Περιεχόμενο
- Οι επιστήμονες είναι χειραποποιητικοί
- Γιατί να ασχοληθούμε;
- Τα προβλήματα γύρω από τη Γωνιά
- Αρουραίοι, αρουραίοι και περισσότεροι αρουραίοι: ένα παράδειγμα
Η τάξη της σχολικής επιστήμης μπορεί να συνηθίσει να εκτελεί πειράματα επιστήμης μόνο με μία μόνο μεταβλητή, αλλά υπάρχει ένα χάσμα μεταξύ της επιστήμης του σχολείου και της επιστήμης που εκτελείται σε εργαστήρια σε όλο τον κόσμο. Η σύντομη απάντηση στο ερώτημα κατά πόσο οι επιστήμονες μπορούν να χρησιμοποιήσουν περισσότερες από μία μεταβληθείσες μεταβλητές στα πειράματά τους είναι "ναι". Αλλά εξίσου σημαντική με την απάντηση στο ερώτημα είναι η κατανόηση του γιατί οι επιστήμονες θα ήθελαν να συμπεριλάβουν δύο μεταβλητές.
Οι επιστήμονες είναι χειραποποιητικοί
Ένας από τους βασικούς στόχους της επιστήμης είναι να κάνει αλλαγές στα πράγματα και να δούμε πώς αντιδρούν αυτά τα πράγματα. Όταν πραγματοποιείτε ένα πείραμα επιστήμης, ένας επιστήμονας γνωρίζει τι σχεδιάζει να χειριστεί ή να αλλάξει. Αυτό μπορεί να είναι η θερμοκρασία ενός χημικού υγρού, η διάρκεια του χρόνου που επιτρέπει σε ένα φυτό να αναπτυχθεί ή ο τύπος του φαρμάκου που δίνει σε ένα εργαστηριακό ποντίκι. Οι επιστήμονες αναζητούν πάντα αλλαγές που έχουν σημασία. Όταν υποπτεύονται ότι μια συγκεκριμένη αλλαγή μπορεί να έχει σημασία, επισημαίνουν την αλλαγή της "μεταβλητής που χειρίζεται". Για παράδειγμα, όταν δίνουμε στο ποντίκι ένα συγκεκριμένο φάρμακο και το χρόνο που χρειάζεται για να ολοκληρωθεί ένας λαβύρινθος, ο επιστήμονας εξετάζει το φάρμακο . Η λέξη προέρχεται από την ικανότητά της να «χειραγωγεί» το φάρμακο που δέχεται το ποντίκι. Μπορεί να επιλέγει από μια επιλογή δύο ή τριών, που θα έδιναν στη μεταβληθείσα μεταβλητή δύο ή τρεις τιμές.
Γιατί να ασχοληθούμε;
Το ερώτημα εάν ένα πείραμα επιστήμης μπορεί να έχει δύο μεταβλητές μεταχειρίζεται ένα άλλο σημαντικό ερώτημα: Υποθέτοντας ότι τα πειράματα μπορούν να περιλαμβάνουν δύο χειραγωγημένες μεταβλητές, γιατί ένας επιστήμονας θα έκανε τον κόπο να συμπεριλάβει περισσότερους από έναν; Η αλήθεια είναι ότι μερικές φορές οι επιστήμονες υποπτεύονται ότι η ταυτόχρονη αλλαγή δύο διαφορετικών μεταβλητών είναι ο πραγματικός λόγος για ένα αποτέλεσμα. Για παράδειγμα, η μεταβλητή 1 από μόνη της μπορεί να μην έχει καμία επίδραση μόνο στην αποκρινόμενη μεταβλητή. Αλλά όταν ένας επιστήμονας χειρίζεται τη μεταβλητή 1 και τη μεταβλητή 2, μπορεί να δει μια σημαντική αλλαγή στην αποκρινόμενη μεταβλητή. Ένας άλλος λόγος για να χειριστείτε περισσότερες από μία μεταβλητές σε ένα πείραμα είναι εάν θέλετε να ελέγξετε κάτι που νομίζετε ότι μπορεί να επηρεάζει τα αποτελέσματα. Για παράδειγμα, εάν μεγαλώνετε πολλαπλά φυτά και η μεταβλητή που χειρίζεται είναι "ποσότητα ηλιακού φωτός", μπορεί να εκπλαγείτε να δείτε ότι τα φυτά με περισσότερο ηλιακό φως δεν αναπτύσσονται τόσο γρήγορα όσο νομίζατε. Εάν υποψιάζεστε ότι τα φυτά αυτά δεν αναπτύσσονται αρκετά γρήγορα επειδή τους δίνετε πολύ λίγο νερό, μπορείτε να αλλάξετε και την ποσότητα νερού που τους δίνετε. Η δεύτερη μεταβλητή χειρισμού σας θα είναι τότε "ποσότητα νερού", και θα έχετε τέσσερις τύπους φυτών: πολύ φως του ήλιου, πολύ νερό. πολύ ηλιακό φως, λίγο νερό? λίγο ηλιακό φως, πολύ νερό? και λίγο ηλιακό φως, λίγο νερό.
