Tabla de Contenidos
Jokainen tieteellinen kokeilu sisältää riippuvia ja riippumattomia muuttujia. Riippumaton muuttuja on sellainen, jota tutkija ohjaa tai manipuloi määrittääkseen sen vaikutuksen tutkittavaan ilmiöön tai järjestelmään. Tämä muuttuja ei riipu minkään muun muuttujan arvosta, vaan ainoastaan koesuunnitelman ominaisuuksista ja tutkijan toiveista. Siitä sen nimi. Riippuva muuttuja toisaalta on vastemuuttuja. Se riippuu riippumattoman muuttujan arvosta. Toisin sanoen riippumaton ja riippuvainen muuttuja voidaan ymmärtää vastaavasti tutkittavan ilmiön syynä ja seurauksena.
On muistettava, että muuttujalla tarkoitetaan mitä tahansa, mikä voi muuttua kokeen aikana. Muuttujia on useita, joista riippuvaisia ja riippumattomia on vain kaksi. Riippuen kokeen suunnittelusta, muuttujia voi olla useita, sekä riippumattomia että riippuvia, mutta riippumatta siitä, mikä niistä on oltava vähintään yksi, jotta kokeessa olisi järkeä.
Riippuvan ja riippumattoman muuttujan välinen suhde ja hypoteesi
Tieteellisen tutkimuksen tarkoituksena on löytää syy-seuraussuhteita, jotka mahdollistavat muun muassa järjestelmän paremman ymmärtämisen, uusien teknologioiden kehittymisen tai paremman ennusteen eri toimien tuloksesta.
Näiden tavoitteiden saavuttamiseksi tutkijat luottavat tieteelliseen menetelmään . Tämä noudattaa sarjaa vaiheita, jotka alkavat kysymyksellä , jonka tutkija kysyy itseltään liittyen kiinnostavaan ilmiöön tai järjestelmään. Mainitun järjestelmän tutkimisen jälkeen nostetaan hypoteesi tai olettamus havaitun ilmiön syistä , minkä jälkeen suunnitellaan koe , jolla kyseinen hypoteesi voidaan vahvistaa tai sulkea pois .
Juuri hypoteesin esittämisen ja kokeen suunnittelun aikana riippuvat ja riippumattomat muuttujat ilmestyvät.
Esimerkki
Kuvitellaanpa hypoteettista tapausta, jossa tiedemies havainnut pukeutumistapaa merkittävässä eurooppalaisessa yliopistossa, ihmettelee: voiko vaatteiden väri vaikuttaa ihmisten älykkyyteen? Tämän kysymyksen tarkastelun ja joidenkin havaintojen jälkeen ehdotetaan seuraavaa hypoteesia: ”vihreän pukeutuminen lisää älykkyyttä”.
Sitten tulee aika suunnitella kokeilu hypoteesin paikkansapitävyyden vahvistamiseksi tai sulkemiseksi pois. Ensin on selvitettävä, mitkä ovat kokeen muuttujat, miten niitä mitataan ja mikä edustaa syytä ja mikä seurausta. Jälkimmäinen määrittää, mikä on riippuvainen ja riippumaton muuttuja.
Tässä esimerkissä tapa, jolla hypoteesi on kirjoitettu, viittaa siihen, että tutkija ajattelee, että ”vihreän pukeutuminen” on syy ja ”älykkäämpi oleminen” on seuraus. Tällä tavalla todetaan, että riippumaton muuttuja olisi vaatteiden väri, kun taas riippuvainen muuttuja olisi jokin älykkyyden mitta, kuten älykkyysosamäärä.
Kuten tästä esimerkistä voidaan nähdä, riippuvat ja riippumattomat muuttujat liittyvät läheisesti kokeen hypoteesiin. Alla on lisäesimerkkejä havainnollistamaan näitä kahta tieteen kannalta keskeistä käsitettä.
