Definition och exempel på oberoende och beroende variabler

Varje vetenskapligt experiment involverar beroende och oberoende variabler. Den oberoende variabeln är en som styrs eller manipuleras av forskaren för att bestämma dess effekt på fenomenet eller systemet som studeras. Denna variabel beror inte på värdet av någon annan variabel, utan bara på egenskaperna hos den experimentella designen och forskarens önskemål. Därav dess namn. Den beroende variabeln är å andra sidan en svarsvariabel. Det är en som beror på värdet av den oberoende variabeln. Med andra ord kan de oberoende och beroende variablerna förstås som orsak och verkan av ett fenomen som studeras.

Man bör komma ihåg att en variabel förstås som allt som kan förändras under ett experiment. Det finns flera typer av variabler, av vilka beroende och oberoende bara är två. Beroende på experimentdesignen kan det finnas flera variabler, både oberoende och beroende, men oavsett vilken måste det finnas minst en av varje för att experimentet ska vara vettigt.

Samband mellan beroende och oberoende variabel och hypotes

Vetenskaplig forskning bedrivs med avsikt att etablera orsaks- och verkanssamband som bland annat möjliggör en bättre förståelse av ett system, utveckling av nya teknologier eller en bättre förutsägelse av resultatet av olika handlingar.

För att uppnå dessa mål förlitar sig forskare på den vetenskapliga metoden . Detta överensstämmer med en serie steg som börjar med en fråga som forskaren ställer sig i relation till ett fenomen eller system av intresse. Efter att ha studerat nämnda system, ställs en hypotes eller antagande om orsakerna till det observerade fenomenet, och sedan utformas ett experiment för att verifiera eller utesluta nämnda hypotes .

Det är under redovisningen av hypotesen och designen av experimentet som de beroende och oberoende variablerna dyker upp.

Exempel

Låt oss föreställa oss ett hypotetiskt fall där en vetenskapsman, efter att ha observerat sättet att klä sig på ett framstående europeiskt universitet, undrar: kan det vara så att färgen på kläderna påverkar människors intelligens? Efter att ha övervägt denna fråga och gjort några observationer föreslås följande hypotes: ”att bära grönt ökar intelligensen”.

Sedan är det dags att designa ett experiment för att bekräfta eller utesluta hypotesens giltighet. Först måste det fastställas vilka som är variablerna i experimentet, hur man mäter dem och vilka som representerar orsaken och vilken effekten. Det senare är vad som definierar vilken som är den beroende och oberoende variabeln.

I det här exemplet innebär hur hypotesen är skriven att forskaren tror att ”att bära grönt” är orsaken och att ”att vara smartare” är effekten. På så sätt slår man fast att den oberoende variabeln skulle vara färgen på kläderna, medan den beroende variabeln skulle vara något mått på intelligens, såsom IQ.

Som framgår av detta exempel är de beroende och oberoende variablerna nära relaterade till experimentets hypotes. Ytterligare exempel presenteras nedan för att illustrera dessa två begrepp som är centrala för vetenskapen.

Skillnader mellan beroende och oberoende variabel

Exempel på beroende och oberoende variabler

• I ett experiment för att avgöra om ett nytt diuretikum ökar urinproduktionen hos laboratorieråttor, är dosen av diuretikum den oberoende variabeln medan volymen av producerad urin är den beroende variabeln. Observera att forskaren inte fritt kan ställa in hur mycket urin råttan producerar, men han kan kontrollera dosen av läkemedel som ges till råttan.

• En civilingenjör vill avgöra om en ny inblandning ökar härdningshastigheten för armerad betong. För att göra detta designar han ett experiment där han varierar andelen av den nya tillsatsen och sedan mäter hur lång tid det tar för blandningen att stelna. I detta fall är den oberoende variabeln andelen tillsatt tillsats , medan stelningstiden är den beroende variabeln.

• I ett molekylärbiologiskt experiment är en forskare intresserad av att avgöra om en viss kemisk substans kan reglera uttrycket av en gen som kodar för P-proteinet. För att göra detta mäter han koncentrationen av P-proteinet som produceras av en koloni av bakterier före och efter tillsats av ämnet till mediet. Deras hypotes är att föreningen kommer att hämma uttrycket av genen och därmed produktionen av det proteinet. I detta fall är den oberoende variabeln närvaron eller frånvaron av föreningen , medan produktionen av P är den beroende variabeln.

