Zawartość
- Kontrola eksperymentalna
- Kontrolowane zmienne
- Zmienna manipulowana
- Odpowiadająca zmienna
- Raportowanie wyników eksperymentalnych
W każdym eksperymencie naukowym naukowiec kontroluje zmienne w eksperymencie. Jeśli na eksperyment wpływa więcej niż jedna zmienna, wynik staje się trudny do ustalenia. Na przykład, jeśli jeden zestaw roślin rośnie w środku, a inny zestaw roślin rośnie na zewnątrz, wiele zmiennych (w tym światło, temperatura i wilgotność) wpływa na wzrost rośliny. Bez kontroli tych zmiennych wyników nie można porównać. Dlatego naukowcy kontrolują wszystkie oprócz jednej zmiennej w eksperymentach.
Kontrola eksperymentalna
Kontrola w eksperymencie to wersja eksperymentu, której można użyć do porównania. W wielu przypadkach kontrola jest niezmanipulowaną wersją eksperymentu lub „normalnym” stanem eksperymentu. W przypadku eksperymentowania w celu ustalenia wpływu soli na punkt zamarzania wody, kontrolną wersją eksperymentu byłoby zamrażanie wody bez soli. W przypadku eksperymentowania w celu ustalenia, czy rośliny rosną szybciej na czerwonym świetle, wersją kontrolną byłyby rośliny hodowane w świetle o pełnym spektrum.
Kontrolowane zmienne
Niestety terminologia eksperymentalna może być nieco myląca. Kontrola w eksperymencie nie jest taka sama jak zmiennych kontrolowanych. Nauka definiująca zmienne kontrolowane wykorzystuje zasadniczo stany, że zmienne kontrolowane obejmują wszystkie zmienne, które eksperymentator kontroluje lub utrzymuje na stałym poziomie, aby zapobiec zakłóceniom wyników eksperymentalnych.
Na przykład w eksperymencie zamrażania wody i soli kontrolowanie zmiennych oznaczałoby użycie tego samego rodzaju wody we wszystkich eksperymentach, użycie tej samej ilości wody, tego samego rozmiaru i kształtu pojemnika do zamrożenia wody, tej samej zamrażarki, i to samo narzędzie pomiarowe i technika. Każdy czynnik kontroli (zwykła woda) i eksperyment (woda z solą) byłby dokładnie taki sam, z wyjątkiem soli.
Zmienna manipulowana
Zmienna zmanipulowana w eksperymencie jest jedyną zmienną eksperymentu, którą według naukowca zmieni się. Zmienną zmanipulowaną można również nazwać zmienną niezależną. W prawidłowo zaprojektowanym eksperymencie będzie tylko jedna zmanipulowana zmienna. Na przykład w eksperymencie z solą i wodą zmanipulowaną zmienną jest ilość soli dodanej do wody. W eksperymencie roślinnym zmanipulowaną zmienną jest światło. Każdy inny aspekt eksperymentu powinien być dokładnie taki sam między grupami eksperymentalnymi i między przebiegami testowymi lub próbnymi.
Odpowiadająca zmienna
Jedna definicja zmiennej odpowiadającej mówi, że zmienna odpowiadająca jest tym, co zostanie zmierzone w eksperymencie. Zmienna odpowiadająca, zwana także zmienną zależną, jest tym, co naukowiec mierzy w miarę postępu eksperymentu. Odpowiadająca zmienna jest odpowiedzią eksperymentalnego podmiotu na zmanipulowaną zmienną. Zmienna zależna zależy od tego, co dzieje się podczas eksperymentu. Te dwa terminy, zmienna odpowiadająca i zmienna zależna, opisują ten sam aspekt eksperymentu.
Chociaż eksperyment powinien zawierać tylko jedną zmienną zmanipulowaną, może istnieć więcej niż jedna zmienna odpowiadająca. Na przykład dodanie soli do wody może zmienić temperaturę zamrażania lub czas zamrażania, albo jedno i drugie, lub oba. Wpływ zmiany długości fali światła na wzrost rośliny może wynikać z wysokości rośliny, produkcji chlorofilu, produkcji nowych liści lub kombinacji tych czynników. Naukowiec może określić, jaki wynik będzie obserwowany, ale dobry naukowiec powinien również zbierać obserwacje innych wyników. Na przykład, jeśli naukowiec zamierza przetestować wpływ barwy światła na wzrost rośliny, odnotowanoby brak wzrostu lub ujemny wynik w grupie eksperymentalnej, ale jeśli grupa eksperymentalna również zmniejszyła wzrost liści (wszystko w porównaniu do kontroli grupa, oczywiście), badacz powinien również zapisać te dane.
Zmienne odpowiadające należy zmierzyć przy użyciu obiektywnych kryteriów. Naukowiec musi przyjmować wyniki bez uprzedzeń i spekulacji. Mówienie, że rośliny w pełnym spektrum światła „wyglądają zdrowiej” niż rośliny hodowane w czerwonym świetle, nie zapewnia wymiernego lub obiektywnego wyniku. Bez obiektywnych i mierzalnych wyników nie można uwierzytelnić wyników eksperymentów.
Raportowanie wyników eksperymentalnych
Naukowcy podają wyniki eksperymentów w formie pisemnej, tabelach danych i wykresach. Standardowy format wykresu wyników eksperymentów pokazuje zmanipulowaną zmienną na osi x wykresu i odpowiadającą zmienną na osi y wykresu. W eksperymencie z solą i wodą ilość soli (zmienna zmanipulowana) byłaby pokazana na osi x, a temperatura zamarzania (zmienna odpowiadająca) byłaby pokazana na osi y. Wykres pokazujący wysokość rośliny w różnych warunkach oświetleniowych pokazałby kolor światła lub długość fali (zmienna manipulowana) na osi x oraz wysokość rośliny (zmienna odpowiadająca) na osi y.