παράγοντα που αλλάζουν ή παρατηρούν οι επιστήμονες για να καταλάβουν πώς επηρεάζει ένα πείραμα.
Δύο τύποι ανεξάρτητων μεταβλητών
- Πειραματικές μεταβλητές: Αυτές είναι επίσης γνωστές ως ελεγχόμενες μεταβλητές επειδή οι ερευνητές μπορούν να τις αλλάξουν ή να τις ελέγξουν κατά τη διάρκεια ενός πειράματος για να δουν πώς επηρεάζουν τα αποτελέσματα. Για παράδειγμα, εάν οι επιστήμονες θέλουν να δοκιμάσουν πώς διαφορετικές ποσότητες ηλιακού φωτός επηρεάζουν την ανάπτυξη των φυτών, μπορούν να χειριστούν την ποσότητα του ηλιακού φωτός που λαμβάνουν τα φυτά.
- Μεταβλητές θέματος: Σε αντίθεση με τις πειραματικές μεταβλητές, οι ερευνητές δεν μπορούν να ελέγξουν τις μεταβλητές του θέματος. Παρόλα αυτά, εξακολουθούν να είναι πολύτιμα σε πειράματα, καθώς μπορούν να βοηθήσουν στην απάντηση ερευνητικών ερωτημάτων. Για παράδειγμα, εάν οι ερευνητές μελετούν τυποποιημένες βαθμολογίες τεστ μαθητών γυμνασίου από διάφορες περιοχές, δεν μπορούν να ελέγξουν ή να αλλάξουν τις περιοχές από τις οποίες προέρχεται κάθε μαθητής. Ωστόσο, μπορούν ακόμα να χρησιμοποιήσουν τις περιφερειακές διαφορές για να ομαδοποιήσουν τους μαθητές στην αρχή της μελέτης τους.
Παραδείγματα Ανεξάρτητων Μεταβλητών
Ας δούμε μερικά παραδείγματα για να κατανοήσουμε καλύτερα τις ανεξάρτητες μεταβλητές.
Πρώτον, φανταστείτε ότι οι επιστήμονες είναι περίεργοι για το πώς διαφορετικές ποσότητες λιπασμάτων επηρεάζουν την ανάπτυξη των φυτών. Σε μια μελέτη, αποφασίζουν να δώσουν διαφορετικές δόσεις λιπάσματος σε διαφορετικά φυτά. Η ποσότητα του λιπάσματος που δίνεται σε κάθε φυτό είναι η ανεξάρτητη μεταβλητή. Αυτή η μεταβλητή είναι κάτι που οι επιστήμονες μπορούν να αλλάξουν επίτηδες. Θέλουν να δουν πώς μπορεί να επηρεάσει την ανάπτυξη κάθε φυτού. Η ανάπτυξη των φυτών είναι το αποτέλεσμα ή εξαρτημένη μεταβλητή γιατί εξαρτάται από την ποσότητα του λιπάσματος.
Τώρα, ας εξετάσουμε μια μελέτη σχετικά με τα αποτελέσματα των μαθηματικών τεστ. Οι ερευνητές ενδιαφέρονται να συγκρίνουν τις βαθμολογίες των μαθητών που έλαβαν άλγεβρα επιπέδου διακρίσεων με αυτούς που ακολούθησαν την τυπική άλγεβρα. Οι επιλογές των μαθητών στις τάξεις είναι οι ανεξάρτητες μεταβλητές αυτής της μελέτης. Οι ερευνητές δεν μπορούν να ελέγξουν ή να αλλάξουν ποια τάξη επέλεξε ο κάθε μαθητής. Ωστόσο, μπορούν ακόμα να μελετήσουν εάν η επιλογή της τάξης προκαλεί διαφορές στις τυποποιημένες βαθμολογίες των μαθητών στις εξετάσεις. Σε αυτήν την περίπτωση, οι βαθμολογίες των τυποποιημένων τεστ είναι η εξαρτημένη μεταβλητή επειδή εξαρτώνται από τις επιλογές της τάξης των μαθητών.
Έτσι, και στα δύο παραδείγματα, οι επιστήμονες εξετάζουν πώς ένα πράγμα που μπορούν να ελέγξουν (ανεξάρτητη μεταβλητή) μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγές σε ένα άλλο πράγμα που παρατηρούν (εξαρτημένη μεταβλητή). Αυτό τους βοηθά να κατανοήσουν τις σχέσεις και τα πρότυπα στον κόσμο της επιστήμης.
