Definiție și exemple de variabile independente și dependente

Fiecare experiment științific implică variabile dependente și independente. Variabila independentă este una care este controlată sau manipulată de către cercetător pentru a determina efectul acesteia asupra fenomenului sau sistemului studiat. Această variabilă nu depinde de valoarea vreunei alte variabile, ci doar de caracteristicile designului experimental și de dorințele cercetătorului. De aici și numele său. Variabila dependentă , pe de altă parte, este o variabilă de răspuns. Este una care depinde de valoarea variabilei independente. Cu alte cuvinte, variabilele independente și dependente pot fi înțelese, respectiv, ca cauză și efect al unui fenomen studiat.

Trebuie amintit că o variabilă este înțeleasă ca orice lucru care se poate schimba în timpul unui experiment. Există mai multe tipuri de variabile, dintre care dependente și independente sunt doar două. În funcție de designul experimental, pot exista mai multe variabile, atât independente, cât și dependente, dar indiferent care, trebuie să existe cel puțin una din fiecare pentru ca experimentul să aibă sens.

Relația dintre variabila și ipoteză dependentă și independentă

Cercetarea științifică este efectuată cu intenția de a stabili relații cauză-efect care să permită o mai bună înțelegere a unui sistem, dezvoltarea de noi tehnologii sau o mai bună predicție a rezultatului diferitelor acțiuni, printre altele.

Pentru a atinge aceste obiective, cercetătorii se bazează pe metoda științifică . Aceasta conformează o serie de pași care încep cu o întrebare pe care cercetătorul și-o pune în relație cu un fenomen sau sistem de interes. După studierea sistemului respectiv, se ridică o ipoteză sau presupunere cu privire la cauzele fenomenului observat și apoi se proiectează un experiment pentru a verifica sau a exclude respectiva ipoteză .

În timpul enunțării ipotezei și al proiectării experimentului apar variabilele dependente și independente.

Exemplu

Să ne imaginăm un caz ipotetic în care, după ce a observat modul de îmbrăcare într-o universitate europeană proeminentă, un om de știință se întreabă: s-ar putea ca culoarea îmbrăcămintei să influențeze inteligența oamenilor? După ce am luat în considerare această întrebare și a făcut câteva observații, se propune următoarea ipoteză: „purtarea de verde crește inteligența”.

Apoi vine momentul să proiectăm un experiment pentru a confirma sau a exclude validitatea ipotezei. În primul rând, trebuie stabilit care sunt variabilele experimentului, cum să le măsoare și care reprezintă cauza și care efectul. Acesta din urmă este cel care definește care este variabila dependentă și independentă.

În acest exemplu, modul în care este scrisă ipoteza implică faptul că cercetătorul crede că „purtarea de verde” este cauza și „a fi mai inteligent” este efectul. În acest fel, se stabilește că variabila independentă ar fi culoarea îmbrăcămintei, în timp ce variabila dependentă ar fi o anumită măsură a inteligenței, cum ar fi IQ.

După cum se poate observa cu acest exemplu, variabilele dependente și independente sunt strâns legate de ipoteza experimentului. Mai jos sunt prezentate exemple suplimentare pentru a ilustra aceste două concepte care sunt esențiale pentru știință.

Diferențele dintre variabila dependentă și cea independentă

Exemple de variabile dependente și independente

• Într-un experiment pentru a determina dacă un nou diuretic crește producția de urină la șobolanii de laborator, doza de diuretic este variabila independentă, în timp ce volumul de urină produs este variabila dependentă. Rețineți că cercetătorul nu poate stabili liber cât de multă urină produce șobolanul, dar poate controla doza de medicament administrată șobolanului.

• Un inginer civil dorește să determine dacă un nou aditiv crește viteza de priză a betonului armat. Pentru a face acest lucru, el proiectează un experiment în care variază proporția noului aditiv și apoi măsoară cât timp durează amestecul să se întărească. În acest caz, variabila independentă este proporția de amestec adăugată , în timp ce timpul de priză este variabila dependentă.

• Într-un experiment de biologie moleculară, un cercetător este interesat să determine dacă o anumită substanță chimică este capabilă să regleze expresia unei gene care codifică proteina P. Pentru a face acest lucru, el măsoară concentrația proteinei P produsă de o colonie de bacterii. înainte și după adăugarea substanței în mediu. Ipoteza lor este că compusul va inhiba expresia genei și, prin urmare, producerea acelei proteine. În acest caz, variabila independentă este prezența sau absența compusului , în timp ce producția de P este variabila dependentă.

