Tabla de Contenidos
Minden tudományos kísérlet függő és független változókat tartalmaz. A független változó az, amelyet a kutató irányít vagy manipulál, hogy meghatározza annak hatását a vizsgált jelenségre vagy rendszerre. Ez a változó nem függ más változó értékétől, csak a kísérleti terv jellemzőitől és a kutató kívánságaitól. Innen a neve. A függő változó viszont egy válaszváltozó. Ez a független változó értékétől függ. Más szóval, a független és a függő változók felfoghatók egy vizsgált jelenség okaként, illetve következményeként.
Emlékeztetni kell arra, hogy változó alatt minden olyan dolog értendő, ami a kísérlet során megváltozhat. Többféle változó létezik, amelyek közül csak kettő a függő és a független. A kísérleti tervtől függően több változó is lehet, mind független, mind függő, de mindegy, hogy melyik, mindegyikből legalább egynek kell lennie ahhoz, hogy a kísérlet értelmes legyen.
A függő és független változó és hipotézis kapcsolata
A tudományos kutatás célja olyan ok-okozati összefüggések megállapítása, amelyek lehetővé teszik többek között egy rendszer jobb megértését, az új technológiák fejlesztését, vagy a különböző cselekvések kimenetelének jobb előrejelzését.
E célok elérése érdekében a kutatók a tudományos módszerre támaszkodnak . Ez egy olyan lépéssorozatnak felel meg, amely egy olyan kérdéssel kezdődik , amelyet a kutató egy jelenséggel vagy érdeklődési rendszerrel kapcsolatban tesz fel magának. Az említett rendszer tanulmányozása után hipotézist vagy feltételezést vetünk fel a megfigyelt jelenség okairól , majd egy kísérletet tervezünk a hipotézis igazolására vagy kizárására .
A hipotézis megfogalmazása és a kísérlet tervezése során a függő és független változók jelennek meg.
Példa
Képzeljünk el egy hipotetikus esetet, amelyben egy tudós, miután megfigyelte az öltözködés módját egy prominens európai egyetemen, elgondolkodik: lehet, hogy a ruházat színe befolyásolja az emberek intelligenciáját? A kérdés mérlegelése és néhány megfigyelés után a következő hipotézist javasoljuk: „a zöld viselése növeli az intelligenciát”.
Aztán eljön az ideje egy kísérlet megtervezésének, amely megerősíti vagy kizárja a hipotézis érvényességét. Először is meg kell határozni, hogy melyek a kísérlet változói, hogyan mérjük őket, és melyik reprezentálja az okot és melyik az okozatot. Ez utóbbi határozza meg, hogy melyik a függő és melyik a független változó.
Ebben a példában a hipotézis írásmódja azt sugallja, hogy a kutató úgy gondolja, hogy „zöld viselet” az ok, és „okosabbnak lenni” az okozat. Ily módon megállapítható, hogy a független változó a ruházat színe, míg a függő változó az intelligencia valamely mértéke, például az IQ.
Amint az ebből a példából látható, a függő és független változók szorosan kapcsolódnak a kísérlet hipotéziséhez. Az alábbiakban további példák mutatják be ezt a két, a tudományban központi jelentőségű fogalmat.
A függő és független változó közötti különbségek
| Független változók | függő változók |
| Ezek olyan változók, amelyeket a kutató szabályozhat. | Ezeket a kutató nem tudja irányítani. |
| Ezeket irányított változóknak, manipulált változóknak vagy magyarázó változóknak nevezzük . | Ezeket mért változóknak, válaszváltozóknak vagy magyarázott változóknak is nevezik. |
| Értéke nem függ semmilyen más változó értékétől. | Értéke a független változó értékétől függ. |
| Közvetlenül befolyásolják a kísérlet eredményét. | Változása a kísérlet eredményét reprezentálja. |
| Egy jelenség okát képviselhetik. | A hatást képviselik. |
| Létezhetnek a függő változók nélkül is. | Létezésükhöz független változónak kell lennie. |
| A matematikai függvényekben általában x betűvel ábrázolják őket . | A matematikai függvényekben általában a és betűvel ábrázolják őket . |
| A grafikonokon mindig az X tengelyen (az abszcissza tengelyen) helyezkednek el. | A grafikonokon mindig az Y tengelyen (az ordináta tengelyen) helyezkednek el. |
Példák függő és független változókra
- Egy kísérletben annak meghatározására, hogy egy új diuretikum növeli-e a vizelet mennyiségét laboratóriumi patkányokban, a diuretikum dózisa a független változó, míg a termelt vizelet térfogata a függő változó. Vegye figyelembe, hogy a kutató nem állíthatja be szabadon, hogy a patkány mennyi vizeletet termeljen, de szabályozhatja a patkánynak adott gyógyszer adagját.
- Egy építőmérnök azt szeretné meghatározni, hogy egy új adalékanyag növeli-e a vasbeton kötési sebességét. Ehhez egy kísérletet tervez, amelyben az új adalékanyag arányát változtatja, majd megméri, mennyi idő alatt köt meg a keverék. Ebben az esetben a független változó a hozzáadott adalékanyag aránya , míg a kötési idő a függő változó.