Τι είναι μια εξαρτημένη μεταβλητή;
Μια εξαρτημένη μεταβλητή είναι κάτι που αλλάζει όταν κάνετε αλλαγές σε ένα άλλο πράγμα που ονομάζεται ανεξάρτητη μεταβλητή σε ένα επιστημονικό πείραμα. Μερικοί άνθρωποι την αποκαλούν επίσης "μεταβλητή αποτελέσματος" ή "μεταβλητή απόκρισης" επειδή εξαρτάται από το τι συμβαίνει στην ανεξάρτητη μεταβλητή.
Όταν οι επιστήμονες κάνουν πειράματα, ακολουθούν έναν κανόνα που ονομάζεται επιστημονική μέθοδος. Ένας σημαντικός κανόνας είναι να αλλάζετε μόνο ένα πράγμα τη φορά σε ένα πείραμα. Όλα τα άλλα πρέπει να μείνουν ίδια. Αυτό βοηθά τους επιστήμονες να δουν πώς η αλλαγή σε ένα πράγμα, την ανεξάρτητη μεταβλητή, επηρεάζει άλλα πράγματα, όπως την εξαρτημένη μεταβλητή.
Οι επιστήμονες δεν ελέγχουν ή αλλάζουν άμεσα την εξαρτημένη μεταβλητή. Αντίθετα, αλλάζουν την ανεξάρτητη μεταβλητή και βλέπουν τι συμβαίνει με την εξαρτημένη μεταβλητή. Είναι σαν μια σχέση αιτίου-αποτελέσματος. Οι επιστήμονες αναμένουν ότι η εξαρτημένη μεταβλητή θα ανέβει ή θα κατέβει με βάση το τι κάνουν στην ανεξάρτητη μεταβλητή.
Έτσι, με απλά λόγια, μια εξαρτημένη μεταβλητή είναι κάτι που αλλάζει λόγω αυτού που κάνετε σε ένα άλλο πράγμα σε ένα επιστημονικό πείραμα. Οι επιστήμονες θέλουν να δουν πώς συνδέονται τα πράγματα και πώς ένα πράγμα μπορεί να κάνει ένα άλλο πράγμα να αλλάξει.
Παραδείγματα εξαρτημένων μεταβλητών
Ας εξερευνήσουμε τις εξαρτημένες μεταβλητές με απλούς όρους χρησιμοποιώντας δύο πραγματικά παραδείγματα:
- Μελέτη Ανάπτυξης Φυτών: Φανταστείτε ότι διεξάγουμε ένα πείραμα προσποίησης για να δούμε πώς διαφορετικές ποσότητες λιπάσματος επηρεάζουν την ανάπτυξη των φυτών. Η ανεξάρτητη μεταβλητή, αυτό που αλλάζουμε επίτηδες, είναι η ποσότητα του λιπάσματος που δίνεται σε κάθε φυτό. Τώρα, η εξαρτημένη μεταβλητή είναι αυτό που μετράμε και παρατηρούμε – σε αυτήν την περίπτωση, είναι η καταγεγραμμένη ανάπτυξη κάθε φυτού. Αν κρατήσουμε όλα τα άλλα ίδια, όπως η ποσότητα του νερού, το μέγεθος του δοχείου, το ηλιακό φως και ο χρόνος ανάπτυξης, μπορούμε εύλογα να πούμε ότι η ανάπτυξη του φυτού επηρεάζεται άμεσα από την ανεξάρτητη μεταβλητή, που είναι το λίπασμα.
- Ανάλυση μαθηματικών τεστ: Ας υποθέσουμε ότι μας ενδιαφέρει πώς οι διαφορετικοί τύποι τάξεων άλγεβρας επηρεάζουν τις τυποποιημένες βαθμολογίες των μαθητών στις εξετάσεις. Η ανεξάρτητη μεταβλητή εδώ είναι το υπόβαθρο των μαθημάτων των μαθητών – είτε παρακολούθησαν ένα κανονικό μάθημα άλγεβρας είτε ένα μάθημα άλγεβρας με διακρίσεις. Η εξαρτημένη μεταβλητή, από την άλλη πλευρά, είναι οι βαθμολογίες που λαμβάνουν οι μαθητές στο τυποποιημένο τεστ. Εμείς, ως ερευνητές, δεν μπορούμε να ελέγξουμε ή να αλλάξουμε αυτές τις βαθμολογίες των τεστ. μπορούμε να τα παρατηρήσουμε και να τα συγκρίνουμε μόνο αφού επιλέξουμε ομάδες μαθητών με διαφορετικό υπόβαθρο μαθημάτων.
