Trong một thí nghiệm khoa học, có hai điều quan trọng gọi là biến độc lập và biến phụ thuộc. Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét biến độc lập và biến phụ thuộc là gì, bao gồm các loại và ví dụ.
Biến độc lập là những gì các nhà khoa học thay đổi hoặc kiểm soát trong thí nghiệm. Họ làm điều này để xem điều gì xảy ra với biến phụ thuộc.
Biến phụ thuộc là thứ mà các nhà khoa học đang kiểm tra và đo lường trong thí nghiệm. Nó phụ thuộc vào những gì các nhà khoa học làm với biến độc lập. Khi các nhà khoa học thay đổi biến độc lập, họ quan sát và viết ra điều gì xảy ra với biến phụ thuộc.
Vì vậy, nói một cách đơn giản, biến độc lập là biến bị thay đổi và biến phụ thuộc là biến thể hiện kết quả của sự thay đổi đó. Các nhà khoa học xem xét biến phụ thuộc phản ứng như thế nào khi họ làm việc với biến độc lập.
Biến độc lập là gì?
Biến độc lập là thứ mà các nhà khoa học cố tình thay đổi trong một thí nghiệm để xem điều gì sẽ xảy ra. Nó giống như một công tắc mà họ bật hoặc tắt để xem tác dụng. Các nhà khoa học đôi khi có thể đặt công tắc này thành các giá trị khác nhau để tìm hiểu thêm về nó. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, họ không thể trực tiếp kiểm soát nó nhưng vẫn theo dõi xem nó ảnh hưởng như thế nào đến kết quả thí nghiệm.
Các nhà khoa học có thể sử dụng những từ khác nhau để nói về các biến độc lập. Ví dụ: khi họ thực hiện một thao tác gọi là hồi quy tuyến tính, họ có thể gọi các biến độc lập là “biến bên phải” vì chúng hiển thị ở phía bên phải của biểu đồ. Họ cũng có thể gọi chúng là các biến dự đoán vì chúng giúp các nhà khoa học đưa ra dự đoán về những gì sẽ xảy ra trong thí nghiệm.
Tên gọi khác là biến giải thích vì chúng giúp giải thích kết quả cuối cùng. Vì vậy, một biến độc lập giống như yếu tố then chốt mà các nhà khoa học thay đổi hoặc quan sát để hiểu nó ảnh hưởng như thế nào đến một thí nghiệm.
Hai loại biến độc lập
- Các biến thực nghiệm: Chúng còn được gọi là các biến được kiểm soát vì các nhà nghiên cứu có thể thay đổi hoặc kiểm soát chúng trong quá trình thử nghiệm để xem chúng ảnh hưởng đến kết quả như thế nào. Ví dụ, nếu các nhà khoa học muốn kiểm tra lượng ánh sáng mặt trời khác nhau ảnh hưởng như thế nào đến sự phát triển của thực vật, họ có thể điều chỉnh lượng ánh sáng mặt trời mà cây nhận được.
- Các biến chủ đề: Không giống như các biến thực nghiệm, các nhà nghiên cứu không thể kiểm soát các biến chủ đề. Mặc dù vậy, chúng vẫn có giá trị trong các thí nghiệm vì chúng có thể giúp trả lời các câu hỏi nghiên cứu. Ví dụ: nếu các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu điểm kiểm tra tiêu chuẩn của học sinh trung học từ nhiều khu vực khác nhau, họ không thể kiểm soát hoặc thay đổi khu vực mà mỗi học sinh đến. Tuy nhiên, họ vẫn có thể sử dụng sự khác biệt trong khu vực để phân nhóm các sinh viên khi bắt đầu nghiên cứu.
Ví dụ về các biến độc lập
Hãy xem xét một số ví dụ để hiểu rõ hơn về các biến độc lập.
Đầu tiên, hãy tưởng tượng các nhà khoa học tò mò về lượng phân bón khác nhau ảnh hưởng như thế nào đến sự phát triển của cây trồng. Trong một nghiên cứu, họ quyết định bón các liều lượng phân bón khác nhau cho các loại cây khác nhau. Lượng phân bón cho mỗi cây là biến độc lập. Biến này là thứ mà các nhà khoa học có thể thay đổi theo mục đích. Họ muốn xem nó có thể ảnh hưởng như thế nào đến sự phát triển của từng loại cây. Sự phát triển của cây trồng là kết quả hay biến phụ thuộc vì nó phụ thuộc vào lượng phân bón.
Bây giờ, hãy xem xét một nghiên cứu về kết quả bài kiểm tra môn toán. Các nhà nghiên cứu quan tâm đến việc so sánh điểm số của những học sinh học đại số ở cấp độ danh dự với những học sinh học đại số tiêu chuẩn. Sự lựa chọn lớp học của sinh viên là những biến số độc lập trong nghiên cứu này. Các nhà nghiên cứu không thể kiểm soát hoặc thay đổi lớp học mà mỗi học sinh đã chọn. Tuy nhiên, họ vẫn có thể nghiên cứu xem việc lựa chọn lớp học có gây ra sự khác biệt nào trong điểm kiểm tra tiêu chuẩn của học sinh hay không. Trong trường hợp này, điểm kiểm tra tiêu chuẩn là biến phụ thuộc vì chúng phụ thuộc vào sự lựa chọn lớp học của học sinh.