- Egy molekuláris biológiai kísérletben a kutatót az érdekli, hogy egy adott kémiai anyag képes-e szabályozni a P-fehérjét kódoló gén expresszióját, ehhez méri a baktériumkolónia által termelt P-fehérje koncentrációját. az anyag közeghez való hozzáadása előtt és után. Hipotézisük az, hogy a vegyület gátolja a gén expresszióját, és ezáltal a fehérje termelését. Ebben az esetben a független változó a vegyület jelenléte vagy hiánya , míg a P termelése a függő változó.
- Egy mikroorganizmusok felhasználásával inzulint előállító vállalat egy új törzset akar tesztelni, amelyet kutató-fejlesztő csapata izolált. Ennek érdekében kísérletet végeznek a két, az új és a korábban használt törzs inzulintermelésének összehasonlítására. Ebben az esetben a törzsfajta a független változó, míg az inzulintermelés a függő változó.
- Egy tanulmányban kívánatos meghatározni a fényintenzitás hatását a növény leveleinek pigmentációjára. A független változó ebben az esetben a fényintenzitás, míg a levél pigmentációja lesz a függő változó.
- Egy kórház azt szeretné megállapítani, hogy az ápolószemélyzet folyamatos szolgálati óráinak száma befolyásolja-e az ügyeletre kerülő betegek mortalitását. Itt a folyamatos szolgálati órák száma jelenti a független változót, míg a sürgősségi osztályba kerülő betegek halálozási aránya a válaszváltozó.
Hogyan lehet megkülönböztetni a függő és a független változót?
A legtöbb esetben könnyen meghatározható, hogy melyik a független változó és melyik a függő. Ha azonban valamilyen oknál fogva zavar támad, a legjobb, ha a nulláról kezdi, és kövesse az alábbi lépéseket:
- 1. lépés: Azonosítsa az összes változót, amely részt vesz a kísérletben. Ez azt jelenti, hogy azonosítani kell az összes olyan tényezőt, amely a kísérlet során változhat vagy megváltoztatható.
- 2. lépés: Az összes változó közül azonosítsa azokat, amelyek közvetlenül kapcsolódnak a kutatási kérdéshez és a kísérlet hipotéziséhez.
- 3. lépés: Írja be a változókat egy mondatba úgy, hogy az ok-okozati összefüggésre utaljon.
- 4. lépés: Ha az előző mondatnak nincs értelme, fordítsa meg a változókat, és írja át a mondatot. A másodiknak értelmesnek kell lennie.
- 5. lépés: Ha megvan az ok-okozati összefüggés, amely logikusan értelmezhető, akkor az okként megjelölt változó a független változó, míg a másik a függő változó.
A függő és a független változó megkülönböztetése: Példa
A kísérlet leírása: Egy tenyészetből származó baktériummintát 48 órán át 37 °C-on inkubálunk két különböző tápközegben: az egyik tápagar, amely mindent tartalmaz, ami bármely szervezet növekedéséhez és virágzásához szükséges, a másik pedig minimális agar, amely csak a túléléshez szükséges legfontosabb tápanyagok. A baktériumok telepnövekedése az első táptalajon mutáns törzset jelez, a második táptalajon azonban nem. A hipotézis az, hogy az eredeti tenyészet mutáns törzseket tartalmaz. Mi a függő és független változó ebben az esetben?
A válasz megtalálásához kövesse az alábbi lépéseket:
- Az idő és a hőmérséklet gyakori jelöltek a független változókra, de ebben az esetben e két tényező egyike sem változik a kísérlet során, tehát nem változók. Az egyetlen változó az a táptalaj, amelyben a baktériumok inkubálódnak, és a telepek növekedése (vagy növekedésének hiánya) az inkubáció után.
- Ez a lépés nem szükséges, mivel csak két változó van.
- Tegyük fel, hogy azt írjuk, hogy „a telepnövekedés hiánya hatással van a táptalajra”. Ennek a mondatnak nincs logikai értelme, hiszen a kutató döntött a táptalaj összetételéről, amit nem a baktériumkolóniák növekedése vagy nem növekedése okozott.
- Ekkor visszafelé írják: A táptalaj befolyásolja a baktériumkolóniák növekedését. Ennek az ok-okozati kapcsolatnak logikusan van értelme.
- Mivel a 4. lépésben az ok a táptalaj volt, ezért ez a független változó, míg a telepnövekedés a függő változó.
Válasz: A független változó a táptalaj, a függő változó pedig a baktériumkolóniák növekedése.
A függő és független változók grafikus ábrázolása
Van egy szabványos módszer a független és függő változó grafikus ábrázolására. A DRY MIX mozaikszó segítségével emlékezhet a változók grafikonjaira:
SZÁRAZ KEVERÉK
D = függő változó
R = válaszváltozó
Y = grafikon az y tengelyen vagy függőlegesen
M = manipulált változó
I = független változó
X = a vízszintes vagy x tengely grafikonja
Amint fentebb említettük, a függvényben a függő változót általában és jelöli , és az ordináta tengelyen van elhelyezve. Az y változóról azt mondjuk , hogy az x változó függvénye , amely a független változó.
