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Nella scienza sperimentale, l’obiettivo principale è alterare un fattore e osservarne l’effetto. Il fattore intenzionalmente alterato dal ricercatore è chiamato variabile manipolata . Esempi comuni includono la modifica della temperatura di una soluzione, la durata dell'esposizione a uno stimolo o il dosaggio di un farmaco somministrato a un animale.
Mentre molti esperimenti introduttivi si concentrano su un singolo fattore, la ricerca nel mondo reale spesso indaga come interagiscono due o più variabili. Una variabile che sembra non avere alcun effetto isolatamente può produrre un risultato significativo se combinata con un altro fattore. Inoltre, i ricercatori a volte introducono una seconda variabile per controllare un potenziale confondente. Ad esempio, quando studia la crescita delle piante a diversi livelli di luce, uno scienziato potrebbe anche regolare l'irrigazione per garantire che le differenze nella crescita siano veramente dovute alla luce, non all'umidità.
La NC State University osserva che i progetti sperimentali possono ospitare un numero qualsiasi di variabili manipolate, a condizione che il ricercatore disponga delle risorse per gestirle. Tuttavia, l’aggiunta di più variabili aumenta la complessità della progettazione, i costi, le dimensioni del campione richieste e i metodi statistici necessari per l’analisi. Negli ambienti scolastici, questa complessità aggiuntiva può sopraffare studenti e insegnanti, motivo per cui molti progetti scolastici si basano su un'unica variabile.
Consideriamo uno studio sulla mortalità precoce dei ratti geneticamente predisposti. Gli scienziati ipotizzano che la presenza di un gene specifico porti alla morte prematura solo quando i ratti consumano una dieta ricca di grassi. Per testare questo effetto di interazione, i ricercatori hanno diviso i ratti in quattro gruppi:gene positivi con una dieta ricca di grassi, geni positivi con una dieta standard, geni negativi con una dieta ricca di grassi e geni negativi con una dieta standard. Questo design isola l'influenza combinata della genetica e della dieta.
