Definition og eksempler på uafhængige og afhængige variable

Ethvert videnskabeligt eksperiment involverer afhængige og uafhængige variable. Den uafhængige variabel er en, der kontrolleres eller manipuleres af forskeren for at bestemme dens effekt på det fænomen eller det system, der undersøges. Denne variabel afhænger ikke af værdien af ​​nogen anden variabel, men kun af egenskaberne ved det eksperimentelle design og forskerens ønsker. Deraf dens navn. Den afhængige variabel er på den anden side en responsvariabel. Det er en, der afhænger af værdien af ​​den uafhængige variabel. Med andre ord kan de uafhængige og afhængige variable forstås som henholdsvis årsag og virkning af et fænomen, der undersøges.

Det skal huskes, at en variabel forstås som alt, der kan ændre sig under et eksperiment. Der er flere typer variabler, hvoraf afhængige og uafhængige kun er to. Afhængigt af det eksperimentelle design kan der være flere variable, både uafhængige og afhængige, men uanset hvilken, skal der være mindst én af hver, for at eksperimentet giver mening.

Sammenhæng mellem afhængig og uafhængig variabel og hypotese

Videnskabelig forskning udføres med den hensigt blandt andet at etablere årsags- og virkningsforhold, der muliggør en bedre forståelse af et system, udvikling af nye teknologier eller en bedre forudsigelse af resultatet af forskellige handlinger.

For at nå disse mål er forskere afhængige af den videnskabelige metode . Dette er i overensstemmelse med en række trin, der begynder med et spørgsmål , som forskeren stiller sig selv i forhold til et fænomen eller system af interesse. Efter at have studeret nævnte system, rejses en hypotese eller antagelse om årsagerne til det observerede fænomen , og derefter er et eksperiment designet til at verificere eller udelukke nævnte hypotese .

Det er under redegørelsen af ​​hypotesen og designet af eksperimentet, når de afhængige og uafhængige variable optræder.

Eksempel

Lad os forestille os et hypotetisk tilfælde, hvor en videnskabsmand efter at have observeret måden at klæde sig på på et fremtrædende europæisk universitet spørger sig selv: Kan det være, at farven på tøjet påvirker folks intelligens? Efter at have overvejet dette spørgsmål og gjort nogle observationer foreslås følgende hypotese: “at bære grønt øger intelligensen”.

Så kommer tiden til at designe et eksperiment for at bekræfte eller udelukke hypotesens gyldighed. Først skal det fastslås, hvilke variabler i eksperimentet er, hvordan man måler dem, og hvilke der repræsenterer årsagen og hvilken virkning. Sidstnævnte er det, der definerer, hvad der er den afhængige og uafhængige variabel.

I dette eksempel indebærer måden, hvorpå hypotesen er skrevet, at forskeren tror, ​​at “at bære grønt” er årsagen og “at være klogere” er effekten. På denne måde er det fastslået, at den uafhængige variabel ville være farven på tøjet, mens den afhængige variabel ville være en vis grad af intelligens, såsom IQ.

Som det kan ses med dette eksempel, er de afhængige og uafhængige variable tæt forbundet med eksperimentets hypotese. Yderligere eksempler præsenteres nedenfor for at illustrere disse to begreber, der er centrale for videnskaben.

Forskelle mellem den afhængige og uafhængige variabel

Eksempler på afhængige og uafhængige variable

• I et eksperiment for at bestemme, om et nyt diuretikum øger urinproduktionen hos laboratorierotter, er dosis af diuretikum den uafhængige variabel, mens mængden af ​​produceret urin er den afhængige variabel. Bemærk, at forskeren ikke frit kan indstille, hvor meget urin rotten producerer, men han kan kontrollere dosis af medicin, der gives til rotten.

• En civilingeniør ønsker at afgøre, om en ny blanding øger hærdningshastigheden af ​​armeret beton. For at gøre dette designer han et eksperiment, hvor han varierer andelen af ​​det nye tilsætningsstof og derefter måler, hvor lang tid det tager for blandingen at stivne. I dette tilfælde er den uafhængige variabel andelen af ​​tilsat blanding , mens afbindingstiden er den afhængige variabel.

• I et molekylærbiologisk eksperiment er en forsker interesseret i at afgøre, om et bestemt kemisk stof er i stand til at regulere ekspressionen af ​​et gen, der koder for P-proteinet. For at gøre dette måler han koncentrationen af ​​P-proteinet, der produceres af en koloni af bakterier før og efter tilsætning af stoffet til mediet. Deres hypotese er, at forbindelsen vil hæmme ekspressionen af ​​genet og derfor produktionen af ​​dette protein. I dette tilfælde er den uafhængige variabel tilstedeværelsen eller fraværet af forbindelsen , mens produktionen af ​​P er den afhængige variabel.

