ความหมายและตัวอย่างตัวแปรอิสระและตัวแปรตาม

การทดลองทางวิทยาศาสตร์ทุกครั้งเกี่ยวข้องกับตัวแปรตามและตัวแปรอิสระ ตัวแปรอิสระคือตัวแปรที่ถูกควบคุมหรือจัดการโดยผู้วิจัยเพื่อกำหนดผลกระทบต่อปรากฏการณ์หรือระบบที่กำลังศึกษา ตัวแปรนี้ไม่ได้ขึ้นอยู่กับค่าของตัวแปรอื่นใด แต่ขึ้นอยู่กับลักษณะของการออกแบบการทดลองและความประสงค์ของผู้วิจัยเท่านั้น ดังนั้นชื่อของมัน ในทาง กลับกัน ตัวแปรตาม เป็นตัวแปรตอบสนอง เป็นสิ่งที่ขึ้นอยู่กับค่าของตัวแปรอิสระ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ตัวแปรอิสระและตัวแปรตามสามารถเข้าใจได้ตามลำดับว่าเป็นสาเหตุและผลกระทบของปรากฏการณ์ภายใต้การศึกษา

ควรจำไว้ว่าตัวแปรเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นสิ่งใดก็ตามที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ในระหว่างการทดสอบ ตัวแปรมีหลายประเภท ซึ่งขึ้นอยู่กับและเป็นอิสระเป็นเพียงสอง ขึ้นอยู่กับการออกแบบการทดลอง อาจมีตัวแปรหลายตัว ทั้งอิสระและอิสระ แต่ไม่ว่าตัวแปรไหนก็ตาม ต้องมีตัวแปรแต่ละตัวอย่างน้อยหนึ่งตัวเพื่อให้การทดลองสมเหตุสมผล

ความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรตามและตัวแปรอิสระกับสมมติฐาน

การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ดำเนินการด้วยความตั้งใจที่จะสร้างความสัมพันธ์ระหว่างเหตุและผลที่ช่วยให้เข้าใจระบบได้ดีขึ้น การพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆ หรือการทำนายผลลัพธ์ของการกระทำต่างๆ ได้ดีขึ้น เหนือสิ่งอื่นใด

เพื่อให้บรรลุเป้าหมายเหล่า นี้นักวิจัยอาศัยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ สิ่งนี้สอดคล้องกับชุดของขั้นตอนที่เริ่มต้นด้วยคำถามที่ผู้วิจัยถามตัวเองเกี่ยวกับปรากฏการณ์หรือระบบที่สนใจ หลังจากศึกษาระบบดังกล่าวแล้ว จะมีการยก สมมติฐานหรือข้อสันนิษฐานเกี่ยวกับสาเหตุของปรากฏการณ์ที่สังเกตขึ้น จากนั้นจึง ออกแบบ การทดลอง เพื่อตรวจสอบหรือตัดสมมติฐานดังกล่าวออก

เป็นช่วงแถลงสมมติฐานและออกแบบการทดลองเมื่อตัวแปรตามและตัวแปรอิสระปรากฏขึ้น

ตัวอย่าง

ลองนึกภาพกรณีสมมุติที่หลังจากสังเกตวิธีการแต่งกายในมหาวิทยาลัยที่มีชื่อเสียงในยุโรป นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่า เป็นไปได้ไหมว่าสีของเสื้อผ้ามีอิทธิพลต่อความฉลาดของผู้คน? หลังจากพิจารณาคำถามนี้และทำการสังเกต สมมติฐานต่อไปนี้ถูกเสนอ: “การสวมใส่สีเขียวเพิ่มพูนสติปัญญา”

จากนั้นก็ถึงเวลาออกแบบการทดลองเพื่อยืนยันหรือตัดทอนความถูกต้องของสมมติฐาน ขั้นแรก ต้องสร้างตัวแปรของการทดลองขึ้นมาก่อนว่าจะวัดอย่างไร ตัวแปรใดแสดงถึงเหตุและผล หลังคือสิ่งที่กำหนดซึ่งเป็นตัวแปรตามและอิสระ

ในตัวอย่างนี้ วิธีเขียนสมมติฐานเป็นนัยว่าผู้วิจัยคิดว่า “การใส่สีเขียว” เป็นเหตุ และ “ฉลาดขึ้น” เป็นผลกระทบ ด้วยวิธีนี้ ตัวแปรอิสระจะเป็นสีของเสื้อผ้า ในขณะที่ตัวแปรตามจะเป็นมาตรวัดความฉลาดบางอย่าง เช่น ไอคิว

ดังที่เห็นได้จากตัวอย่างนี้ ตัวแปรตามและตัวแปรอิสระมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับสมมติฐานของการทดลอง ตัวอย่างเพิ่มเติมแสดงไว้ด้านล่างเพื่ออธิบายแนวคิดทั้งสองที่เป็นหัวใจของวิทยาศาสตร์

