Управляющая переменная
Контрольная переменная (или научная константа ) в научном экспериментировании — это экспериментальный элемент, который является постоянным (контролируемым) и неизменным на протяжении всего исследования. Контрольные переменные могли бы сильно повлиять на результаты эксперимента, если бы они не поддерживались постоянными во время эксперимента с целью проверки относительной взаимосвязи зависимой переменной (DV) и независимой переменной (IV) . Сами по себе контрольные переменные не представляют первоочередного интереса для экспериментатора.
Использование
[ редактировать ]Переменная в эксперименте, которая поддерживается постоянной, чтобы оценить взаимосвязь между несколькими переменными. [а] , является управляющей переменной. [1] [2] Контрольная переменная — это элемент, который не изменяется на протяжении всего эксперимента, поскольку его неизменное состояние позволяет лучше понять взаимосвязь между другими проверяемыми переменными. [3]
В любой системе, существующей в естественном состоянии, многие переменные могут быть взаимозависимыми, при этом каждая из них влияет на другую. Научные эксперименты проверяют связь IV (или независимой переменной: того элемента, которым манипулирует экспериментатор) с DV (или зависимой переменной: того элемента, на который влияет манипуляция IV). [3] Любая дополнительная независимая переменная может быть управляющей переменной. [1]
Контрольная переменная — это экспериментальное условие или элемент, который остается неизменным на протяжении всего эксперимента, не имеет первостепенного значения в эксперименте и не влияет на результат эксперимента. [2] Любое неожиданное (например, неконтролируемое) изменение контрольной переменной во время эксперимента сделает недействительной корреляцию зависимых переменных (DV) с независимой переменной (IV), тем самым искажая результаты и делая недействительной рабочую гипотезу . Это указывает на наличие ложной связи, существующей в пределах экспериментальных параметров. [3] Неожиданные результаты могут быть результатом присутствия мешающей переменной , что потребует переосмысления исходной экспериментальной гипотезы. Смешивающие переменные представляют собой угрозу внутренней достоверности эксперимента. [4] [3] Эту ситуацию можно разрешить, сначала определив мешающую переменную, а затем перепроектировав эксперимент с учетом этой информации. Один из способов добиться этого — контролировать искажающую переменную, делая ее, таким образом, управляющей переменной. Однако если ложную связь невозможно выявить, от рабочей гипотезы, возможно, придется отказаться. [3] [4]
Экспериментальные примеры
[ редактировать ]Возьмем, к примеру, хорошо известный комбинированный газовый закон , который математически формулируется как:
где:
- P - давление
- V - объем
- T — термодинамическая температура, измеряемая в Кельвинах.
- k — константа (единицы энергии делятся на температуру).
- который показывает, что соотношение между произведением давления на объем и температурой системы остается постоянным.
При экспериментальной проверке частей объединенного газового закона ( P * V = T ), где давление, температура и объем являются переменными, для проверки результирующих изменений любой из этих переменных требуется, чтобы хотя бы одна оставалась постоянной. [2] Это делается для того, чтобы увидеть сопоставимые экспериментальные результаты по остальным переменным.
Если сделать температуру контрольной переменной и не допускать ее изменения в ходе эксперимента, то связь между зависимыми переменными, давлением и объемом, можно быстро установить, изменяя значение той или другой, и это Закон Бойля . Например, если давление повышено, объем должен уменьшиться.
Однако если объем сделать управляющей переменной и не допускать его изменения в ходе эксперимента, связь между зависимыми переменными, давлением и температурой, можно быстро установить, изменив значение той или другой, и это закон Гей-Люссака . Например, если давление повышается, температура должна увеличиться.
Примечания
[ редактировать ]- ^ обычно проверяются две другие переменные, но возможно, что будут задействованы и другие переменные.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б переменная управления. Архивировано 27 марта 2016 г. на Wayback Machine ; Бизнес-словарь онлайн; получено в сентябре 2015 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Определения ; Science Buddies – проекты научной ярмарки.
- ^ Перейти обратно: а б с д и Определение управляющей переменной и примеры ; Веб-страница; май 2021 г.; Хельменстин, Энн; Научные заметки: Изучайте науку: занимайтесь наукой; получено в ноябре 2022 г.;
- ^ Перейти обратно: а б Шадиш, WR; Кук, Т.Д.; Кэмпбелл, DT (2002). Экспериментальные и квазиэкспериментальные планы обобщенного причинно-следственного вывода . Бостон, Массачусетс: Хоутон Миффлин .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Определения ; Science Buddies – проекты научной ярмарки.