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従属変数に対する独立変数の効果を実証するために、実験が実施されます。実験中、科学者は交絡変数として知られる外部の影響が結果を変えないようにしなければなりません。科学者が交絡変数の影響を制限することを積極的に決定すると、代わりに制御変数として知られるようになります。実験では常に交絡変数ではありませんが、科学者は温度を一定に保つことで温度の変数を制御することを選択することがよくあります。
制御変数の仕組み
制御変数は、実験の過程で科学者が積極的に制御することを選択する要因です。制御変数は、従属変数への外部の影響を最小限に抑えながら、独立変数のみが測定されることを保証するため重要です。たとえば、科学者が特定の分子構造に対する水分の影響をテストしている場合、水分が分子を変える唯一のものであることを確認したいと思うでしょう。したがって、彼女は、温度変化などの分子構造に影響を与える可能性がある他の影響を制御する可能性があります。
誤った結果
制御変数は、実験のエラーを防ぐのに役立ちます。適切な制御変数がないと、実験ではタイプIIIエラーが発生しやすくなります。タイプIIIエラーでは、実験者は間違った理由で仮説を受け入れます。たとえば、前の例の科学者が温度を制御変数にしないことを選択した場合、彼女は分子の変化に気付き、水分がそれを引き起こしたと仮定するかもしれません。実際には、結果を永続させたのは、水分ではなく温度変化である可能性があります。
交絡変数としての温度
交絡変数を特定し、制御変数を確立することの重要性を理解すると、堅実で再現可能な実験を開発する可能性が高くなります。ただし、温度変化は交絡変数であり、しばしば見落とされたり、重要であるとは考えられていません。温度変化がどのように実験を混乱させるかについてのアイデアを得るために、次の例を考えてみましょう：スーは性的指向が独立変数で攻撃性が従属変数である実験を実行しています。同性愛者のグループを実験室に連れて行き、心拍数と血圧を測定するデバイスに接続します。次に、彼女は彼らに多くの暴力を含む物語を読んで、それが彼らの生理学的反応にどのように影響するかを見ます。彼女は異性愛者のグループでも同じことをします。ただし、エアコンが壊れているため、テスト中は部屋が不快に暑いです。彼女の結果をレビューすると、同性愛者の男性よりも異性愛者の男性の脈拍と血圧が高くなっていることに気付きました。彼女は異性愛者の男性が同性愛者の男性より自然に攻撃的であると仮定します。ただし、高温は攻撃性を高めることが知られています。彼女はタイプIIIのエラーを犯しました。なぜなら、熱は異性愛者グループがより低い温度で持っているよりも大きな生理学的攻撃性を表現したからかもしれません。これを防ぐには、温度を制御変数にして、両方のグループがほぼ同じ温度の部屋でテストされるようにする必要がありました。
制御変数としての温度の確立
実験を構築する際、科学者はすべての変数をリストし、テストを実行するための計画を作成する必要があります。実験で温度変化を制御変数にするには、それを研究計画に含める必要があります。温度変化を制御する意図を明確に述べ、温度の変動が実験を混乱させる理由を説明し、一定の温度を維持するための戦略を概説します。実験中は、計画に注意深く従ってください。