ความแตกต่างระหว่างตัวแปรตามและตัวแปรอิสระ

ตัวอย่างของตัวแปรตามและตัวแปรอิสระ

• ในการทดลองเพื่อตรวจสอบว่ายาขับปัสสาวะชนิดใหม่เพิ่มปริมาณปัสสาวะในหนูทดลองหรือไม่ ปริมาณของยาขับปัสสาวะเป็นตัวแปรอิสระ ในขณะที่ปริมาณของปัสสาวะที่ผลิตขึ้นเป็นตัวแปรตาม โปรดทราบว่าผู้วิจัยไม่สามารถกำหนดปริมาณปัสสาวะที่หนูผลิตได้อย่างอิสระ แต่เขาสามารถควบคุมปริมาณยาที่ให้กับหนูได้

• วิศวกรโยธาต้องการตรวจสอบว่าส่วนผสมใหม่เพิ่มอัตราการเซ็ตตัวของคอนกรีตเสริมเหล็กหรือไม่ ในการทำเช่นนี้ เขาออกแบบการทดลองโดยเปลี่ยนสัดส่วนของสารเติมแต่งใหม่ จากนั้นวัดระยะเวลาที่ส่วนผสมจะเซ็ตตัว ในกรณีนี้ ตัวแปรอิสระคือสัดส่วนของสารเติมแต่งที่เติมในขณะที่เวลาการตั้งค่าคือตัวแปรตาม

• ในการทดลองอณูชีววิทยา นักวิจัยสนใจที่จะพิจารณาว่าสารเคมีบางชนิดสามารถควบคุมการแสดงออกของยีนที่เข้ารหัสโปรตีน P ได้หรือไม่ ในการทำเช่นนี้ เขาวัดความเข้มข้นของโปรตีน P ที่ผลิตโดยกลุ่มแบคทีเรีย ก่อนและหลังการเติมสารลงในตัวกลาง สมมติฐานของพวกเขาคือสารประกอบจะยับยั้งการแสดงออกของยีนและดังนั้นจึงมีการผลิตโปรตีนนั้น ในกรณีนี้ ตัวแปรอิสระคือการมีหรือไม่มีสารประกอบในขณะที่การผลิต Pเป็นตัวแปรตาม

• บริษัทที่ผลิตอินซูลินโดยใช้จุลินทรีย์ต้องการทดสอบสายพันธุ์ใหม่ที่แยกได้โดยทีมวิจัยและพัฒนาของบริษัท ในการทำเช่นนี้ พวกเขาทำการทดลองเพื่อเปรียบเทียบการผลิตอินซูลินของทั้งสองสายพันธุ์ สายพันธุ์ใหม่และอีกสายพันธุ์หนึ่งที่ใช้ก่อนหน้านี้ ในกรณีนี้ความหลากหลายของสายพันธุ์เป็นตัวแปรอิสระในขณะที่การผลิตอินซูลินเป็นตัวแปรตาม

• ในการศึกษานี้ต้องการหาผลกระทบของความเข้มของแสงต่อการสร้างเม็ดสีในใบของพืช ตัวแปรอิสระในกรณีนี้คือความเข้มของแสงในขณะที่สีของใบไม้จะเป็นตัวแปรตาม

• โรงพยาบาลแห่งหนึ่งต้องการทราบว่าจำนวนชั่วโมงการให้บริการต่อเนื่องของเจ้าหน้าที่พยาบาลมีอิทธิพลต่อการเสียชีวิตของผู้ป่วยที่เข้าห้องฉุกเฉินหรือไม่ ในที่นี้จำนวนชั่วโมงการให้บริการต่อเนื่องแสดงถึงตัวแปรอิสระ ในขณะที่อัตราการเสียชีวิตของผู้ป่วยที่เข้าห้องฉุกเฉินเป็นตัวแปรตอบสนอง

จะแยกความแตกต่างระหว่างตัวแปรตามและตัวแปรอิสระได้อย่างไร?

ในกรณีส่วนใหญ่ เป็นเรื่องง่ายที่จะตัดสินว่าตัวแปรใดเป็นตัวแปรอิสระและตัวแปรใดเป็นตัวแปรตาม อย่างไรก็ตาม หากเกิดความสับสนขึ้นด้วยเหตุผลบางประการ ทางที่ดีควรเริ่มจากศูนย์และทำตามขั้นตอนเหล่านี้:

