Definisjon og eksempler på uavhengige og avhengige variabler

Ethvert vitenskapelig eksperiment involverer avhengige og uavhengige variabler. Den uavhengige variabelen er en som kontrolleres eller manipuleres av forskeren for å bestemme dens effekt på fenomenet eller systemet som studeres. Denne variabelen er ikke avhengig av verdien av noen annen variabel, men kun av egenskapene til det eksperimentelle designet og forskerens ønsker. Derav navnet. Den avhengige variabelen er derimot en responsvariabel. Det er en som avhenger av verdien av den uavhengige variabelen. Med andre ord kan de uavhengige og avhengige variablene forstås henholdsvis som årsak og virkning av et fenomen som studeres.

Det bør huskes at en variabel forstås som alt som kan endres under et eksperiment. Det finnes flere typer variabler, hvorav avhengige og uavhengige bare er to. Avhengig av det eksperimentelle designet kan det være flere variabler, både uavhengige og avhengige, men uansett hvilke, må det være minst én av hver for at eksperimentet skal gi mening.

Sammenheng mellom avhengig og uavhengig variabel og hypotese

Vitenskapelig forskning utføres med den hensikt å etablere årsak og virkning sammenhenger som muliggjør en bedre forståelse av et system, utvikling av nye teknologier, eller en bedre prediksjon av utfallet av ulike handlinger, blant annet.

For å nå disse målene stoler forskere på den vitenskapelige metoden . Dette samsvarer med en rekke trinn som begynner med et spørsmål som forskeren stiller seg i forhold til et fenomen eller system av interesse. Etter å ha studert systemet, reises en hypotese eller antagelse om årsakene til det observerte fenomenet , og deretter blir et eksperiment designet for å bekrefte eller utelukke hypotesen .

Det er under fremstillingen av hypotesen og utformingen av eksperimentet når de avhengige og uavhengige variablene vises.

Eksempel

La oss forestille oss et hypotetisk tilfelle der en vitenskapsmann, etter å ha observert måten å kle seg på ved et fremtredende europeisk universitet, lurer på: kan det være at fargen på klær påvirker folks intelligens? Etter å ha vurdert dette spørsmålet og gjort noen observasjoner, foreslås følgende hypotese: «å bære grønt øker intelligensen».

Så kommer tiden til å designe et eksperiment for å bekrefte eller utelukke gyldigheten av hypotesen. Først må det fastslås hvilke variabler i eksperimentet, hvordan de skal måles og hvilke som representerer årsaken og hvilken virkning. Det siste er det som definerer hvilken som er den avhengige og uavhengige variabelen.

I dette eksemplet innebærer måten hypotesen er skrevet på at forskeren tror at «å ha grønt» er årsaken og «å være smartere» er effekten. På denne måten er det slått fast at den uavhengige variabelen vil være fargen på klærne, mens den avhengige variabelen vil være et mål på intelligens, for eksempel IQ.

Som man kan se med dette eksemplet, er de avhengige og uavhengige variablene nært knyttet til eksperimentets hypotese. Ytterligere eksempler presenteres nedenfor for å illustrere disse to konseptene som er sentrale for vitenskapen.

Forskjeller mellom den avhengige og uavhengige variabelen

Eksempler på avhengige og uavhengige variabler

• I et eksperiment for å bestemme om et nytt vanndrivende middel øker urinproduksjonen hos laboratorierotter, er dosen av vanndrivende middel den uavhengige variabelen mens volumet av produsert urin er den avhengige variabelen. Merk at forskeren ikke fritt kan stille inn hvor mye urin rotten produserer, men han kan kontrollere dosen av medikamentet som gis til rotten.

• En sivilingeniør ønsker å finne ut om et nytt tilsetningsstoff øker herdehastigheten til armert betong. For å gjøre dette designer han et eksperiment der han varierer andelen av det nye tilsetningsstoffet og deretter måler hvor lang tid det tar før blandingen stivner. I dette tilfellet er den uavhengige variabelen andelen tilsatt blanding , mens herdetiden er den avhengige variabelen.

• I et molekylærbiologisk eksperiment er en forsker interessert i å finne ut om et bestemt kjemisk stoff er i stand til å regulere uttrykket av et gen som koder for P-proteinet. For å gjøre dette måler han konsentrasjonen av P-proteinet som produseres av en bakteriekoloni før og etter tilsetning av stoffet til mediet. Deres hypotese er at forbindelsen vil hemme ekspresjonen av genet og derfor produksjonen av det proteinet. I dette tilfellet er den uavhengige variabelen tilstedeværelsen eller fraværet av forbindelsen , mens produksjonen av P er den avhengige variabelen.