Erot riippumattoman ja riippumattoman muuttujan välillä
| Riippumattomat muuttujat | riippuvat muuttujat |
| Ne ovat muuttujia, joita tutkija voi hallita. | Tutkija ei voi hallita niitä. |
| Niitä kutsutaan ohjatuiksi muuttujiksi, manipuloiduiksi muuttujiksi tai selittäviksi muuttujiksi. | Niitä kutsutaan myös mitatuiksi muuttujiksi, vastemuuttujiksi tai selitetyiksi muuttujiksi. |
| Sen arvo ei riipu minkään muun muuttujan arvosta. | Sen arvo riippuu riippumattoman muuttujan arvosta. |
| Ne vaikuttavat suoraan kokeen lopputulokseen. | Sen muutos edustaa kokeen tulosta. |
| Ne voivat edustaa ilmiön syytä. | Ne edustavat vaikutusta. |
| Ne voivat olla olemassa ilman riippuvia muuttujia. | Jotta ne ovat olemassa, on oltava riippumaton muuttuja. |
| Ne esitetään yleensä matemaattisissa funktioissa kirjaimella x . | Ne esitetään yleensä matemaattisissa funktioissa kirjaimella ja . |
| Kaavioissa ne sijoitetaan aina X-akselille (abskissa-akselille). | Kaavioissa ne sijoitetaan aina Y-akselille (ordinaattinen akseli). |
Esimerkkejä riippuvista ja riippumattomista muuttujista
- Kokeessa sen määrittämiseksi, lisääkö uusi diureetti virtsan eritystä laboratoriorotilla, diureetin annos on riippumaton muuttuja, kun taas tuotetun virtsan tilavuus on riippuvainen muuttuja. Huomaa, että tutkija ei voi vapaasti määrittää, kuinka paljon virtsaa rotta tuottaa, mutta hän voi kontrolloida rotalle annettavaa lääkeannosta.
- Rakennusinsinööri haluaa selvittää, lisääkö uusi lisäaine teräsbetonin kovettumisnopeutta. Tätä varten hän suunnittelee kokeen, jossa hän muuttaa uuden lisäaineen osuutta ja mittaa sitten, kuinka kauan seoksen jähmettyminen kestää. Tässä tapauksessa riippumaton muuttuja on lisätyn seoksen osuus , kun taas kovettumisaika on riippuvainen muuttuja.
- Molekyylibiologisessa kokeessa tutkijaa kiinnostaa selvittää, pystyykö tietty kemiallinen aine säätelemään P-proteiinia koodaavan geenin ilmentymistä, ja tätä varten hän mittaa bakteeripesäkkeen tuottaman P-proteiinin pitoisuuden. ennen ja jälkeen aineen lisäämisen väliaineeseen. Heidän hypoteesinsa on, että yhdiste estää geenin ilmentymisen ja siten tämän proteiinin tuotannon. Tässä tapauksessa riippumaton muuttuja on yhdisteen läsnäolo tai puuttuminen , kun taas P:n tuotanto on riippuvainen muuttuja.
- Mikro-organismeilla insuliinia valmistava yritys haluaa testata uutta kantaa, jonka sen tutkimus- ja kehitystiimi on eristänyt. Tätä varten he suorittavat kokeen, jossa vertaillaan kahden kannan, uuden ja toisen aiemmin käytetyn insuliinin tuotantoa. Tässä tapauksessa kantalajike on riippumaton muuttuja, kun taas insuliinin tuotanto on riippuvainen muuttuja.
- Tutkimuksessa halutaan määrittää valon voimakkuuden vaikutus kasvin lehtien pigmentaatioon. Riippumaton muuttuja tässä tapauksessa on valon intensiteetti, kun taas lehtien pigmentaatio on riippuvainen muuttuja.
- Sairaala haluaa selvittää, vaikuttaako hoitohenkilökunnan yhtäjaksoisten palvelustuntien määrä päivystykseen tulevien potilaiden kuolleisuuteen. Tässä riippumatonta muuttujaa edustaa jatkuvien palvelutuntien määrä, kun taas ensiapuun saapuvien potilaiden kuolleisuus on vastemuuttuja.
Kuinka tehdä ero riippuvaisen ja riippumattoman muuttujan välillä?
