W eksperymencie naukowym istnieją dwie ważne rzeczy zwane zmiennymi niezależnymi i zależnymi. W tym artykule przyjrzymy się, czym są zmienne niezależne i zależne, łącznie z ich typami i przykładami.
Zmienną niezależną jest to, co naukowcy zmieniają lub kontrolują w eksperymencie. Robią to, aby zobaczyć, co stanie się ze zmienną zależną.
Zmienna zależna to rzecz, którą naukowcy testują i mierzą w eksperymencie. Zależy to od tego, co naukowcy zrobią ze zmienną niezależną. Kiedy naukowcy zmieniają zmienną niezależną, obserwują i zapisują, co dzieje się ze zmienną zależną.
Krótko mówiąc, zmienna niezależna to ta, która ulega zmianie, a zmienna zależna to ta, która pokazuje wynik tej zmiany. Naukowcy przyglądają się, jak zmienna zależna reaguje, gdy robią coś ze zmienną niezależną.
Co to jest zmienna niezależna?
Zmienna niezależna to coś, co naukowcy celowo zmieniają w eksperymencie, aby zobaczyć, co się stanie. To jest jak przełącznik, który włączają i wyłączają, żeby zobaczyć efekty. Naukowcy mogą czasami ustawić ten przełącznik na różne wartości, aby dowiedzieć się więcej na ten temat. Jednak w niektórych przypadkach nie mogą tego bezpośrednio kontrolować, a mimo to obserwują, jak wpływa to na wynik eksperymentu.
Naukowcy mogą używać innych słów, mówiąc o zmiennych niezależnych. Na przykład, gdy wykonują coś, co nazywa się regresją liniową, mogą nazwać zmienne niezależne „zmiennymi prawej strony”, ponieważ pojawiają się po prawej stronie wykresu. Można je również nazwać zmiennymi predykcyjnymi, ponieważ pomagają naukowcom przewidywać, co stanie się w eksperymencie.
Inna nazwa to zmienne objaśniające, ponieważ pomagają wyjaśnić ostateczne wyniki. Zatem zmienna niezależna jest jak kluczowy czynnik, który naukowcy zmieniają lub obserwują, aby zrozumieć, jak wpływa to na eksperyment.
Dwa typy zmiennych niezależnych
- Zmienne eksperymentalne: Nazywa się je również zmiennymi kontrolowanymi, ponieważ badacze mogą je zmieniać lub kontrolować podczas eksperymentu, aby zobaczyć, jak wpływają one na wyniki. Na przykład, jeśli naukowcy chcą sprawdzić, jak różne ilości światła słonecznego wpływają na wzrost roślin, mogą manipulować ilością światła słonecznego otrzymywanego przez rośliny.
- Zmienne przedmiotowe: W przeciwieństwie do zmiennych eksperymentalnych badacze nie mogą kontrolować zmiennych przedmiotowych. Mimo to nadal są cenne w eksperymentach, ponieważ mogą pomóc w odpowiedzi na pytania badawcze. Na przykład, jeśli badacze badają standardowe wyniki testów uczniów szkół średnich z różnych regionów, nie mogą kontrolować ani zmieniać regionów, z których pochodzi każdy uczeń. Mogą jednak nadal wykorzystywać różnice regionalne do grupowania uczniów na początku nauki.
Przykłady zmiennych niezależnych
Przyjrzyjmy się kilku przykładom, aby lepiej zrozumieć zmienne niezależne.
Po pierwsze, wyobraźmy sobie, że naukowcy są ciekawi, jak różne ilości nawozów wpływają na wzrost roślin. W badaniu decydują się na podanie różnych dawek nawozu różnym roślinom. Ilość nawozu podana każdej roślinie jest zmienną niezależną. Zmienna ta jest czymś, co naukowcy mogą celowo zmienić. Chcą zobaczyć, jak może to wpłynąć na wzrost każdej rośliny. Wzrost roślin jest wynikiem lub zmienną zależną, ponieważ zależy od ilości nawozu.
Rozważmy teraz badanie dotyczące wyników testów z matematyki. Naukowcy są zainteresowani porównaniem wyników uczniów, którzy zdali algebrę na poziomie z wyróżnieniem, z wynikami uczniów, którzy zdali algebrę standardową. Zmiennymi niezależnymi w tym badaniu są wybory uczniów dotyczące zajęć. Badacze nie mogą kontrolować ani zmieniać zajęć wybranych przez każdego ucznia. Mogą jednak nadal badać, czy wybór zajęć powoduje różnice w wynikach uczniów ze standardowych testów. W tym przypadku wyniki standaryzowanych testów są zmienną zależną, ponieważ zależą od wyborów uczniów na zajęcia.