Και στα δύο παραδείγματα, η εξαρτημένη μεταβλητή είναι αυτό που παρακολουθούμε και μετράμε, και αλλάζει με βάση την ανεξάρτητη μεταβλητή που χειριζόμαστε σκόπιμα. Μας βοηθά να κατανοήσουμε τη σχέση αιτίου-αποτελέσματος μεταξύ των αλλαγών που κάνουμε και των αποτελεσμάτων που παρατηρούμε.
Παραδείγματα ανεξάρτητων και εξαρτημένων μεταβλητών
Στα επιστημονικά πειράματα, υπάρχουν πράγματα που ελέγχουν οι επιστήμονες και πράγματα που παρατηρούν. Ας το αναλύσουμε με μερικά παραδείγματα.
Παράδειγμα 1: Σκόρος και φως
Φανταστείτε έναν επιστήμονα να μελετά τους σκώρους και το φως. Θέλουν να μάθουν αν η φωτεινότητα του φωτός επηρεάζει τον τρόπο με τον οποίο οι σκώροι έλκονται από αυτό. Ο επιστήμονας προσαρμόζει τη φωτεινότητα του φωτός (ανεξάρτητη μεταβλητή) και παρατηρεί πώς αντιδρούν οι σκώροι (εξαρτημένη μεταβλητή).
Παράδειγμα 2: Βαθμολογία πρωινού και τεστ
Τώρα, σκεφτείτε τους μαθητές και το πρωινό. Κάποιος αναρωτιέται αν η κατανάλωση πρωινού κάνει διαφορά στις βαθμολογίες των τεστ. Ο πειραματιστής ελέγχει το πρωινό (ανεξάρτητη μεταβλητή) και εξετάζει πώς αλλάζουν οι βαθμολογίες του τεστ (εξαρτημένη μεταβλητή). Ακόμα κι αν δεν υπάρχει σχέση μεταξύ του πρωινού και των βαθμολογιών, τα αποτελέσματα του τεστ εξακολουθούν να εξαρτώνται από το πρωινό.
Παράδειγμα 3: Φάρμακα και αρτηριακή πίεση
Σε ένα άλλο πείραμα, ένας επιστήμονας ελέγχει εάν ένα φάρμακο είναι καλύτερο στον έλεγχο της υψηλής αρτηριακής πίεσης από ένα άλλο. Ο τύπος του φαρμάκου είναι η ανεξάρτητη μεταβλητή και η εξαρτημένη μεταβλητή είναι η αρτηριακή πίεση του ασθενούς. Για να γίνει το πείραμα πιο ακριβές, προστίθεται μια μεταβλητή ελέγχου (εικονικό φάρμακο χωρίς ενεργά συστατικά). Αυτό βοηθά να καταλάβουμε εάν κάποιο από τα δύο φάρμακα επηρεάζει πραγματικά την αρτηριακή πίεση.
Ανεξάρτητες και Εξαρτημένες Μεταβλητές στην Έρευνα
Στην έρευνα, χρησιμοποιούμε συχνά ανεξάρτητες και εξαρτημένες μεταβλητές, ειδικά σε πειραματικές και οιονεί πειραματικές μελέτες. Ας δούμε παραδείγματα ερευνητικών ερωτήσεων και τις αντίστοιχες ανεξάρτητες και εξαρτημένες μεταβλητές.