Useimmissa tapauksissa on helppo määrittää, mikä on riippumaton muuttuja ja mikä riippuvainen. Jos kuitenkin jostain syystä tulee hämmennystä, on parasta aloittaa alusta ja noudattaa näitä ohjeita:
- Vaihe 1: Tunnista kaikki muuttujat, jotka ovat mukana kokeilussa. Tämä tarkoittaa kaikkien tekijöiden tunnistamista, jotka voivat muuttua tai joita voidaan muuttaa kokeen aikana.
- Vaihe 2: Tunnista kaikista muuttujista ne, jotka liittyvät suoraan tutkimuskysymykseen ja kokeen hypoteesiin.
- Vaihe 3: Kirjoita muuttujat lauseeseen tavalla, joka osoittaa syy-seuraussuhteen.
- Vaihe 4: Jos edellinen lause ei ole järkevä, käännä muuttujat päinvastaiseksi ja kirjoita lause uudelleen. Toisessa pitäisi olla järkeä.
- Vaihe 5: Kun sinulla on syy-seuraussuhde, joka on looginen, syyksi merkitty muuttuja on riippumaton muuttuja, kun taas toinen on riippuvainen muuttuja.
Riippuvan ja riippumattoman muuttujan erottaminen: Esimerkki
Kokeen kuvaus: Viljelmästä otettua bakteerinäytettä inkuboidaan 48 tuntia ja 37 ºC:ssa kahdessa eri alustassa: toinen on ravintoagar, joka sisältää kaiken, mitä organismin kasvamiseen ja kukoistamiseen tarvitaan, ja toinen on minimaali-agar, joka sisältää vain selviytymisen kannalta välttämättömimmät ravintoaineet. Bakteerien pesäkkeiden kasvu ensimmäisessä alustassa osoittaa mutanttikantaa, mutta ei toisella alustalla. Hypoteesi on, että alkuperäinen viljelmä sisältää mutanttikantoja. Mikä on riippuvainen ja riippumaton muuttuja tässä tapauksessa?
Löytääksesi vastauksen, noudatetaan annettuja vaiheita:
- Aika ja lämpötila ovat yleisiä ehdokkaita riippumattomille muuttujille, mutta tässä tapauksessa kumpikaan näistä kahdesta tekijästä ei vaihtele koko kokeen ajan, joten ne eivät ole muuttujia. Ainoat muuttujat ovat viljelyalusta, jossa bakteereita inkuboidaan, ja pesäkkeiden kasvu (tai kasvun puute) inkubaation jälkeen.
- Tämä vaihe ei ole välttämätön, koska muuttujia on vain kaksi.
- Oletetaan, että kirjoitamme ”pesäkkeiden kasvun puuttuminen vaikuttaa viljelyalustaan”. Tässä lauseessa ei ole loogista järkeä, koska tutkija päätti viljelyalustan koostumuksen, joka ei johtunut bakteeripesäkkeiden kasvusta tai kasvusta.
- Sitten kirjoitetaan taaksepäin: Viljelyalusta vaikuttaa bakteeripesäkkeiden kasvuun. Tämä syy-seuraussuhde on looginen.
- Koska syy vaiheessa 4 oli elatusaine, tämä on riippumaton muuttuja, kun taas pesäkkeiden kasvu on riippuvainen muuttuja.
Vastaus: Riippumaton muuttuja on viljelyalusta ja riippuvainen muuttuja on bakteeripesäkkeiden kasvu.
Riippuvien ja riippumattomien muuttujien graafinen esitys
On olemassa standardimenetelmä riippumattoman ja riippuvan muuttujan graafiseen esittämiseen. Lyhennettä DRY MIX voidaan käyttää auttamaan muistamaan, kuinka muuttujat piirretään:
KUIVASEOS
D = riippuva muuttuja
R = vastemuuttuja
Y = kaavio y- akselilla tai pystysuoralla
M = manipuloitu muuttuja
I = riippumaton muuttuja
X = vaaka- tai x- akselin kuvaaja
Kuten edellä mainittiin, funktion riippuvainen muuttuja esitetään tavallisesti ja , ja se sijoitetaan ordinaatta-akselille. Muuttujan y sanotaan olevan muuttujan x funktio , joka on riippumaton muuttuja.