• Et selskap som produserer insulin ved hjelp av mikroorganismer ønsker å teste en ny stamme isolert av sitt forsknings- og utviklingsteam. For å gjøre dette, utfører de et eksperiment for å sammenligne insulinproduksjonen til de to stammene, den nye og en annen som ble brukt tidligere. I dette tilfellet er stammevarianten den uavhengige variabelen mens insulinproduksjonen er den avhengige variabelen.

• I en studie er det ønsket å bestemme effekten av lysintensitet på pigmentering i bladene til en plante. Den uavhengige variabelen i dette tilfellet er lysintensitet, mens bladpigmentering vil være den avhengige variabelen.

• Et sykehus ønsker å finne ut om antall sammenhengende tjenestetimer til pleiepersonalet påvirker dødeligheten til pasienter som kommer inn på legevakten. Her representerer antall sammenhengende tjenestetimer den uavhengige variabelen mens dødeligheten for pasienter som kommer inn på akuttmottaket er responsvariabelen.

Hvordan skille mellom avhengig og uavhengig variabel?

I de fleste tilfeller er det lett å bestemme hvilken som er den uavhengige variabelen og hvilken som er den avhengige. Men hvis det av en eller annen grunn oppstår forvirring, er det best å starte fra bunnen av og følge disse trinnene:

• Trinn 1: Identifiser alle variablene som er involvert i eksperimentet. Dette betyr å identifisere alle faktorene som kan endres eller endres gjennom eksperimentet.
• Trinn 2: Blant alle variablene, identifiser de som er direkte relatert til forskningsspørsmålet og hypotesen til eksperimentet.
• Trinn 3: Skriv variablene i en setning formulert på en måte som indikerer en årsak-virkning-sammenheng.
• Trinn 4: Hvis forrige setning ikke gir mening, reverser du variablene og skriver om setningen. Den andre burde være fornuftig.
• Trinn 5: Når du har årsak-virkningsforholdet som gir logisk mening, er variabelen som ble notert som årsak den uavhengige variabelen mens den andre er den avhengige variabelen.

Skille mellom avhengig og uavhengig variabel: Eksempel

Beskrivelse av forsøket: En prøve av bakterier fra en kultur inkuberes i 48 timer og ved 37ºC i to forskjellige medier: den ene er næringsagar som inneholder alt nødvendig for at enhver organisme skal vokse og blomstre, og den andre er minimal agar som kun inneholder de mest essensielle næringsstoffene for å overleve. Kolonivekst av bakterier på det første mediet indikerer en mutantstamme, men ikke på det andre mediet. Hypotesen er at den opprinnelige kulturen inneholder mutante stammer. Hva er den avhengige og uavhengige variabelen i dette tilfellet?

For å finne svaret, la oss følge trinnene som er angitt:

1. Tid og temperatur er vanlige kandidater for uavhengige variabler, men i dette tilfellet varierer ingen av disse to faktorene gjennom eksperimentet, så de er ikke variabler. De eneste variablene er kulturmediet som bakteriene inkuberes i og vekst (eller mangel på vekst) av kolonier etter inkubering.
2. Dette trinnet er ikke nødvendig siden det bare er to variabler.
3. Anta at vi skriver «fraværet av kolonivekst påvirker kulturmediet». Denne setningen gir ikke logisk mening, siden det var forskeren som bestemte sammensetningen av kulturmediet, som ikke var forårsaket av vekst eller ikke-vekst av bakteriekolonier.
4. Da skrives det baklengs: Kulturmediet påvirker veksten av bakteriekolonier. Dette årsak og virkning forholdet gir logisk mening.
5. Siden årsaken i trinn 4 var kulturmediet, så er dette den uavhengige variabelen, mens kolonivekst er den avhengige variabelen.

Svar: Den uavhengige variabelen er kulturmediet og den avhengige variabelen er veksten av bakteriekolonier.

Grafisk representasjon av de avhengige og uavhengige variablene

Det finnes en standardmetode for grafisk representasjon av den uavhengige og avhengige variabelen. Akronymet DRY MIX kan brukes til å huske hvordan variablene skal tegnes:

TØRRBLANDING

D   = avhengig variabel
R   = responsvariabel
Y  = graf på y-  aksen eller vertikal

M   = manipulert variabel
I  = uavhengig variabel
X   = graf for horisontal- eller x- aksen

Som nevnt ovenfor er den avhengige variabelen i en funksjon vanligvis representert med  og , og plasseres på ordinataksen. Variabelen y sies   å være en funksjon av variabelen  x , som er den uavhengige variabelen.