I progressi nella scienza dipendono da esperimenti ben pianificati che producono risultati comunicabili. Il metodo scientifico consiste nel fare una domanda, ricercarla, fare un'ipotesi e poi testare l'ipotesi progettando un esperimento che produca risultati che vengono poi analizzati per produrre una conclusione. L'esperimento dovrebbe essere un test equo in cui cambi solo una variabile. Una variabile è un fattore, un tratto o una condizione. Comprendere i tre tipi base di variabili sperimentali contribuirà a rendere l'esperimento un successo.

TL; DR (Troppo lungo, non letto)

La variabile indipendente è quella che lo scienziato cambia durante un esperto, mentre la variabile dipendente è quella che lo scienziato misura per determinare i risultati dell'esperimento. Le variabili controllate sono quelle che potrebbero potenzialmente influenzare l'esperimento e lo scienziato le mantiene uguali per rendere equo l'esperimento.

Variabile indipendente

La variabile che lo scienziato cambia durante l'esperimento è l'indipendente variabile. Pensa all'esperimento come a un esercizio di "causa ed effetto". La variabile indipendente è il fattore "causa". Ad esempio, per verificare l'ipotesi che un seme abbia bisogno di luce per germinare, la variabile indipendente sarebbe se il seme fosse stato lasciato alla luce o coperto di terra. Se si ipotizza che le auto del derby di Cub Scout siano più veloci quando il peso è vicino al retro, la posizione del peso è la variabile indipendente.

Variabile dipendente

La variabile dipendente è ciò che viene misurato o osservato. È "l'effetto" nella relazione causa-effetto. Nell'esperimento seme, la germinazione dei semi sarebbe la variabile dipendente. Per la macchina da derby in legno di pino, il tempo che impiega l'auto per scendere la rampa è la variabile misurabile e dipendente. Ogni volta che cambi la variabile indipendente, ad esempio posizionando il peso dell'auto a distanze diverse dal retro, esegui una misurazione.

Variabile controllata

Affinché il test sia equo, altri fattori che potrebbe influenzare il risultato dell'esperimento dovrebbe essere mantenuto uguale o controllato. Per l'esperimento seme, i semi dovrebbero provenire dalla stessa specie, origine e condizioni di conservazione. La temperatura, l'irrigazione, la miscela di piantine e il periodo di esposizione dovrebbero essere gli stessi. Nell'esperimento del derby del pino, le variabili controllate potrebbero includere il design dell'auto; l'altezza, la lunghezza e la scorrevolezza della rampa; posizionamento iniziale dell'auto sulla rampa; e il tipo di metallo nel peso. A volte le variabili controllate sono chiamate "variabili costanti". Se queste variabili non possono essere mantenute costanti, registra i loro valori e valuta la loro influenza sull'esperimento.

Conferma dell'identificazione delle variabili

Il National Center for Education Statistics suggerisce il seguente test per identificare gli indipendenti e variabili dipendenti correttamente. Inserisci le parole appropriate per il tuo esperimento in questa frase per vedere se hanno senso: (Variabile indipendente) causa un cambiamento in (variabile dipendente) e non è possibile che (variabile dipendente) possa causare un cambiamento in (variabile indipendente). Per l'esperimento seme, la frase di test dovrebbe leggere: La luce causa un cambiamento nella germinazione dei semi e non è possibile che la germinazione dei semi possa causare un cambiamento di luce.

Natura delle variabili

Indipendente Le variabili dipendenti e controllate devono essere misurabili per una registrazione accurata. La natura della variabile influenza l'osservazione e la misurazione. Una variabile discreta viene misurata con numeri semplici che registrano una quantità fisica o un valore fisico come il numero di semi germinati. Una variabile continua è un valore numerico che può avere qualsiasi numero, come la distanza o la temperatura. Una variabile categoriale viene misurata da un'etichetta anziché da un numero, ad esempio il colore. Le variabili ordinate sono caratterizzate dall'ordine di grandezza piuttosto che dal numero, ad esempio grande, medio o piccolo.