Содержание
- Экспериментальный контроль
- Контролируемые переменные
- Управляющая переменная
- Ответная переменная
- Отчет об экспериментальных результатах
В любом научном эксперименте ученый контролирует переменные в эксперименте. Если более чем одна переменная влияет на эксперимент, результат становится трудно определить. Например, если один набор растений растет внутри, а другой набор растений растет снаружи, многие переменные (включая свет, температуру и влажность) влияют на рост растений. Без учета этих переменных результаты нельзя сравнивать. Поэтому ученые контролируют все, кроме одной переменной в экспериментах.
Экспериментальный контроль
Элемент управления в эксперименте является версией эксперимента, которую можно использовать для сравнения. Во многих случаях контроль представляет собой неуправляемую версию эксперимента или «нормальное» состояние субъекта эксперимента. Если экспериментировать, чтобы определить влияние соли на температуру замерзания воды, контрольной версией эксперимента будет замерзание воды без какой-либо соли. Если экспериментировать, чтобы определить, растут ли растения быстрее в красном свете, контрольной версией будут растения, выращенные в полном спектре света.
Контролируемые переменные
К сожалению, экспериментальная терминология может немного запутать. Контроль в эксперименте не совпадает с контролируемыми переменными. Наука определения контролируемых переменных по существу использует состояния, в которых контролируемые переменные включают в себя все переменные, которые экспериментатор контролирует или сохраняет постоянными, чтобы предотвратить вмешательство в результаты эксперимента.
Например, в эксперименте по замораживанию воды и соли контроль переменных будет означать использование одного и того же типа воды для всех экспериментов, использование одинакового количества воды, одинакового размера и формы контейнера для замораживания воды, одного и того же морозильника, и тот же инструмент измерения и метод. Каждый фактор контроля (обычная вода) и эксперимента (вода с солью) будет точно таким же, кроме соли.
Управляющая переменная
Управляемая переменная в эксперименте является той переменной эксперимента, которая, по мнению ученого, изменится. Управляемая переменная также может называться независимой переменной. В правильно спроектированном эксперименте будет только одна изменяемая переменная. Например, в эксперименте с солью и водой управляемой переменной является количество соли, добавленной в воду. В эксперименте на растении управляемой переменной является свет. Все остальные аспекты эксперимента должны быть одинаковыми между экспериментальными группами и между испытаниями или пробными запусками.
Ответная переменная
Одно определение реагирующей переменной говорит, что реагирующая переменная - это то, что будет измеряться в эксперименте. Отвечающая переменная, также называемая зависимой переменной, является тем, что ученый измеряет в ходе эксперимента. Отвечающая переменная - это реакция экспериментального субъекта на управляемую переменную. Зависимая переменная зависит от того, что происходит во время эксперимента. Два термина, отвечающая переменная и зависимая переменная, описывают один и тот же аспект эксперимента.
Хотя в эксперименте должна быть только одна изменяемая переменная, может быть более одной отвечающей переменной. Например, добавление соли в воду может изменить температуру замерзания или время замораживания или и то, и другое, или ни то, ни другое. Влияние изменения длины волны света на рост растения может быть высотой растения, продукцией хлорофилла, продукцией нового листа или комбинацией этих факторов. Ученый может определить, какой результат будет наблюдаться, но хороший ученый должен также собирать наблюдения других результатов. Например, если ученый намеревается проверить влияние светлого цвета на рост растений, будет зафиксирован недостаток роста или отрицательный результат в экспериментальной группе, но если экспериментальная группа также снизит рост листьев (все по сравнению с контролем группа, конечно), исследователь должен также записать эти данные.
Отвечающие переменные должны измеряться с использованием объективных критериев. Результаты должны быть получены ученым без предвзятости или предположений. Утверждение, что растения в полном спектре «выглядят более здоровыми», чем растения, выращенные в красном свете, не дает измеримого или объективного результата. Без объективных и измеримых результатов результаты экспериментов не могут быть подтверждены.
Отчет об экспериментальных результатах
Ученые сообщают об экспериментальных результатах в письменном формате, таблицах данных и графиках. Стандартный формат для отображения результатов эксперимента показывает управляемую переменную на оси X графика и отвечающую переменную на оси Y графика. В эксперименте с солью и водой количество соли (управляемая переменная) будет показано на оси х, а температура замерзания (реагирующая переменная) будет показана на оси у. График, показывающий высоту растения при различных условиях освещения, будет показывать цвет света или длину волны (изменяемая переменная) на оси x и высоту растения (изменяющаяся переменная) на оси y.