نبذة عن المتغيرات التجريبية

تعد المتغيرات التجريبية جزء هام من التجربة، ويعرف المتغير على أنه أي شيء يمكن تغييره، بمعنى آخر، هو أي عامل يمكن التلاعب به أو التحكم فيه أو قياسه في التجربة.

تحتوي التجارب على أنواع مختلفة من المتغيرات، تشمل بعض الأنواع الرئيسية للمتغيرات التجريبية ما يلي:

المتغير المستقل.
المتغير التابع.
المتغير الدخيل.

يعرف المتغير التابع بأنه الشيء الذي يتم قياسه في التجربة، في حين أن المتغير المستقل هو الشيء الذي يتم التلاعب به أو تغييره، أما المتغيرات الدخيلة فهي متغيرات غير مقصودة في الدراسة ولكنها تؤثر على العلاقة بين المتغيرات المدروسة، المتغير التابع يعتمد على المتغير المستقل أما المتغير المستقل يعتمد على مؤثر خارجي.

إن معرفة تعريف المتغيرات المستقلة والتابعة والدخيلة هو المفتاح الذي يساعد على فهم كيفية عمل التجارب والأبحاث.[1]

تعريف المتغير التابع

المتغير التابع هو المتغير الذي يعتمد تغييره فقط على متغير آخر، عادًة المتغير المستقل، أي أن قيمة المتغير التابع لا تتغير إلا بتغير قيمة المتغير المستقل.

عادًة ما يتم

تحديد

التغيير بواسطة دالة (تابع رياضي) تمثل العلاقة بين المتغير التابع والمتغير المستقل، في العلوم الرياضية، يتم تمثيل العلاقة كدالة للمتغير المستقل (على سبيل المثال، y=f(x)=3x+2، حيث تمثل y المتغير التابع، وتمثل x المتغير المستقل، وتمثل f(x) دالة المتغير المستقل).

يعرف المتغير التابع أيضًا باسم المتغير المتوقع، ويمكن القول أن المتغير التابع يقيس تأثير المتغير المستقل على عناصر التجربة.

تعريف المتغير المستقل

المتغير المستقل

هو المتغير الذي لا يعتمد تغييره على متغير آخر، فهو عبارة عن مجموعة مدخلات مخططة ومضبوطة، يعتمد تغييرها على الباحث أو الفرد.

يعرف المتغير المستقل أيضًا باسم متغير التوقع، فهو الذي يحدد قيمة المتغير التابع، عادًة ما يتم استخدام المتغير المستقل لاختبار معدل تغير المتغير التابع.

على سبيل المثال، تجربة قياس

الوقت

المستغرق لتحريك سيارة من نقطة معينة A إلى نقطة B في سرعة متفاوتة، في هذا المثال، الحالة غير المتغيرة هي المسافة المقطوعة، والمتغير المستقل هو السرعة بينما المتغير التابع هو الوقت الذي يتغير بتغير سرعة

السيارة

(المتغير المستقل).[2]

تعريف المتغير الدخيل

المتغير الدخيل هو أي عامل إضافي قد يؤثر على نتيجة التجربة، على الرغم من أنه ليس محور التجربة، وهو المتغير غير المقصود في الدراسة في التجارب والاختبارات.

عند إجراء تجربة، يكون الهدف منها هو معرفة مدى تأثير متغير ما (المتغير المستقل) على متغير آخر (المتغير التابع)، هناك بعض المتغيرات الأخرى التي يمكن أن تؤثر على التجربة وتغير من نتائج التجربة (المتغير الدخيل).[1]

على سبيل المثال، كان أحد الباحثين يدرس تأثير جنس الفرد على وقت الاستجابة الخاصة به، مع نظرية أن

النساء

ستكون أبطأ من الرجال، قام الباحث بمراقبة 20 مشاركًا في مركز عام للحاسوب طوال اليوم.

المتغير المستقل هو جنس الأفراد المشاركين.
المتغير التابع هو وقت الاستجابة.
المتغير الدخيل يمكن أن يكون وقت محدد في اليوم أو مستوى الضوضاء في المركز.

لن تؤثر المتغيرات الدخيلة على الاستنتاجات المستخلصة من النتائج، ومع ذلك، يجب دائمًا مراعاة المتغير الدخيل والتحكم فيه قدر الإمكان لأنه قد يؤدي إلى تغير غير مرغوب في البيانات.[3]

أمثلة على المتغير التابع والمتغير المستقل

هناك العديد من الأمثلة على المتغيرات التابعة والمستقلة في التجارب العلمية والأبحاث الأكاديمية والتطبيقية، وكذلك في

الحياة

اليومية، على سبيل المثال، عند تجربة روتين تمرين جديد أو حمية غذائية (المتغير المستقل)، فإن الشخص يقيس مدى فاعلية النظام وتأثيره اليومي عليه (المتغير التابع).

