Περιεχόμενο
- Πειραματικός έλεγχος
- Ελεγχόμενες μεταβλητές
- Χειρισμένη μεταβλητή
- Ανταποκρίνονται μεταβλητές
- Αναφορά πειραματικών αποτελεσμάτων
Σε οποιοδήποτε επιστημονικό πείραμα, ο επιστήμονας ελέγχει τις μεταβλητές μέσα στο πείραμα. Αν περισσότερες από μία μεταβλητές επηρεάζουν το πείραμα, το αποτέλεσμα είναι δύσκολο να προσδιοριστεί. Για παράδειγμα, αν ένα σύνολο φυτών αναπτύσσεται στο εσωτερικό του και μια άλλη σειρά φυτών μεγαλώνει έξω, πολλές μεταβλητές (συμπεριλαμβανομένου του φωτός, της θερμοκρασίας και της υγρασίας) επηρεάζουν την ανάπτυξη των φυτών. Χωρίς τον έλεγχο αυτών των μεταβλητών, τα αποτελέσματα δεν μπορούν να συγκριθούν. Συνεπώς, οι επιστήμονες ελέγχουν για όλους εκτός από μία μεταβλητή σε πειράματα.
Πειραματικός έλεγχος
Ο έλεγχος σε ένα πείραμα είναι η έκδοση του πειράματος που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για σύγκριση. Σε πολλές περιπτώσεις, ο έλεγχος είναι η μη χειρισμένη έκδοση του πειράματος ή η "κανονική" κατάσταση του αντικειμένου του πειράματος. Εάν πειραματίσουμε για να προσδιορίσουμε την επίδραση του αλατιού στο σημείο ψύξης του νερού, η έκδοση ελέγχου του πειράματος θα ήταν η κατάψυξη του νερού χωρίς αλάτι. Εάν πειραματιστούν για να προσδιορίσουν εάν τα φυτά μεγαλώνουν πιο γρήγορα με κόκκινο φως, η έκδοση ελέγχου θα είναι φυτά που αναπτύσσονται σε φως πλήρους φάσματος.
Ελεγχόμενες μεταβλητές
Δυστυχώς, η πειραματική ορολογία μπορεί να προκαλέσει κάποια σύγχυση. Ο έλεγχος σε ένα πείραμα δεν είναι ο ίδιος με τις ελεγχόμενες μεταβλητές. Η επιστήμη της ελεγχόμενης μεταβλητής προσδιορισμού ουσιαστικά δηλώνει ότι οι ελεγχόμενες μεταβλητές περιλαμβάνουν όλες τις μεταβλητές που ελέγχει ο πειραματιστής ή διατηρεί σταθερή για να αποτρέπεται η παρεμβολή στα πειραματικά αποτελέσματα.
Για παράδειγμα, στο πείραμα ψύξης νερού και αλατιού που ελέγχει τις μεταβλητές θα σήμαινε τη χρήση του ίδιου τύπου νερού για όλα τα πειράματα, χρησιμοποιώντας την ίδια ποσότητα νερού, το ίδιο μέγεθος και το σχήμα του δοχείου για να παγώσει το νερό, τον ίδιο καταψύκτη, και το ίδιο εργαλείο και τεχνική μέτρησης. Κάθε παράγοντας ελέγχου (καθαρό νερό) και το πείραμα (νερό με αλάτι) θα ήταν ακριβώς το ίδιο εκτός από το αλάτι.
Χειρισμένη μεταβλητή
Η μεταβαλλόμενη μεταβλητή σε ένα πείραμα είναι η μία μεταβλητή του πειράματος που αποφασίζει ο επιστήμονας θα αλλάξει. Η μεταβαλλόμενη μεταβλητή μπορεί επίσης να ονομάζεται ανεξάρτητη μεταβλητή. Σε ένα σωστά σχεδιασμένο πείραμα, θα υπάρξει μόνο μία μεταβλητή μεταβλητής. Στο πείραμα άλατος και νερού, για παράδειγμα, η μεταβλητή που χρησιμοποιείται είναι η ποσότητα άλατος που προστίθεται στο νερό. Στο πείραμα των φυτών, η μεταβαλλόμενη μεταβλητή είναι το φως. Κάθε άλλη πτυχή του πειράματος θα πρέπει να είναι ακριβώς η ίδια μεταξύ πειραματικών ομάδων και μεταξύ δοκιμών ή δοκιμών.
