ตัวแปรควบคุม: ความสำคัญ คำจำกัดความ และตัวอย่าง

ตัวแปรควบคุมหรือตัวแปรควบคุม คือ ตัวแปรที่คงค่าคงที่หรืออยู่ภายใต้การควบคุมระหว่างการดำเนินการทดสอบ ในลักษณะที่การแปรผันไม่ทำให้ผลการทดสอบเป็นโมฆะ ตัวแปรควบคุมไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของตัวแปรตามหรือตัวแปรอิสระในการทดลอง อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้ว มันเป็นตัวแปรแทรกแซงที่สามารถมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อตัวแปรตาม แต่ผลกระทบของตัวแปรนั้นไม่เป็นที่สนใจในการทดลอง

ตัวอย่างเช่น หากในการทดลองคุณต้องการศึกษาผลของการออกกำลังกายต่อมวลกล้ามเนื้อ โดยที่มวลกล้ามเนื้อเป็นตัวแปรตามและปริมาณการออกกำลังกายเป็นตัวแปรอิสระ มีเหตุผลที่จะสันนิษฐานว่ามีตัวแปรอื่นๆ ส่งผลต่อผลลัพธ์ของมัน ตัวอย่างเช่น การรับประทานอาหารยังมีบทบาทสำคัญในการสร้างมวลกล้ามเนื้อ เนื่องจากหากเราไม่รับประทานโปรตีน ร่างกายก็จะไม่มีวัตถุดิบในการผลิตมวลกล้ามเนื้อ โดยไม่คำนึงว่าแต่ละคนจะออกกำลังกายมากน้อยเพียงใด ด้วยเหตุผลนี้ จะพยายามทุกวิถีทางเพื่อให้แน่ใจว่าอาสาสมัครทุกคนที่เข้าร่วมการทดลองมีอาหารที่คล้ายกันหรือเทียบเท่ากัน

ความสำคัญของตัวแปรควบคุม

ตัวแปรควบคุมมีความสำคัญด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้:

ปรับปรุงความสามารถในการทำซ้ำของการทดสอบ

การควบคุมตัวแปรแทรกแซงให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ช่วยอำนวยความสะดวกในการทำซ้ำของการทดลอง ไม่ว่าจะโดยนักวิจัยคนเดียวกันหรือโดยผู้อื่นที่ต้องการตรวจสอบผลลัพธ์ของการทดลองแรก เนื่องจากสิ่งนี้ทำให้สามารถอธิบายเงื่อนไขที่แน่นอนภายใต้การดำเนินการทดลองได้แม่นยำยิ่งขึ้น ทำให้มั่นใจได้ว่าเมื่อทำการทดลองซ้ำ จะได้ผลลัพธ์เดียวกัน

ให้ความถูกต้องกับผลการทดลอง

การระบุว่าตัวแปรใดถูกควบคุมระหว่างการทดลองช่วยให้นักวิจัยคนอื่นๆ เข้าใจได้ว่าได้ทำอะไรลงไปบ้าง สิ่งนี้ทำให้ผลลัพธ์มีความถูกต้องมากขึ้นเนื่องจากช่วยลดข้อสงสัยที่สมเหตุสมผลเกี่ยวกับตัวแปรที่รับผิดชอบต่อการเปลี่ยนแปลงในตัวแปรตาม

ความล้มเหลวในการควบคุมอาจทำให้ผลลัพธ์เป็นโมฆะ

ตรงกันข้ามกับส่วนก่อนหน้าก็เป็นจริงเช่นกัน การควบคุมตัวแปรแทรกแซงจะตรวจสอบผลลัพธ์ แต่การไม่ควบคุมตัวแปรเหล่านี้ก็อาจทำให้ตัวแปรเหล่านั้นใช้ไม่ได้เช่นกัน ส่วนใหญ่เป็นเพราะคำถามเกิดขึ้นว่าการเปลี่ยนแปลงในตัวแปรตามนั้นเกิดจากตัวแปรอิสระหรือ “ตัวแปรรบกวน” อื่นที่ไม่รู้จักซึ่งส่งผลต่อผลลัพธ์ ตัวอย่างเช่น ในการทดลองทางชีวเคมีซึ่งกำลังศึกษากิจกรรมของเอนไซม์กับสารตั้งต้น การไม่แก้ไขค่า pH โดยใช้บัฟเฟอร์หรือการตรวจสอบจะทำให้ผลลัพธ์ไม่น่าเชื่อถือโดยสิ้นเชิง ดังนั้นจึงไร้ประโยชน์โดยสิ้นเชิง เนื่องจากกิจกรรมของเอนไซม์ขึ้นอยู่อย่างมาก ค่าความเป็นกรด-ด่าง ซึ่งอาจแปรผันตามผลจากปฏิกิริยาเคมีเดียวกัน

การวัดและการควบคุมตัวแปรควบคุม

ดังที่สามารถอนุมานได้จากตัวอย่างก่อนหน้านี้ ตัวแปรควบคุมมีความสำคัญอย่างยิ่งในการทดลองใด ๆ เนื่องจากพวกมันมีอำนาจในการทำให้ผลลัพธ์เป็นโมฆะ ไม่ว่าขั้นตอนการทดลองที่เหลือจะดำเนินการอย่างระมัดระวังเพียงใด โดยปกติแล้วตัวแปรเหล่านี้จะถูกวัดและรายงานโดยเป็นส่วนหนึ่งของเงื่อนไขทั่วไปที่ทำการทดลอง