Vì vậy, trong cả hai ví dụ, các nhà khoa học đang xem xét làm thế nào một thứ mà họ có thể kiểm soát (biến độc lập) có thể dẫn đến những thay đổi ở một thứ khác mà họ đang quan sát (biến phụ thuộc). Điều này giúp họ hiểu được các mối quan hệ và mô hình trong thế giới khoa học.
Biến phụ thuộc là gì?
Biến phụ thuộc là thứ thay đổi khi bạn thực hiện thay đổi đối với một thứ khác gọi là biến độc lập trong một thí nghiệm khoa học. Một số người còn gọi nó là “biến kết quả” hay “biến phản ứng” vì nó phụ thuộc vào điều gì xảy ra với biến độc lập.
Khi các nhà khoa học thực hiện thí nghiệm, họ tuân theo một quy tắc gọi là phương pháp khoa học. Một quy tắc quan trọng là chỉ thay đổi một điều tại một thời điểm trong thử nghiệm. Mọi thứ khác nên giữ nguyên. Điều này giúp các nhà khoa học thấy được sự thay đổi của một thứ, biến độc lập, ảnh hưởng như thế nào đến những thứ khác, như biến phụ thuộc.
Các nhà khoa học không trực tiếp kiểm soát hoặc thay đổi biến phụ thuộc. Thay vào đó, họ thay đổi biến độc lập và xem điều gì xảy ra với biến phụ thuộc. Nó giống như mối quan hệ nhân quả. Các nhà khoa học kỳ vọng biến phụ thuộc sẽ tăng hoặc giảm dựa trên những gì họ tác động lên biến độc lập.
Vì vậy, nói một cách đơn giản, biến phụ thuộc là thứ thay đổi do những gì bạn làm với một vật khác trong một thí nghiệm khoa học. Các nhà khoa học muốn xem mọi thứ được kết nối với nhau như thế nào và làm thế nào một thứ có thể khiến một thứ khác thay đổi.
Ví dụ về các biến phụ thuộc
Hãy cùng khám phá các biến phụ thuộc một cách đơn giản bằng hai ví dụ thực tế:
- Nghiên cứu tăng trưởng thực vật: Hãy tưởng tượng chúng ta đang tiến hành một thí nghiệm giả định để xem lượng phân bón khác nhau ảnh hưởng như thế nào đến sự phát triển của cây trồng. Biến độc lập, thứ mà chúng ta cố tình thay đổi, là lượng phân bón cho mỗi cây. Bây giờ, biến phụ thuộc là những gì chúng tôi đo lường và quan sát - trong trường hợp này, đó là sự tăng trưởng được ghi lại của từng cây. Nếu chúng ta giữ nguyên mọi thứ khác, chẳng hạn như lượng nước, kích thước thùng chứa, ánh sáng mặt trời và thời gian sinh trưởng, thì chúng ta có thể nói một cách hợp lý rằng sự phát triển của cây bị ảnh hưởng trực tiếp bởi biến số độc lập, đó là phân bón.
- Phân tích bài kiểm tra toán: Giả sử chúng ta quan tâm đến việc các loại lớp đại số khác nhau ảnh hưởng như thế nào đến điểm kiểm tra tiêu chuẩn của học sinh. Biến số độc lập ở đây là kiến thức nền tảng về môn học của học sinh - cho dù họ học lớp đại số thông thường hay lớp đại số danh dự. Mặt khác, biến phụ thuộc là điểm số học sinh đạt được trong bài kiểm tra tiêu chuẩn. Chúng tôi, với tư cách là nhà nghiên cứu, không thể kiểm soát hoặc thay đổi các điểm kiểm tra này; chúng ta chỉ có thể quan sát và so sánh chúng sau khi chọn ra các nhóm sinh viên có nền tảng khóa học khác nhau.
Trong cả hai ví dụ, biến phụ thuộc là những gì chúng ta đang theo dõi và đo lường, đồng thời nó thay đổi dựa trên biến độc lập mà chúng ta cố tình thao túng. Nó giúp chúng ta hiểu mối quan hệ nhân quả giữa những thay đổi chúng ta thực hiện và kết quả chúng ta quan sát được.
Ví dụ về biến độc lập và phụ thuộc
Trong các thí nghiệm khoa học, có những thứ mà các nhà khoa học kiểm soát và những thứ họ quan sát được. Hãy chia nhỏ nó bằng một số ví dụ.
Ví dụ 1: Bướm đêm và ánh sáng
Hãy tưởng tượng một nhà khoa học đang nghiên cứu về bướm đêm và ánh sáng. Họ muốn biết liệu độ sáng của ánh sáng có ảnh hưởng đến mức độ thu hút của bướm đêm hay không. Nhà khoa học điều chỉnh độ sáng của ánh sáng (biến độc lập) và quan sát phản ứng của bướm đêm (biến phụ thuộc).