Τα προβλήματα γύρω από τη Γωνιά
Το γεγονός είναι, σύμφωνα με το Κρατικό Πανεπιστήμιο NC, ότι οι επιστήμονες μπορούν να συμπεριλάβουν όσες χειραγώγιμες μεταβλητές στα πειράματά τους όπως θέλουν. Τα στατιστικά στοιχεία πίσω από όλες τις επιστήμες επιτρέπουν πολλαπλές χειριζόμενες μεταβλητές και παρέχουν στους επιστήμονες πολλά εργαλεία για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων μιας μελέτης με τη χρήση πολλών μεταβλητών. Αλλά οι επιστήμονες δεν περιλαμβάνουν πάντοτε εσκεμμένα πολλαπλές μεταβλητές που έχουν χειριστεί στην έρευνά τους. Εάν το έκαναν, θα έπρεπε να αντιμετωπίσουν τις αυξήσεις στη δυσκολία του σχεδιασμού του πειράματος όσον αφορά την τιμή. χρόνος; αριθμός δειγμάτων, όπως οι εργαστηριακοί αρουραίοι, που χρειάζονται. και την πολυπλοκότητα των στατιστικών εργαλείων που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων. Μπορεί να παρατηρήσατε τα πανεπιστήμια και τα πειράματα της σχολικής επιστήμης χρησιμοποιώντας κυρίως ένα μόνο χειραγωγημένο πείραμα και άρχισε να αναρωτιέται αν δύο χειραγωγημένες μεταβλητές είναι μια πιθανότητα. Λοιπόν, ενώ τίποτα δεν είναι λανθασμένο με δύο χειραγωγημένες μεταβλητές, οι περισσότεροι εκπαιδευτικοί δεν θέλουν να χειριστούν την πολυπλοκότητα πολλών μεταβλητών που έχουν υποστεί χειρισμούς. Η προσθήκη περισσότερων μεταβλητών σε ένα ταξικό πείραμα θα προκαλούσε σύγχυση στους περισσότερους μαθητές και μερικές φορές στον ίδιο τον δάσκαλο. (Αλλά μην το αναφέρετε στον δάσκαλό σας.)
Αρουραίοι, αρουραίοι και περισσότεροι αρουραίοι: ένα παράδειγμα
Οι επιστήμονες που εργάζονται με εργαστηριακούς αρουραίους ενδέχεται να υποψιάζονται ότι οι εργαστηριακοί αρουραίοι με ορισμένα γονίδια είναι πιο πιθανό να πεθάνουν νωρίς αλλά μόνο όταν η ομάδα των εργαστηριακών αρουραίων τρέφει δίαιτα με υψηλή περιεκτικότητα σε λιπαρά. Έτσι, οι επιστήμονες θα πρέπει να ελέγξουν για την ύπαρξη αυτής της "συνεταιριστικής αλλαγής", που οι επιστήμονες αποκαλούν "αλληλεπίδραση". Οι επιστήμονες θα μπορούσαν τότε να διαιρέσουν τους αρουραίους σε δύο ομάδες δύο ομάδων: Ένα σύνολο είναι εκείνες με το γονίδιο και εκείνες χωρίς το γονίδιο; το άλλο σύνολο είναι εκείνοι που λαμβάνουν δίαιτα με υψηλή περιεκτικότητα σε λιπαρά και εκείνα που δεν το κάνουν. Μόνο τότε οι επιστήμονες μπορούν να ελέγξουν εάν είναι ο συνδυασμός μιας δίαιτας με υψηλή περιεκτικότητα σε λιπαρά και η ύπαρξη ενός συγκεκριμένου γονιδίου που οδηγεί σε πρόωρο θάνατο.