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制御変数、または制御変数は、実験の実行中に一定に保たれる、または制御下にある変数であり、その変動が実験の結果を無効にしないようにします。制御変数は、実験の従属変数または独立変数の一部ではありません。ただし、従属変数に重大な影響を与える可能性があるのは一般に介在変数ですが、従属変数への影響は実験では重要ではありません。
たとえば、ある実験で筋肉量に対する運動の影響を研究したい場合、筋肉量が従属変数で運動量が独立変数である場合、他の変数が存在すると仮定するのは論理的です。その結果に影響を与えます。たとえば、食事も筋肉量の生成に重要な役割を果たします。なぜなら、タンパク質を食べなければ、運動量に関係なく、体には筋肉量を生成するための原材料がなくなるからです. このため、実験に参加するすべての被験者が同様または同等の食事をとるようにあらゆる努力が払われます。
制御変数の重要性
制御変数は、次の理由で重要です。
実験の再現性を向上させます
可能な限り多くの介在変数を制御することで、同じ研究者または最初の結果を検証したい別の研究者による実験の再現が容易になります。これにより、実験が行われた正確な条件をより正確に記述することが可能になり、それを繰り返したときに同じ結果が得られることが保証されるからです。
実験結果に妥当性を与える
実験中に制御された変数を指定することで、他の研究者は正確に何が行われたかを理解できます。これにより、どの変数が従属変数の変化に実際に関与しているかについての合理的な疑いが最小限に抑えられるため、結果の妥当性が高まります。
それらを制御できないと、結果が無効になる可能性があります。
前のセクションの反対も真です。介在する変数を制御すると結果が検証されますが、それらを制御しないと結果が無効になる可能性もあります。これは主に、従属変数の変化が独立変数によるものなのか、それとも結果に影響を与えている別の未知の「交絡変数」によるものなのかという疑問が生じるためです。たとえば、基質に対する酵素の活性が研究されている生化学実験では、バッファーを使用して pH を固定したり、pH を監視したりしないと、結果がまったく信頼できなくなり、結果がまったく役に立たなくなります。これは、同じ化学反応の結果として変化する可能性があります。
制御量の測定と制御
前の例から推測できるように、制御変数は、残りの実験手順がどれほど慎重に実行されたとしても、結果を無効にする力があるため、すべての実験で非常に重要です。これらの変数は通常、実験が行われた一般的な条件の一部として測定され、報告されます。
これらの変数の一部は文字通り実験者の制御下にあり、実験者は変数を目的の値に設定し、実験中に一定に保つことができます。一例として、恒温槽で起こる化学反応の温度や、発酵チャンバー内の温度があります。
それ以外の場合、研究者は制御変数の値を変更するために何もできず、それを測定して実験データの一部として報告することしかできません。これは、大気圧、日光の強さ、湿度、雨量、および制御できないその他の介在変数の場合です。
制御変数の例
温度
温度は、ほぼすべての科学実験に影響を与える変数です。物理学、化学、生物学のいずれにおいても、他の関連分野と同様に、温度は独立変数ではない場合、主要な制御変数の 1 つです。この変数は、温度計を使用して測定され、サーモスタットを使用して制御および操作されます。
圧力
圧力は、多くの種類の実験で重要な制御変数の 1 つです。固体または液体システムに対するその影響は通常それほど顕著ではありませんが、気体システムになると顕著になります。これらは圧縮可能であり、その体積は圧力によって大幅に変化する可能性があるためです。密閉された部屋で行われるいくつかの実験では、圧力は自由に制御できますが、実験が空気にさらされると、大気圧の変動を受けます。このような場合、調査員ができることは、定期的に気圧を測定して記録することだけです。
pH値
pH は、多くの化学反応と実質的にすべての生化学反応に影響を与える可能性があります。そのため、pH は温度とともに、この種の実験で最も頻繁に制御される変数の 1 つです。これは、pHメーターを使用してpHを測定し、緩衝液を所定の値に設定することによって達成されます。
溶液のイオン強度
イオン強度は、溶液中に存在するイオンの総濃度の尺度です。これらのイオンは、化学反応または生化学反応に直接関与していない可能性がありますが、関与している他のイオンの活動に影響を与えることがよくあります。このため、イオン強度は制御変数です。
年
医学だけでなく社会科学の多くの実験でも、年齢は結果に影響を与える非常に重要な要素です。これが、これらの実験の多くが、年齢が関心のある変数ではないという事実にもかかわらず、特定の年齢または特定の年齢範囲の人々のみを対象とするように設計されている理由です.
教育レベル
年齢が社会経済調査の結果に影響を与えるように、教育レベルも同様です。この変数が結果を無効にしないようにするために、通常は制御されます。
参考文献
バンダリ、P. (2021 年 4 月 19 日)。制御変数の説明。
Chang、R.、およびGoldsby、K.（2015）。化学（第12版）。ニューヨーク、ニューヨーク：McGraw-Hill Education。
https://www.scribbr.es/uncategorized-es/marco-conceptual-variables-de-control/