ตัวแปรเหล่านี้บางตัวอยู่ภายใต้การควบคุมของผู้ทดลองอย่างแท้จริง ซึ่งสามารถตั้งค่าให้เป็นค่าที่ต้องการและคงค่าคงที่ระหว่างการทดลอง ตัวอย่างคืออุณหภูมิในปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในอ่างควบคุมอุณหภูมิหรืออุณหภูมิภายในห้องหมัก

ในกรณีอื่นๆ ผู้วิจัยไม่สามารถเปลี่ยนแปลงค่าของตัวแปรควบคุมได้ และทำได้เพียงวัดค่าและรายงานเป็นส่วนหนึ่งของข้อมูลการทดลองเท่านั้น เช่นในกรณีของความกดอากาศ ความเข้มของแสงแดด ความชื้น ปริมาณฝน และตัวแปร แทรกแซงอื่นๆ ที่อยู่นอกเหนือการควบคุมของคุณ

ตัวอย่างของตัวแปรควบคุม

อุณหภูมิ

อุณหภูมิเป็นตัวแปรที่ส่งผลต่อการทดลองทางวิทยาศาสตร์แทบทุกอย่าง ทั้งในฟิสิกส์ เคมี และชีววิทยา เช่นเดียวกับสาขาอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง อุณหภูมิเป็นหนึ่งในตัวแปรควบคุมหลัก เมื่อไม่ใช่ตัวแปรอิสระ ตัวแปรนี้วัดโดยใช้เทอร์โมมิเตอร์และควบคุมและจัดการโดยใช้เทอร์โมสตัท

ความดัน

ความดันเป็นอีกหนึ่งตัวแปรควบคุมที่สำคัญในการทดลองหลายประเภท โดยปกติแล้วผลกระทบต่อระบบของแข็งหรือของเหลวจะไม่ถูกทำเครื่องหมายไว้มากนัก แต่เมื่อมันมาถึงระบบก๊าซ เนื่องจากสิ่งเหล่านี้สามารถบีบอัดได้และปริมาตรของพวกมันอาจแปรผันอย่างมากตามความดัน ในการทดลองบางอย่างที่ดำเนินการในห้องปิด ความดันสามารถควบคุมได้ตามต้องการ แต่เมื่อการทดลองสัมผัสกับอากาศ ความดันบรรยากาศจะเปลี่ยนแปลงไป ในกรณีเหล่านี้ ผู้ตรวจสอบสามารถทำได้เพียงแค่วัดและบันทึกความกดอากาศเป็นประจำ

ค่าพีเอช

ค่า pH สามารถส่งผลต่อปฏิกิริยาเคมีมากมายและปฏิกิริยาทางชีวเคมีเกือบทั้งหมด ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมร่วมกับอุณหภูมิ จึงเป็นหนึ่งในตัวแปรที่มีการควบคุมบ่อยที่สุดในการทดลองประเภทนี้ สิ่งนี้ทำได้โดยการใช้เครื่องวัดค่า pH เพื่อวัดค่า pH และสารละลายบัฟเฟอร์เพื่อตั้งค่าเป็นค่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้า

ความแรงของไอออนิกของสารละลาย

ความแรงของไอออนเป็นการวัดความเข้มข้นรวมของไอออนที่มีอยู่ในสารละลาย แม้ว่าไอออนเหล่านี้อาจไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับปฏิกิริยาเคมีหรือชีวเคมี แต่ก็มักจะส่งผลกระทบต่อกิจกรรมของไอออนอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง ด้วยเหตุนี้ ความแรงของไอออนิกจึงเป็นตัวแปรควบคุม

อายุ

ในการทดลองทางการแพทย์หลายๆ ครั้ง รวมถึงในทางสังคมศาสตร์ด้วย อายุเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อผลลัพธ์ ด้วยเหตุนี้การทดลองจำนวนมากจึงได้รับการออกแบบในลักษณะที่ใช้งานได้กับคนบางช่วงอายุหรือบางช่วงอายุเท่านั้น แม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่าอายุจะไม่ใช่ตัวแปรที่น่าสนใจก็ตาม

ระดับการศึกษา

เช่นเดียวกับอายุที่สามารถส่งผลกระทบต่อผลการศึกษาทางเศรษฐกิจและสังคม ระดับการศึกษาก็เช่นกัน เพื่อป้องกันไม่ให้ตัวแปรนี้ทำให้ผลลัพธ์เป็นโมฆะ โดยปกติแล้วจะมีการควบคุม

อ้างอิง

Bhandari, P. (2021, 19 เมษายน). อธิบายตัวแปรควบคุม

Chang, R., & Goldsby, K. (2015). เคมี (ฉบับที่ 12) นิวยอร์ก, นิวยอร์ก: McGraw-Hill Education.

https://www.scribbr.es/uncategorized-es/marco-conceptual-variables-de-control/