Variabelkontrol betyder, at du ændrer én bestemt faktor i et forsøg og holder andre relevante forhold så ens som muligt. Så bliver det lettere at undersøge, om ændringen påvirker det, du måler. Men først skal vi have styr på, hvad en variabel er.
I videoen tegner og forklarer jeg variabelkontrol med et pendulforsøg. Herunder følger vi forsøget fra spørgsmål til måling og bruger derefter samme tankegang på et biologisk eksempel med planter.
Hvad er en variabel?
En variabel er en størrelse eller egenskab, som kan have forskellige værdier. I et pendulforsøg kan det være snorens længde, lodets masse eller tiden for en svingning. I et planteforsøg kan det være lysmængde, temperatur eller vækst.
Vi giver variablerne forskellige navne efter deres rolle i forsøget. Den samme størrelse kan derfor være uafhængig i ét forsøg og kontrolleret i et andet.
Uafhængig, afhængig og kontrollerede variable
| Type | Hvad betyder den? | Eksempel med pendul |
|---|---|---|
| Uafhængig variabel | Det, du bevidst ændrer for at undersøge en mulig virkning | Snorens længde |
| Afhængig variabel | Det resultat, du måler | Svingningstiden |
| Kontrollerede variable | Andre relevante forhold, som du forsøger at holde ens | Lodets masse, startvinkel og målemetode |
Navnet “afhængig” angiver, at vi undersøger, om resultatet afhænger af den faktor, vi ændrer. Det er ikke en garanti for, at forsøget faktisk viser en påvirkning. Den sammenhæng skal data hjælpe os med at vurdere.
Eksempel: Variabelkontrol i et pendulforsøg
Et pendul er her et lod, der hænger i en snor og kan svinge frem og tilbage. Spørgsmålet er: Hvordan påvirker snorens længde tiden for én hel svingning?
Vi afprøver flere snorlængder og ændrer kun længden systematisk. Lod, startvinkel og fremgangsmåde holdes ens. Vi slipper loddet uden at skubbe til det. Hvis vi både ændrede længde og startvinkel, ville det være sværere at afgøre, hvad en forskel skyldtes.
Svingningstiden er tiden fra én position, til pendulet er tilbage i samme position og bevæger sig samme vej. Vi kan måle tiden for ti svingninger og dividere med ti. Det mindsker betydningen af en lille fejl, når vi starter eller stopper uret.
Gentag målingen ved hver længde. Så kan du se, hvor meget resultaterne varierer. Lav gerne en graf med snorlængde på den vandrette akse og svingningstid på den lodrette.
Eksempel fra biologi: Lys og planters vækst
Nu flytter vi tankegangen til et forsøg med planter. Vi vil undersøge, hvordan lysintensiteten, altså hvor kraftigt lyset er, påvirker væksten. Lysintensitet er den uafhængige variabel. Væksten er den afhængige.
“Vækst” skal gøres målbart. Vi kan for eksempel vælge ændringen i plantehøjde i centimeter over to uger. Det er vigtigt at vælge målet på forhånd. Højde og tørmasse siger ikke helt det samme om en plantes vækst.
- Brug samme planteart og planter med så ens startstørrelse og alder som muligt.
- Hold jordtype, potte, vanding, næringsforsyning og forsøgets varighed ens.
- Hold belysningstiden ens, hvis det er lysintensiteten, der undersøges.
- Kontrollér temperaturen: En lampe kan både give lys og opvarme planterne.
Brug flere planter ved hver lysintensitet. Levende organismer er forskellige, også når vi behandler dem ens. Flere planter hjælper os med at vurdere denne biologiske variation frem for at basere konklusionen på én plante.
Hvorfor er variabelkontrol vigtig?
Hvis planterne tæt på lampen både får mere lys og højere temperatur, kan vi ikke sikkert forklare en forskel med lyset alene. Temperatur bliver en mulig forstyrrende faktor, fordi den ændrer sig sammen med den faktor, vi vil undersøge.
Variabelkontrol gør sammenligningen mere retfærdig og styrker grundlaget for at undersøge årsag og virkning. Den fjerner dog ikke alle målefejl eller al tilfældig variation. Derfor skal forsøgets begrænsninger stadig beskrives. Her er forskellen på kausalitet og korrelation relevant.
Er variabelkontrol det samme som et kontrolforsøg?
Begreberne hænger sammen, men har forskellige roller. Variabelkontrol handler om at styre relevante forhold i forsøget. Et kontrolforsøg eller en kontrolgruppe giver et sammenligningsgrundlag, for eksempel uden den behandling, vi tester.
I et forsøg med gødning kan en gruppe få gødning, mens kontrolgruppen ikke får tilført den undersøgte gødning. De øvrige relevante forhold skal stadig være ens. Se kontrolforsøg og deres funktion.
Fra hypotese til konklusion
Før forsøget opstiller du en forventning, som kan testes. Hvis hypotesen er, at mere lys øger væksten inden for det valgte interval, forventer du større vækst hos planterne med stærkere lys, når andre relevante forhold er ens. Det er et eksempel på hypotetisk-deduktiv metode.
Efter forsøget bruger du målingerne til at vurdere forventningen. Beskriv både mønstret og variationen. Et boksplot kan hjælpe med at sammenligne grupper, hvis der er flere målinger i hver.
Tjek dit eget forsøgsdesign
- Hvad ændrer du, og hvilke værdier afprøver du?
- Hvad måler du, med hvilken enhed og på hvilket tidspunkt?
- Hvilke andre forhold kan påvirke resultatet, og hvordan styrer du dem?
- Hvordan bruger du gentagelser eller flere forsøgsobjekter?
- Hvad vil du kunne konkludere, og hvilke usikkerheder vil være tilbage?