Zatem w obu przykładach naukowcy badają, w jaki sposób jedna rzecz, którą mogą kontrolować (zmienna niezależna), może prowadzić do zmian w innej obserwowanej rzeczy (zmienna zależna). Pomaga im to zrozumieć zależności i wzorce w świecie nauki.
Co to jest zmienna zależna?
Zmienna zależna to coś, co zmienia się, gdy w eksperymencie naukowym wprowadza się zmiany w innej rzeczy zwanej zmienną niezależną. Niektórzy nazywają to również „zmienną wyniku” lub „zmienną odpowiedzi”, ponieważ zależy to od tego, co stanie się ze zmienną niezależną.
Kiedy naukowcy przeprowadzają eksperymenty, postępują zgodnie z zasadą zwaną metodą naukową. Ważną zasadą jest zmienianie w eksperymencie tylko jednej rzeczy na raz. Wszystko inne powinno pozostać takie samo. Pomaga to naukowcom zobaczyć, jak zmiana jednej rzeczy – zmiennej niezależnej – wpływa na inne rzeczy, np. zmienną zależną.
Naukowcy nie kontrolują bezpośrednio ani nie zmieniają zmiennej zależnej. Zamiast tego zmieniają zmienną niezależną i sprawdzają, co stanie się ze zmienną zależną. To jak związek przyczynowo-skutkowy. Naukowcy spodziewają się, że zmienna zależna będzie rosnąć lub spadać w zależności od tego, co zrobią ze zmienną niezależną.
Mówiąc najprościej, zmienna zależna to coś, co zmienia się pod wpływem tego, co robisz z inną rzeczą w eksperymencie naukowym. Naukowcy chcą zobaczyć, jak rzeczy są ze sobą powiązane i jak jedna rzecz może zmienić inną.
Przykłady zmiennych zależnych
Przyjrzyjmy się zmiennym zależnym w prosty sposób, korzystając z dwóch przykładów z życia:
- Badanie wzrostu roślin: Wyobraź sobie, że przeprowadzamy pozorowany eksperyment, aby zobaczyć, jak różne ilości nawozu wpływają na wzrost roślin. Zmienną niezależną, którą celowo zmieniamy, jest ilość nawozu podana każdej roślinie. Zmienną zależną mierzymy i obserwujemy – w tym przypadku jest to zarejestrowany wzrost każdej rośliny. Jeśli pozostawimy wszystko inne bez zmian, takie jak ilość wody, wielkość pojemnika, światło słoneczne i czas wzrostu, możemy rozsądnie powiedzieć, że na wzrost rośliny bezpośrednio wpływa zmienna niezależna, jaką jest nawóz.
- Analiza testu matematycznego: Powiedzmy, że interesuje nas, jak różne rodzaje zajęć z algebry wpływają na wyniki uczniów w standardowych testach. Zmienną niezależną jest tutaj historia zajęć uczniów – czy brali udział w zwykłych zajęciach z algebry, czy w zajęciach z algebry z wyróżnieniem. Zmienną zależną są natomiast wyniki, jakie uczniowie uzyskują w standaryzowanym teście. My, jako badacze, nie możemy kontrolować ani zmieniać wyników tych testów; możemy je obserwować i porównywać jedynie po wybraniu grup studentów o różnym wykształceniu.
W obu przykładach zmienną zależną jest to, co obserwujemy i mierzymy, a zmienia się ona w zależności od zmiennej niezależnej, którą celowo manipulujemy. Pomaga nam zrozumieć związek przyczynowo-skutkowy pomiędzy zmianami, które wprowadzamy, a rezultatami, które obserwujemy.
Przykłady zmiennych niezależnych i zależnych
W eksperymentach naukowych są rzeczy, które naukowcy kontrolują i te, które obserwują. Rozbijmy to na kilku przykładach.
Przykład 1: Ćmy i światło
Wyobraź sobie naukowca badającego ćmy i światło. Chcą wiedzieć, czy jasność światła wpływa na sposób, w jaki jest ono przyciągane przez ćmy. Naukowiec reguluje jasność światła (zmienna niezależna) i obserwuje reakcję ćmy (zmienna zależna).