• ขั้นตอนที่ 1:ระบุตัวแปรทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการทดสอบ ซึ่งหมายถึงการระบุปัจจัยทั้งหมดที่สามารถเปลี่ยนแปลงหรือเปลี่ยนแปลงได้ตลอดการทดสอบ
• ขั้นตอนที่ 2:ในบรรดาตัวแปรทั้งหมด ให้ระบุตัวแปรที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับคำถามการวิจัยและสมมติฐานของการทดลอง
• ขั้นตอนที่ 3:เขียนตัวแปรในประโยคโดยใช้คำในลักษณะที่บ่งบอกถึงความสัมพันธ์ของเหตุและผล
• ขั้นตอนที่ 4:หากประโยคก่อนหน้าไม่สมเหตุสมผล ให้ย้อนกลับตัวแปรและเขียนประโยคใหม่ อันที่สองน่าจะเข้าท่า
• ขั้นตอนที่ 5:เมื่อคุณมีความสัมพันธ์เชิงเหตุและผลที่สมเหตุสมผลแล้ว ตัวแปรที่ถูกระบุว่าเป็นสาเหตุคือตัวแปรอิสระ ในขณะที่อีกตัวแปรหนึ่งคือตัวแปรตาม

ความแตกต่างระหว่างตัวแปรตามและตัวแปรอิสระ: ตัวอย่าง

คำอธิบายของการทดลอง:ตัวอย่างของแบคทีเรียจากการเพาะเลี้ยงถูกบ่มเป็นเวลา 48 ชั่วโมงและที่อุณหภูมิ 37ºC ในอาหารเลี้ยงเชื้อ 2 ชนิดที่แตกต่างกัน ชนิดแรกเป็นวุ้นที่มีสารอาหารซึ่งมีทุกสิ่งที่จำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตในการเจริญเติบโตและเจริญเติบโต และอีกชนิดหนึ่งเป็นวุ้นที่มีสารอาหารเพียงเล็กน้อย สารอาหารที่จำเป็นที่สุดสำหรับการอยู่รอด การเจริญเติบโตของแบคทีเรียในอาหารเลี้ยงเชื้อตัวแรกบ่งชี้ถึงสายพันธุ์กลายพันธุ์ แต่ไม่ใช่ในอาหารเลี้ยงเชื้อตัวที่สอง สมมติฐานคือวัฒนธรรมดั้งเดิมมีสายพันธุ์ที่กลายพันธุ์ ตัวแปรตามและตัวแปรอิสระในกรณีนี้คืออะไร?

เพื่อหาคำตอบ ลองทำตามขั้นตอนที่ระบุ:

1. เวลาและอุณหภูมิเป็นตัวแปรทั่วไปสำหรับตัวแปรอิสระ แต่ในกรณีนี้ ทั้งสองปัจจัยไม่แปรผันตลอดการทดลอง ดังนั้นจึงไม่ใช่ตัวแปร ตัวแปรเดียวคืออาหารเลี้ยงเชื้อที่แบคทีเรียถูกฟักตัวและการเจริญเติบโต (หรือขาดการเจริญเติบโต) ของโคโลนีหลังการฟักตัว
2. ขั้นตอนนี้ไม่จำเป็นเนื่องจากมีตัวแปรเพียงสองตัวเท่านั้น
3. สมมติว่าเราเขียนว่า “การไม่มีการเติบโตของอาณานิคมส่งผลกระทบต่ออาหารเลี้ยงเชื้อ” ประโยคนี้ไม่สมเหตุสมผลเนื่องจากนักวิจัยเป็นผู้ตัดสินใจองค์ประกอบของอาหารเลี้ยงเชื้อซึ่งไม่ได้เกิดจากการเติบโตหรือไม่เติบโตของอาณานิคมของแบคทีเรีย
4. จากนั้นจึงเขียนย้อนกลับ: อาหารเลี้ยงเชื้อมีผลต่อการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย ความสัมพันธ์ของเหตุและผลนี้สมเหตุสมผล
5. เนื่องจากสาเหตุในขั้นตอนที่ 4 คืออาหารเลี้ยงเชื้อ ดังนั้นนี่คือตัวแปรอิสระ ในขณะที่การเติบโตของโคโลนีเป็นตัวแปรตาม

คำตอบ:ตัวแปรอิสระคืออาหารเลี้ยงเชื้อและตัวแปรตามคือการเติบโตของอาณานิคมของแบคทีเรีย

การแสดงกราฟิกของตัวแปรตามและตัวแปรอิสระ

มีวิธีการมาตรฐานสำหรับการแสดงกราฟิกของตัวแปรอิสระและตัวแปรตาม สามารถใช้ตัวย่อ DRY MIX เพื่อช่วยในการจำวิธีการสร้างกราฟของตัวแปร:

ดรายมิกซ์

D   = ตัวแปรตาม
R   = ตัวแปรตอบสนอง
Y  = กราฟบน  แกนyหรือแนวตั้ง

M   = ตัวแปรควบคุม
I  = ตัวแปรอิสระ
X   = กราฟของแกนนอนหรือ แกน x

ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น ตัวแปรตามในฟังก์ชันมักจะแสดงด้วย  และและวางอยู่บนแกนกำหนด ตัวแปร yถูกกล่าว   ว่าเป็นฟังก์ชันของตัวแปร  xซึ่งเป็นตัวแปรอิสระ