• Ett företag som producerar insulin med hjälp av mikroorganismer vill testa en ny stam isolerad av sitt forsknings- och utvecklingsteam. För att göra detta genomför de ett experiment för att jämföra insulinproduktionen hos de två stammarna, den nya och en annan som användes tidigare. I detta fall är stamvarianten den oberoende variabeln medan insulinproduktionen är den beroende variabeln.

• I en studie är det önskvärt att bestämma ljusintensitetens effekt på pigmentering i bladen på en växt. Den oberoende variabeln i detta fall är ljusintensitet, medan bladpigmentering kommer att vara den beroende variabeln.

• Ett sjukhus vill avgöra om antalet sammanhängande timmars tjänstgöring av vårdpersonalen påverkar dödligheten hos patienter som kommer in på akuten. Här representerar antalet kontinuerliga servicetimmar den oberoende variabeln medan dödligheten för patienter som kommer in på akuten är svarsvariabeln.

Hur skiljer man på beroende och oberoende variabel?

I de flesta fall är det lätt att avgöra vilken som är den oberoende variabeln och vilken som är den beroende. Men om det av någon anledning uppstår förvirring är det bäst att börja från början och följa dessa steg:

• Steg 1: Identifiera alla variabler som är involverade i experimentet. Detta innebär att identifiera alla faktorer som kan förändras eller ändras under hela experimentet.
• Steg 2: Bland alla variabler, identifiera de som är direkt relaterade till forskningsfrågan och hypotesen för experimentet.
• Steg 3: Skriv variablerna i en mening formulerad på ett sätt som indikerar ett orsakssamband.
• Steg 4: Om den föregående meningen inte är meningsfull, vänd på variablerna och skriv om meningen. Den andra borde vara vettig.
• Steg 5: När du har orsaks- och verkanssambandet som är logiskt logiskt, då är variabeln som noterades som orsak den oberoende variabeln medan den andra är den beroende variabeln.

Att skilja mellan beroende och oberoende variabel: Exempel

Beskrivning av experimentet: Ett bakterieprov från en kultur inkuberas i 48 timmar och vid 37ºC i två olika medier: den ena är näringsagar som innehåller allt som behövs för att någon organism ska växa och blomstra, och den andra är minimal agar som bara innehåller de viktigaste näringsämnena för överlevnad. Kolonitillväxt av bakterier på det första mediet indikerar en mutant stam, men inte på det andra mediet. Hypotesen är att den ursprungliga kulturen innehåller mutanta stammar. Vad är den beroende och oberoende variabeln i detta fall?

För att hitta svaret, låt oss följa stegen som anges:

1. Tid och temperatur är vanliga kandidater för oberoende variabler, men i det här fallet varierar ingen av dessa två faktorer under experimentet, så de är inte variabler. De enda variablerna är odlingsmediet i vilket bakterierna inkuberas och tillväxten (eller bristen på tillväxt) av kolonier efter inkubation.
2. Detta steg är inte nödvändigt eftersom det bara finns två variabler.
3. Antag att vi skriver ”frånvaron av kolonitillväxt påverkar odlingsmediet”. Denna mening är inte logisk, eftersom det var forskaren som bestämde sammansättningen av odlingsmediet, som inte orsakades av tillväxt eller icke-tillväxt av bakteriekolonier.
4. Sedan skrivs det baklänges: Odlingsmediet påverkar tillväxten av bakteriekolonier. Detta orsak och verkan förhållande är logiskt logiskt.
5. Eftersom orsaken i steg 4 var odlingsmediet är detta den oberoende variabeln, medan kolonitillväxt är den beroende variabeln.

Svar: Den oberoende variabeln är odlingsmediet och den beroende variabeln är tillväxten av bakteriekolonier.

Grafisk representation av de beroende och oberoende variablerna

Det finns en standardmetod för grafisk representation av den oberoende och beroende variabeln. Förkortningen DRY MIX kan användas för att komma ihåg hur man ritar variablerna:

TORRMIX

D   = beroende variabel
R   = svarsvariabel
Y  = graf på y-  axel eller vertikal

M   = manipulerad variabel
I  = oberoende variabel
X   = grafen för den horisontella axeln eller x- axeln

Som nämnts ovan representeras den beroende variabeln i en funktion vanligtvis av  och , och placeras på ordinataaxeln. Variabeln y sägs   vara en funktion av variabeln  x , som är den oberoende variabeln.