Ví dụ 2: Điểm ăn sáng và điểm thi
Bây giờ, hãy nghĩ về học sinh và bữa sáng. Có người thắc mắc liệu ăn sáng có làm nên sự khác biệt về điểm kiểm tra hay không. Người thử nghiệm kiểm soát bữa sáng (biến độc lập) và xem điểm kiểm tra thay đổi như thế nào (biến phụ thuộc). Ngay cả khi không có mối liên hệ nào giữa bữa sáng và điểm số thì kết quả bài kiểm tra vẫn phụ thuộc vào bữa sáng.
Ví dụ 3: Thuốc và huyết áp
Trong một thí nghiệm khác, một nhà khoa học kiểm tra xem loại thuốc này có kiểm soát huyết áp tốt hơn loại thuốc khác hay không. Loại thuốc là biến độc lập và biến phụ thuộc là huyết áp của bệnh nhân. Để làm cho thí nghiệm chính xác hơn, một biến kiểm soát (giả dược không có hoạt chất) được thêm vào. Điều này giúp tìm hiểu xem một trong hai loại thuốc có thực sự ảnh hưởng đến huyết áp hay không.
Các biến độc lập và phụ thuộc trong nghiên cứu
Trong nghiên cứu, chúng ta thường sử dụng các biến độc lập và phụ thuộc, đặc biệt trong các nghiên cứu thực nghiệm và bán thực nghiệm. Hãy xem các ví dụ về câu hỏi nghiên cứu và các biến độc lập và phụ thuộc tương ứng.
- Ánh sáng nào là tốt nhất cho sự phát triển của cà chua?
- Biến độc lập: Loại ánh sáng trồng cây cà chua
- Biến phụ thuộc: Tốc độ tăng trưởng của cây cà chua
- Nhịn ăn gián đoạn ảnh hưởng đến lượng đường trong máu như thế nào?
- Biến độc lập: Sự hiện diện hay vắng mặt của việc nhịn ăn gián đoạn
- Biến phụ thuộc: Lượng đường trong máu
- Cần sa y tế có thể làm giảm cơn đau mãn tính?
- Biến độc lập: Sự hiện diện hay vắng mặt của việc sử dụng cần sa y tế
- Biến phụ thuộc: Tần suất và cường độ đau
- Làm việc từ xa có ảnh hưởng đến sự hài lòng trong công việc không?
- Biến độc lập: Loại môi trường làm việc (từ xa hoặc tại văn phòng)
- Biến phụ thuộc: Tự báo cáo sự hài lòng trong công việc
Khi xử lý dữ liệu thử nghiệm, việc phân tích bao gồm việc tạo ra số liệu thống kê mô tả và trực quan hóa các kết quả. Việc lựa chọn kiểm định thống kê phụ thuộc vào loại biến, mức độ đo lường và số lượng mức biến độc lập.
Thông thường, kiểm tra t or ANOVA được sử dụng để phân tích dữ liệu và giải quyết các câu hỏi nghiên cứu. Những thử nghiệm này giúp đưa ra kết luận và hiểu được mối quan hệ giữa các biến độc lập và phụ thuộc.
Học cách phân biệt các biến độc lập và phụ thuộc
Để phân biệt giữa các biến độc lập và biến phụ thuộc, hãy làm theo hướng dẫn đơn giản sau:
- Thao tác hoặc quan sát: Đầu tiên, hãy xem xét liệu biến đó có thể được các nhà nghiên cứu thay đổi hoặc lựa chọn (thao tác) hay nó chỉ được theo dõi và đo lường trong quá trình thử nghiệm (được quan sát). Các biến mà nhà nghiên cứu kiểm soát luôn độc lập. Các biến được quan sát và ghi lại đều phụ thuộc. Ngay cả khi các nhà nghiên cứu không thể kiểm soát các biến chủ đề, chúng vẫn được coi là độc lập vì chúng ảnh hưởng đến các biến phụ thuộc.
- Vẽ đồ thị: Hãy tưởng tượng vẽ các biến trên biểu đồ có mặt phẳng tọa độ X-Y. Các biến độc lập, những biến bạn có thể thay đổi, thường nằm trên trục X (ngang). Các biến phụ thuộc, kết quả bị ảnh hưởng bởi những thay đổi, đi theo trục Y (dọc).
- Loại thứ ba – Các biến gây nhiễu: Đôi khi có loại biến thứ ba không độc lập hoặc phụ thuộc nhưng vẫn có thể làm sai lệch kết quả - chúng được gọi là biến gây nhiễu. Chúng tác động đến thí nghiệm theo những cách mà các nhà nghiên cứu có thể không mong đợi, giống như các biến số độc lập không lường trước được. Việc sắp xếp các biến không phải lúc nào cũng là sự lựa chọn rõ ràng giữa độc lập và phụ thuộc; một số biến, chẳng hạn như các biến gây nhiễu, không phù hợp hoàn toàn với các danh mục đó.
Bình luận