• En virksomhed, der producerer insulin ved hjælp af mikroorganismer, ønsker at teste en ny stamme, der er isoleret af sit forsknings- og udviklingsteam. For at gøre dette udfører de et eksperiment for at sammenligne insulinproduktionen af ​​de to stammer, den nye og en anden brugt tidligere. I dette tilfælde er stammevarianten den uafhængige variabel, mens insulinproduktionen er den afhængige variabel.

• I en undersøgelse ønskes det at bestemme lysintensitetens effekt på pigmentering i en plantes blade. Den uafhængige variabel i dette tilfælde er lysintensitet, mens bladpigmentering vil være den afhængige variabel.

• Et hospital ønsker at afgøre, om antallet af uafbrudte timers service for plejepersonalet påvirker dødeligheden af ​​patienter, der kommer på skadestuen. Her repræsenterer antallet af kontinuerlige servicetimer den uafhængige variabel, mens dødeligheden for patienter, der kommer ind på skadestuen, er responsvariablen.

Hvordan skelner man mellem afhængig og uafhængig variabel?

I de fleste tilfælde er det let at bestemme, hvilken der er den uafhængige variabel, og hvilken der er den afhængige. Men hvis der af en eller anden grund opstår forvirring, er det bedst at starte fra bunden og følge disse trin:

• Trin 1: Identificer alle de variable, der er involveret i eksperimentet. Det betyder at identificere alle de faktorer, der kan ændres eller ændres gennem hele eksperimentet.
• Trin 2: Bland alle variablerne skal du identificere dem, der er direkte relateret til forskningsspørgsmålet og eksperimentets hypotese.
• Trin 3: Skriv variablerne i en sætning formuleret på en måde, der indikerer en årsag og virkning sammenhæng.
• Trin 4: Hvis den forrige sætning ikke giver mening, så vend variablerne om og omskriv sætningen. Den anden burde give mening.
• Trin 5: Når du har årsags-virkningsforholdet, der giver logisk mening, så er den variabel, der blev noteret som årsagen, den uafhængige variabel, mens den anden er den afhængige variabel.

Skel mellem afhængig og uafhængig variabel: Eksempel

Beskrivelse af forsøget: En prøve af bakterier fra en kultur inkuberes i 48 timer og ved 37ºC i to forskellige medier: den ene er næringsagar, der indeholder alt det nødvendige for, at en organisme kan vokse og blomstre, og den anden er minimal agar, der kun indeholder de mest essentielle næringsstoffer for overlevelse. Kolonivækst af bakterier på det første medium er tegn på en mutantstamme, men ikke på det andet medium. Hypotesen er, at den oprindelige kultur indeholder mutantstammer. Hvad er den afhængige og uafhængige variabel i dette tilfælde?

For at finde svaret, lad os følge de angivne trin:

1. Tid og temperatur er almindelige kandidater for uafhængige variable, men i dette tilfælde varierer ingen af ​​disse to faktorer gennem hele eksperimentet, så de er ikke variable. De eneste variabler er dyrkningsmediet, som bakterierne inkuberes i, og væksten (eller manglende vækst) af kolonier efter inkubation.
2. Dette trin er ikke nødvendigt, da der kun er to variable.
3. Antag, at vi skriver “fraværet af kolonivækst påvirker dyrkningsmediet”. Denne sætning giver ikke logisk mening, da det var forskeren, der besluttede sammensætningen af ​​dyrkningsmediet, som ikke var forårsaget af vækst eller ikke-vækst af bakteriekolonier.
4. Så skrives det baglæns: Dyrkningsmediet påvirker væksten af ​​bakteriekolonier. Dette årsag og virkning forhold giver logisk mening.
5. Da årsagen i trin 4 var dyrkningsmediet, så er dette den uafhængige variabel, mens kolonivækst er den afhængige variabel.

Svar: Den uafhængige variabel er dyrkningsmediet og den afhængige variabel er væksten af ​​bakteriekolonier.

Grafisk repræsentation af de afhængige og uafhængige variable

Der er en standardmetode til den grafiske repræsentation af den uafhængige og afhængige variabel. Akronymet DRY MIX kan bruges til at hjælpe med at huske, hvordan man tegner variablerne:

TØRMIX

D   = afhængig variabel
R   = responsvariabel
Y  = graf på y-  aksen eller lodret

M   = manipuleret variabel
I  = uafhængig variabel
X   = grafen for den vandrette eller x- akse

Som nævnt ovenfor er den afhængige variabel i en funktion normalt repræsenteret af  og , og placeres på ordinataksen. Variablen y siges   at være en funktion af variablen  x , som er den uafhængige variabel.