NộI Dung
Trong bất kỳ thí nghiệm khoa học nào, nhà khoa học kiểm soát các biến trong thí nghiệm. Nếu có nhiều hơn một biến ảnh hưởng đến thí nghiệm, kết quả sẽ trở nên khó xác định. Ví dụ, nếu một bộ thực vật phát triển bên trong và một bộ thực vật khác phát triển bên ngoài, nhiều biến số (bao gồm ánh sáng, nhiệt độ và độ ẩm) tác động đến sự phát triển của cây. Không kiểm soát các biến này, kết quả không thể so sánh được. Do đó, các nhà khoa học kiểm soát tất cả ngoại trừ một biến trong các thí nghiệm.
Kiểm soát thí nghiệm
Kiểm soát trong một thử nghiệm là phiên bản của thử nghiệm có thể được sử dụng để so sánh. Trong nhiều trường hợp, điều khiển là phiên bản không được điều khiển của thử nghiệm hoặc điều kiện "bình thường" của đối tượng thử nghiệm. Nếu thử nghiệm để xác định ảnh hưởng của muối đối với điểm đóng băng của nước, phiên bản kiểm soát của thí nghiệm sẽ là nước đóng băng mà không có muối. Nếu thử nghiệm để xác định xem thực vật có phát triển nhanh hơn trong ánh sáng đỏ hay không, phiên bản điều khiển sẽ là thực vật được trồng trong ánh sáng toàn phổ.
Các biến được kiểm soát
Thật không may, thuật ngữ thực nghiệm có thể có một chút khó hiểu. Kiểm soát trong một thử nghiệm không giống như các biến được kiểm soát. Khoa học định nghĩa biến được kiểm soát sử dụng các trạng thái cơ bản là các biến được kiểm soát bao gồm tất cả các biến mà người thực nghiệm kiểm soát hoặc giữ nguyên để tránh nhiễu với kết quả thực nghiệm.
Ví dụ: trong thí nghiệm đóng băng nước và muối kiểm soát các biến có nghĩa là sử dụng cùng loại nước cho tất cả các thí nghiệm, sử dụng cùng một lượng nước, cùng kích cỡ và hình dạng của thùng chứa để đóng băng nước, cùng một tủ đông, và các công cụ và kỹ thuật đo lường tương tự. Mọi yếu tố của đối chứng (nước thường) và thí nghiệm (nước có muối) sẽ hoàn toàn giống nhau ngoại trừ muối.
Thao tác biến
Biến được thao tác trong một thí nghiệm là một biến của thí nghiệm mà nhà khoa học quyết định sẽ thay đổi. Biến thao tác cũng có thể được gọi là biến độc lập. Trong một thí nghiệm được thiết kế đúng, sẽ chỉ có một biến được thao tác. Trong thí nghiệm muối và nước, ví dụ, biến được thao tác là lượng muối được thêm vào nước. Trong thí nghiệm thực vật, biến thao tác là ánh sáng. Mọi khía cạnh khác của thử nghiệm phải giống hệt nhau giữa các nhóm thử nghiệm và giữa các lần chạy thử hoặc chạy thử.
Đáp ứng biến
Một định nghĩa biến trả lời cho biết biến trả lời là giá trị sẽ được đo trong thí nghiệm. Biến trả lời, còn được gọi là biến phụ thuộc, là những gì nhà khoa học đo lường khi tiến hành thí nghiệm. Biến trả lời là phản ứng của đối tượng thử nghiệm với biến bị thao túng. Biến phụ thuộc phụ thuộc vào những gì xảy ra trong thí nghiệm. Hai thuật ngữ, biến trả lời và biến phụ thuộc, mô tả cùng một khía cạnh của thí nghiệm.
Mặc dù thử nghiệm chỉ nên có một biến được thao tác, nhưng có thể có nhiều hơn một biến trả lời. Ví dụ, việc thêm muối vào nước có thể thay đổi nhiệt độ đóng băng hoặc thời gian đóng băng hoặc cả hai hoặc không. Tác động của việc thay đổi bước sóng ánh sáng đối với sự phát triển của cây có thể là chiều cao cây, sản xuất diệp lục, sản xuất lá mới hoặc kết hợp các yếu tố này. Nhà khoa học có thể định nghĩa kết quả nào sẽ được quan sát, nhưng một nhà khoa học giỏi cũng nên thu thập các quan sát về kết quả khác. Ví dụ, nếu nhà khoa học bắt đầu kiểm tra ảnh hưởng của màu sáng đến sự phát triển của cây, thì sự thiếu tăng trưởng hoặc kết quả âm tính trong nhóm thực nghiệm sẽ được ghi lại, nhưng nếu nhóm thực nghiệm cũng làm giảm sự phát triển của lá (tất cả so với đối chứng nhóm, tất nhiên), nhà nghiên cứu cũng nên ghi lại dữ liệu này.
Các biến trả lời cần được đo bằng các tiêu chí khách quan. Kết quả phải được thực hiện mà không có sự thiên vị hoặc suy đoán của nhà khoa học. Nói rằng thực vật trong ánh sáng toàn phổ "trông khỏe mạnh" hơn thực vật được trồng trong ánh sáng đỏ không mang lại kết quả khách quan hay có thể đo lường được. Không có kết quả khách quan và có thể đo lường được, kết quả thí nghiệm không thể được xác thực.
Báo cáo kết quả thí nghiệm
Các nhà khoa học báo cáo kết quả thí nghiệm ở định dạng bằng văn bản, bảng dữ liệu và đồ thị. Định dạng chuẩn cho đồ thị kết quả thử nghiệm cho thấy biến được thao tác trên trục x của đồ thị và biến trả lời trên trục y của đồ thị. Trong thí nghiệm muối và nước, lượng muối (biến được thao tác) sẽ được hiển thị trên trục x và nhiệt độ đóng băng (biến phản ứng) sẽ được hiển thị trên trục y. Một biểu đồ cho thấy chiều cao của cây trong các điều kiện ánh sáng khác nhau sẽ hiển thị màu ánh sáng hoặc bước sóng (biến được thao tác) trên trục x và chiều cao của cây (biến phản ứng) trên trục y.