Przykład 2: Wyniki śniadania i testu
Teraz pomyśl o studentach i śniadaniu. Ktoś zastanawia się, czy zjedzenie śniadania ma wpływ na wyniki testów. Eksperymentator kontroluje śniadanie (zmienna niezależna) i obserwuje, jak zmieniają się wyniki testu (zmienna zależna). Nawet jeśli nie ma związku między śniadaniem a wynikami, wyniki testu nadal zależą od śniadania.
Przykład 3: Narkotyki i ciśnienie krwi
W innym eksperymencie naukowiec sprawdza, czy jeden lek lepiej kontroluje wysokie ciśnienie krwi niż inny. Rodzaj leku jest zmienną niezależną, a zmienną zależną jest ciśnienie krwi pacjenta. Aby doświadczenie było dokładniejsze, dodano zmienną kontrolną (placebo bez składników aktywnych). Pomaga to ustalić, czy którykolwiek lek rzeczywiście wpływa na ciśnienie krwi.
Zmienne niezależne i zależne w badaniach
W badaniach często wykorzystujemy zmienne niezależne i zależne, zwłaszcza w badaniach eksperymentalnych i quasi-eksperymentalnych. Przyjrzyjmy się przykładom pytań badawczych oraz odpowiadającym im zmiennym niezależnym i zależnym.
- Które światło jest najlepsze dla wzrostu pomidorów?
- Zmienna niezależna: rodzaj światła, w jakim rośnie pomidor
- Zmienna zależna: Tempo wzrostu rośliny pomidora
- Jak post przerywany wpływa na poziom cukru we krwi?
- Zmienna niezależna: obecność lub brak okresowego postu
- Zmienna zależna: Poziom cukru we krwi
- Czy medyczna marihuana może zmniejszyć przewlekły ból?
- Zmienna niezależna: obecność lub brak używania marihuany medycznej
- Zmienne zależne: Częstotliwość i intensywność bólu
- Czy praca zdalna wpływa na satysfakcję z pracy?
- Zmienna niezależna: Rodzaj środowiska pracy (zdalnie lub w biurze)
- Zmienna zależna: raporty satysfakcji z pracy
W przypadku danych eksperymentalnych analiza obejmuje generowanie statystyk opisowych i wizualizację wyników. Wybór testu statystycznego zależy od rodzaju zmiennych, poziomu pomiaru i liczby poziomów zmiennych niezależnych.
Zazwyczaj testy t or ANOVA służą do analizy danych i rozwiązywania problemów badawczych. Testy te pomagają w wyciąganiu wniosków i zrozumieniu zależności pomiędzy zmiennymi niezależnymi i zależnymi.
Naucz się rozróżniać zmienne niezależne i zależne
Aby rozróżnić zmienne niezależne od zależnych, postępuj zgodnie z tym prostym przewodnikiem:
- Manipulowane lub obserwowane: Najpierw zastanów się, czy zmienna może zostać zmieniona lub wybrana przez badaczy (zmanipulowana), czy też jest po prostu obserwowana i mierzona w trakcie eksperymentu (obserwowana). Zmienne kontrolowane przez badaczy są zawsze niezależne. Zmienne, które są obserwowane i rejestrowane, są zależne. Nawet jeśli badacze nie mogą kontrolować zmiennych przedmiotowych, nadal są traktowani jako niezależni, ponieważ wpływają na zmienne zależne.
- Wykresy: Wyobraź sobie, że wykreślasz zmienne na wykresie z płaszczyzną współrzędnych X-Y. Zmienne niezależne, te, które można zmieniać, zwykle poruszają się po osi X (poziomej). Zmienne zależne, czyli wyniki, na które wpływają zmiany, przechodzą na oś Y (pionową).
- Trzeci typ – zmienne zakłócające: Czasami istnieje trzeci typ zmiennych, który nie jest niezależny ani zależny, ale mimo to może zepsuć wyniki – nazywane są one zmiennymi zakłócającymi. Wpływają na eksperyment w sposób, którego badacze mogą się nie spodziewać, jak nieprzewidziane zmienne niezależne. Sortowanie zmiennych nie zawsze jest jednoznacznym wyborem między niezależnymi i zależnymi; niektóre zmienne, na przykład zmienne zakłócające, nie pasują dokładnie do tych kategorii.
Dodaj komentarz