• O companie care produce insulină folosind microorganisme dorește să testeze o nouă tulpină izolată de echipa sa de cercetare și dezvoltare. Pentru a face acest lucru, ei efectuează un experiment pentru a compara producția de insulină a celor două tulpini, cea nouă și alta folosită anterior. În acest caz, varietatea tulpinii este variabila independentă, în timp ce producția de insulină este variabila dependentă.

• Într-un studiu se dorește să se determine efectul intensității luminii asupra pigmentării frunzelor unei plante. Variabila independentă în acest caz este intensitatea luminii, în timp ce pigmentarea frunzelor va fi variabila dependentă.

• Un spital dorește să stabilească dacă numărul de ore continue de serviciu ale personalului de asistență medicală influențează mortalitatea pacienților care intră în camera de urgență. Aici, numărul de ore de serviciu continuu reprezintă variabila independentă, în timp ce rata mortalității pacienților care intră în UR este variabila de răspuns.

Cum se face distincția între variabila dependentă și variabila independentă?

În cele mai multe cazuri, este ușor de determinat care este variabila independentă și care este dependenta. Cu toate acestea, dacă dintr-un anumit motiv apare confuzie, cel mai bine este să începeți de la zero și să urmați acești pași:

• Pasul 1: Identificați toate variabilele care sunt implicate în experiment. Aceasta înseamnă identificarea tuturor factorilor care se pot schimba sau pot fi modificați pe parcursul experimentului.
• Pasul 2: Dintre toate variabilele, identificați-le pe cele care au legătură directă cu întrebarea de cercetare și ipoteza experimentului.
• Pasul 3: Scrieți variabilele într-o propoziție formulată într-un mod care indică o relație cauză-efect.
• Pasul 4: Dacă propoziția anterioară nu are sens, atunci inversează variabilele și rescrie propoziția. Al doilea ar trebui să aibă sens.
• Pasul 5: Odată ce aveți relația cauză-efect care are sens logic, atunci variabila care a fost notă drept cauză este variabila independentă, în timp ce cealaltă este variabila dependentă.

Distingerea între variabila dependentă și cea independentă: exemplu

Descrierea experimentului: O probă de bacterii dintr-o cultură este incubată timp de 48 de ore și la 37ºC în două medii diferite: unul este agar nutritiv care conține tot ce este necesar pentru ca orice organism să crească și să înflorească, iar celălalt este agar minim care conține doar cei mai esențiali nutrienți pentru supraviețuire. Creșterea coloniilor de bacterii pe primul mediu indică o tulpină mutantă, dar nu și pe al doilea mediu. Ipoteza este că cultura originală conține tulpini mutante. Care este variabila dependentă și independentă în acest caz?

Pentru a găsi răspunsul, să urmam pașii indicați:

1. Timpul și temperatura sunt candidați obișnuiți pentru variabile independente, dar în acest caz, niciunul dintre acești doi factori nu variază pe parcursul experimentului, deci nu sunt variabile. Singurele variabile sunt mediul de cultură în care sunt incubate bacteriile și creșterea (sau lipsa creșterii) coloniilor după incubare.
2. Acest pas nu este necesar deoarece există doar două variabile.
3. Să presupunem că scriem „absența creșterii coloniilor afectează mediul de cultură”. Această propoziție nu are sens logic, deoarece cercetătorul a fost cel care a decis compoziția mediului de cultură, care nu a fost cauzată de creșterea sau necreșterea coloniilor bacteriene.
4. Apoi se scrie invers: Mediul de cultură afectează creșterea coloniilor bacteriene. Această relație cauză-efect are sens logic.
5. Deoarece cauza din pasul 4 a fost mediul de cultură, aceasta este variabila independentă, în timp ce creșterea coloniei este variabila dependentă.

Răspuns: Variabila independentă este mediul de cultură, iar variabila dependentă este creșterea coloniilor bacteriene.

Reprezentarea grafică a variabilelor dependente și independente

Există o metodă standard pentru reprezentarea grafică a variabilei independente și dependente. Acronimul DRY MIX poate fi folosit pentru a vă ajuta să vă amintiți cum să reprezentați grafic variabilele:

AMESTEC USCAT

D   = variabila dependenta
R   = variabila de raspuns
Y  = grafic pe  axa y sau pe verticala

M   = variabilă manipulată
I  = variabilă independentă
X   = graficul axei orizontale sau x-

După cum sa menționat mai sus, variabila dependentă dintr-o funcție este de obicei reprezentată prin  și și este plasată pe axa ordonatelor. Se spune  că variabila y  este o funcție a variabilei  x , care este variabila independentă.