فيما يلي بعض الأمثلة على المتغيرات التابعة والمستقلة في مجالات متعددة:

تحميل الكربوهيدرات وتمارين قوة التحمل

تجربة قام بها أخصائي

الرياضة

حول مدى تأثير تحميل الكربوهيدرات (تناول نسبة عالية من الكربوهيدرات) في اليوم السابق للمشاركة في تمارين قوة التحمل (مثل السباق الثلاثي ترياثلون وسباق الماراثون) على الأداء.

المتغير المستقل: كمية الكربوهيدرات المستهلكة خلال فترة زمنية معينة.
المتغير التابع: الأداء في تمارين قوة التحمل.

إتقان اللغة

يستكشف الباحث ما إذا كان الأشخاص الذين يتحدثون عدة لغات يتعلمون لغات جديدة بشكل أسرع من الأشخاص الذين يتحدثون لغة واحدة فقط.

المتغير المستقل: عدد اللغات المحكية.
المتغير التابع: الوقت المستغرق لإتقان لغة جديدة.

ضوء الشمس ونمو النبات

يجري الباحث وعالم النبات دراسات وتجارب لمعرفة ما إذا كانت كمية

ضوء الشمس

المباشر التي يتلقاها النبات تؤثر على مدى سرعة نموه.

المتغير المستقل: كمية ضوء الشمس المباشر التي يتلقاها النبات.
المتغير التابع: سرعة نمو النبات.[4]

أمثلة على المتغير الدخيل

تتضمن جميع التجارب متغيرات دخيلة، فيما يلي بعض الأمثلة لأنواع مختلفة من المتغيرات الدخيلة:

جميع نواحي

البيئة

التي يتم فيها جمع البيانات، على سبيل المثال، درجة حرارة الغرفة، مستوى ضوضاء المكان، مستويات الضوء.
الاختلافات في صفات الأشخاص المشاركين والمسؤول عن الاختبار بالإضافة إلى سلوك الباحث أو المجرب أثناء الاختبار، على سبيل المثال، أن تكون تعليماتهم للمشاركين في الاختبار غير متسقة وغير موحدة.[1]

استخدامات المتغيرات المستقلة والتابعة والدخيلة

هناك العديد من الاستخدامات المتشابهة بين المتغيرات التابعة والمتغيرات المستقلة، وذلك بسبب صفاتها المشتركة كمتغيرات، وتشمل بعض أبرز الاستخدامات:

العلوم الرياضية والإحصاء

المتغيرات التابعة والمستقلة ذات صلة وثيقة بجميع مجالات الرياضيات والإحصاء، وهي تستخدم لحل المسائل المعقدة، فعند التعامل مع مسألة معينة، يعمد الباحثون على حلها بسهولة باستخدام التقنيات الرياضية.

يمكن ملاحظة ذلك في المعادلات التفاضلية العادية التي تستخدم لاستنتاج معادلة لقياس معدل تغير السعر في السوق وكذلك للتنبؤ بالتغيرات المتوقعة في المستقبل.

علم النفس

عندما يدرس علماء النفس السلوكي السلوك البشري، فإنهم يحددون سمات معينة في الفرد، ثم يحققون في سبب عرضها، يتم ذلك أحيانًا باستخدام طريقة البحث الشامل، حيث يحدد عالم النفس أسبابًا معينة، ويحللها ويدرس احتمال وجود تغيير في الأنماط السلوكية فيما بعد.

على سبيل المثال، هناك إجماع على أن سلوك الشخص يعتمد على نوع البيئة (المتغير المستقل) التي نشأ فيها.

علم الأحياء

عند دراسة تأثير ضوء الشمس على تصبغ النبات، يأخذ علماء الاحياء ضوء الشمس كمتغير مستقل وصبغ النبات كمتغير تابع، عادًة تتعرض عينات مختلفة من نفس النبات لمستويات مختلفة من ضوء الشمس خلال فترة محددة، يتم تسجيل مستويات التصبغ وكمية التعرض لأشعة الشمس ومدة الدراسة، بشرط أن تكون جميع الظروف الأخرى المؤثرة متساوية.

الكيمياء

تستخدم المتغيرات التابعة والمستقلة لإجراء تجارب مخبرية في الكيمياء، حيث يتم تسجيلها لاستخدامها في أبحاث متقدمة في مجالات أخرى، يمكن استخدام هذه المتغيرات مثلًا لقياس درجة الحرارة المطلوبة لصهر الذهب، حيث يتم تعريض الذهب لدرجة حرارة عالية جدًا حتى يتمكنوا من الوصول إلى نقطة انصهار الذهب، المتغير المستقل في هذه الحالة هو درجة الحرارة بينما المتغير التابع هو حالة الذهب التي تتغير من صلب إلى سائل.

البحث العام

تستخدم المتغيرات بشكل عام لأغراض البحث، ولا يمكن إجراء أي

بحث

دون استخدام المتغيرات التابعة والمستقلة، لذلك يتم استخدام هذه المتغيرات في جميع مجالات الحياة تقريبًا.[2]