- Ποιο φως είναι καλύτερο για την ανάπτυξη της τομάτας;
- Ανεξάρτητη μεταβλητή: Τύπος φωτός κάτω από το οποίο καλλιεργείται το φυτό ντομάτας
- Εξαρτημένη μεταβλητή: Ο ρυθμός ανάπτυξης του φυτού της τομάτας
- Πώς η διαλείπουσα νηστεία επηρεάζει το σάκχαρο του αίματος;
- Ανεξάρτητη μεταβλητή: Παρουσία ή απουσία διαλείπουσας νηστείας
- Εξαρτημένη μεταβλητή: Επίπεδα σακχάρου στο αίμα
- Μπορεί η ιατρική μαριχουάνα να μειώσει τον χρόνιο πόνο;
- Ανεξάρτητη μεταβλητή: Παρουσία ή απουσία ιατρικής χρήσης μαριχουάνας
- Εξαρτημένες μεταβλητές: Συχνότητα και ένταση του πόνου
- Η απομακρυσμένη εργασία επηρεάζει την εργασιακή ικανοποίηση;
- Ανεξάρτητη μεταβλητή: Τύπος περιβάλλοντος εργασίας (απομακρυσμένο ή στο γραφείο)
- Εξαρτημένη μεταβλητή: Αυτοαναφορές ικανοποίησης από την εργασία
Όταν ασχολούμαστε με πειραματικά δεδομένα, η ανάλυση περιλαμβάνει τη δημιουργία περιγραφικών στατιστικών και την οπτικοποίηση ευρημάτων. Η επιλογή ενός στατιστικού τεστ εξαρτάται από τους τύπους μεταβλητών, το επίπεδο μέτρησης και τον αριθμό των επιπέδων ανεξάρτητων μεταβλητών.
Τυπικά, t-tests or ΑΝΟΒΑ χρησιμοποιούνται για την ανάλυση δεδομένων και την αντιμετώπιση ερευνητικών ερωτημάτων. Αυτά τα τεστ βοηθούν στην εξαγωγή συμπερασμάτων και στην κατανόηση των σχέσεων μεταξύ ανεξάρτητων και εξαρτημένων μεταβλητών.
Μάθετε να ξεχωρίζετε ανεξάρτητες και εξαρτημένες μεταβλητές
Για να διακρίνετε μεταξύ ανεξάρτητων και εξαρτημένων μεταβλητών, ακολουθήστε αυτόν τον απλό οδηγό:
- Χειρισμός ή Παρατήρηση: Αρχικά, εξετάστε εάν η μεταβλητή μπορεί να αλλάξει ή να επιλεγεί από τους ερευνητές (χειραγώγηση) ή εάν απλώς παρακολουθείται και μετράται κατά τη διάρκεια του πειράματος (παρατηρήθηκε). Οι μεταβλητές που ελέγχουν οι ερευνητές είναι πάντα ανεξάρτητες. Οι μεταβλητές που παρατηρούνται και καταγράφονται είναι εξαρτημένες. Ακόμα κι αν οι ερευνητές δεν μπορούν να ελέγξουν τις μεταβλητές του θέματος, εξακολουθούν να αντιμετωπίζονται ως ανεξάρτητες επειδή επηρεάζουν τις εξαρτημένες μεταβλητές.
- Γραφική παράσταση: Φανταστείτε να σχεδιάζετε τις μεταβλητές σε ένα γράφημα με ένα επίπεδο συντεταγμένων XY. Οι ανεξάρτητες μεταβλητές, αυτές που μπορείτε να αλλάξετε, συνήθως πηγαίνουν στον άξονα Χ (οριζόντια). Οι εξαρτημένες μεταβλητές, τα αποτελέσματα που επηρεάζονται από τις αλλαγές, πηγαίνουν στον άξονα Υ (κάθετα).
- Τρίτος τύπος – Συγχυτικές μεταβλητές: Μερικές φορές υπάρχει ένας τρίτος τύπος μεταβλητής που δεν είναι ανεξάρτητος ή εξαρτημένος, αλλά μπορεί ακόμα να μπερδέψει με τα αποτελέσματα - αυτές ονομάζονται μεταβλητές σύγχυσης. Επηρεάζουν το πείραμα με τρόπους που δεν περίμεναν οι ερευνητές, όπως απρόβλεπτες ανεξάρτητες μεταβλητές. Η ταξινόμηση μεταβλητών δεν είναι πάντα μια ξεκάθαρη επιλογή μεταξύ ανεξάρτητων και εξαρτημένων. ορισμένες μεταβλητές, όπως οι μεταβλητές σύγχυσης, δεν ταιριάζουν σωστά σε αυτές τις κατηγορίες.
Αφήστε μια απάντηση