Ανταποκρίνονται μεταβλητές
Ένας αποκρινόμενος ορισμός της μεταβλητής λέει ότι η αποκρινόμενη μεταβλητή είναι αυτό που θα μετρηθεί στο πείραμα. Η αποκρινόμενη μεταβλητή, που ονομάζεται επίσης εξαρτώμενη μεταβλητή, είναι αυτή που μετράει ο επιστήμονας καθώς προχωρά το πείραμα. Η αποκρινόμενη μεταβλητή είναι η απόκριση του πειραματικού υποκειμένου στη μεταβληθείσα μεταβλητή. Η εξαρτημένη μεταβλητή εξαρτάται από το τι συμβαίνει κατά τη διάρκεια του πειράματος. Οι δύο όροι, που ανταποκρίνονται στη μεταβλητή και την εξαρτώμενη μεταβλητή, περιγράφουν την ίδια πτυχή του πειράματος.
Παρόλο που το πείραμα θα πρέπει να έχει μόνο μία μεταβλητή που μπορεί να χειριστεί, μπορεί να υπάρχουν περισσότερες από μία μεταβλητές που ανταποκρίνονται. Για παράδειγμα, η προσθήκη αλατιού στο νερό μπορεί να αλλάξει τη θερμοκρασία ψύξης ή τον χρόνο κατάψυξης ή και τα δύο ή και τα δύο. Η επίδραση της αλλαγής του μήκους κύματος φωτός στην ανάπτυξη των φυτών μπορεί να είναι το ύψος των φυτών, η παραγωγή χλωροφύλλης, η παραγωγή νέων φύλλων ή ένας συνδυασμός αυτών των παραγόντων. Ο επιστήμονας μπορεί να καθορίσει ποιο αποτέλεσμα θα παρατηρηθεί, αλλά ένας καλός επιστήμονας θα πρέπει επίσης να συλλέξει παρατηρήσεις και άλλων αποτελεσμάτων. Για παράδειγμα, εάν ο επιστήμονας θέλει να δοκιμάσει την επίδραση του φωτός χρώματος στην ανάπτυξη των φυτών, θα σημειωθεί έλλειψη ανάπτυξης ή αρνητικό αποτέλεσμα στην πειραματική ομάδα, αλλά εάν η πειραματική ομάδα έχει επίσης μειωμένη ανάπτυξη φύλλων (όλα σε σύγκριση με τον έλεγχο ομάδα, φυσικά), ο ερευνητής θα πρέπει επίσης να καταγράψει αυτά τα δεδομένα.
Οι ανταποκρινόμενες μεταβλητές πρέπει να μετρηθούν χρησιμοποιώντας αντικειμενικά κριτήρια. Τα αποτελέσματα πρέπει να λαμβάνονται χωρίς προκατάληψη ή εικασίες από τον επιστήμονα. Λέγοντας ότι τα φυτά σε φάσμα πλήρους φάσματος "φαίνονται υγιέστερα" από τα φυτά που καλλιεργούνται με κόκκινο φως δεν παρέχουν ένα μετρήσιμο ή αντικειμενικό αποτέλεσμα. Χωρίς αντικειμενικά και μετρήσιμα αποτελέσματα, τα αποτελέσματα των πειραμάτων δεν μπορούν να εξακριβωθούν.
Αναφορά πειραματικών αποτελεσμάτων
Οι επιστήμονες αναφέρουν πειραματικά αποτελέσματα σε γραπτή μορφή, πίνακες δεδομένων και γραφήματα. Η τυπική μορφή για τη γραφική απεικόνιση των πειραματικών αποτελεσμάτων δείχνει τη μεταβλητή που χειρίστηκε στον άξονα x του γραφήματος και την αποκρινόμενη μεταβλητή στον άξονα y του γραφήματος. Στο πείραμα άλατος και νερού, η ποσότητα άλατος (μεταβλητή χειρισμού) θα εμφανίζεται στον άξονα x και η θερμοκρασία ψύξης (αποκρινόμενη μεταβλητή) θα εμφανίζεται στον άξονα y. Ένα γράφημα που δείχνει το ύψος του φυτού κάτω από διαφορετικές συνθήκες φωτός θα έδειχνε το χρώμα φωτός ή το μήκος κύματος (τη μεταβλητή χειρισμού) στον άξονα x και το ύψος της εγκατάστασης (αποκρινόμενη μεταβλητή) στον άξονα y.