10 типов переменных в исследованиях и статистике

29 марта 2021 г.

Исследователи и статистики используют переменные для описания и измерения предметов, мест, людей или идей, которые они изучают. Существует много типов переменных, и вы должны выбрать правильную переменную для измерения при разработке исследований, выборе тестов и интерпретации результатов. Глубокое понимание переменных может привести к более точному статистическому анализу и результатам. В этой статье мы опишем типы переменных и ответим на некоторые часто задаваемые вопросы.

Что такое переменные?

Переменные — это то, что вы измеряете, манипулируете и контролируете в статистике и исследованиях. Все исследования анализируют переменную, которая может описывать человека, место, вещь или идею. Значение переменной может меняться между группами или с течением времени. Например, если переменной в эксперименте является цвет глаз человека, его значение может меняться от коричневого до синего и зеленого от человека к человеку.

Типы переменных

Исследователи объединяют переменные в различные категории, наиболее распространенными из которых являются:

Независимые переменные

Независимая переменная — это особая характеристика, которую другие переменные в вашем эксперименте не могут изменить. Возраст является примером независимой переменной. То, где человек живет, что он ест или сколько занимается спортом, не изменит его возраста. Однако независимые переменные могут изменять другие переменные. В исследованиях исследователи часто пытаются выяснить, вызывает ли независимая переменная изменение других переменных и каким образом.

Зависимые переменные

Зависимая переменная зависит от других компонентов и может быть изменена ими. Оценка на экзамене — это пример зависимой переменной, потому что она зависит от таких факторов, как то, сколько вы спали и как долго вы учились. Независимые переменные могут влиять на зависимые переменные, но зависимые переменные не могут влиять на независимые переменные. Например, время, которое вы потратили на учебу (зависимая), может повлиять на оценку за тест (независимая), но оценка за тест не влияет на время, которое вы потратили на учебу.

При анализе взаимосвязей между объектами исследования исследователи часто пытаются определить, что и как заставляет изменяться зависимая переменная.

Промежуточные переменные

Промежуточная переменная, иногда называемая переменной-посредником, представляет собой теоретическую переменную, которую исследователь использует для объяснения причины или связи между другими переменными исследования — обычно зависимыми и независимыми. Это ассоциации, а не наблюдения. Например, если богатство — независимая переменная, а долгая жизнь — зависимая переменная, исследователь может предположить, что доступ к качественному медицинскому обслуживанию — это промежуточная переменная, которая связывает богатство и продолжительность жизни.

Модерация переменных

Умеряющая или модераторная переменная изменяет взаимосвязь между зависимыми и независимыми переменными, усиливая или ослабляя эффект промежуточной переменной. Например, в исследовании, изучающем взаимосвязь между экономическим статусом (независимая переменная) и тем, как часто люди проходят медицинские осмотры у врача (зависимая переменная), возраст является сдерживающей переменной. Эта связь может быть слабее у молодых людей и сильнее у пожилых людей.

Переменные управления

Контрольные или контролирующие переменные — это характеристики, которые являются постоянными и не изменяются в ходе исследования. Они не влияют на другие переменные. Исследователи могут намеренно сохранять контрольную переменную неизменной на протяжении всего эксперимента, чтобы предотвратить систематическую ошибку. Например, в эксперименте по развитию растений контрольные переменные могут включать количество удобрений и воды, которые получает каждое растение. Эти количества всегда одинаковы, поэтому они не влияют на рост растений.

Посторонние переменные

Внешние переменные — это факторы, которые влияют на зависимую переменную, но которые исследователь изначально не учитывал при планировании эксперимента. Эти нежелательные переменные могут непреднамеренно изменить результаты исследования или то, как исследователь интерпретирует эти результаты. Возьмем, к примеру, исследование, в котором оценивалось, являются ли частное репетиторство или онлайн-курсы более эффективными для улучшения результатов тестов студентов по испанскому языку. Посторонние переменные, которые могут непреднамеренно повлиять на результат, включают поддержку родителей, предварительное знание иностранного языка или социально-экономический статус.

Количественные переменные

Количественные переменные — это любые наборы данных, которые включают числа или суммы. Примеры могут включать высоту, расстояние или количество элементов. Исследователи могут дополнительно разделить количественные переменные на два типа:

• Дискретный: любые числовые переменные, которые вы можете реально посчитать, например, монеты в вашем кошельке или деньги на вашем сберегательном счете.

• Непрерывный: числовые переменные, которые вы никогда не сможете закончить подсчетом, например, время.

Качественные переменные

Качественные или категориальные переменные представляют собой нечисловые значения или группы. Примеры могут включать цвет глаз или волос. Исследователи могут дополнительно разделить качественные переменные на три типа:

• Двоичные: переменные только с двумя категориями, такими как мужской или женский, красный или синий.

• Номинальные: переменные, которые вы можете организовать более чем в две категории, которые не следуют определенному порядку. Возьмем, к примеру, типы жилья: дом на одну семью, кондоминиум, крошечный дом.

• Порядковый номер: переменные, которые можно организовать более чем в две категории в определенном порядке. Возьмем, к примеру, уровень удовлетворенности: неудовлетворен, нейтрален, удовлетворен.

Смешивающие переменные

Вмешивающаяся переменная — это та переменная, которую вы не учли, которая может маскировать эффекты другой переменной. Вмешивающиеся переменные могут сделать результаты вашего эксперимента недействительными, сделав их предвзятыми или предполагая, что связь между переменными существует, хотя это не так. Например, если вы изучаете взаимосвязь между уровнем физической нагрузки (независимая переменная) и индексом массы тела (зависимая переменная), но не учитываете влияние возраста на эти факторы, это становится смешанной переменной, которая изменяет ваши результаты.

Составные переменные

Составная переменная — это две или более переменных, объединенных в более сложную переменную. Общее состояние здоровья является примером составной переменной, если вы используете другие переменные, такие как вес, артериальное давление и хроническая боль, для определения общего состояния здоровья в своем эксперименте.

Часто задаваемые вопросы о переменных

Часто задаваемые вопросы о переменных включают:

Сколько переменных в эксперименте?

В каждом эксперименте есть как минимум две переменные — независимая переменная и зависимая переменная. Независимая переменная — это то, что вы тестируете, а зависимая переменная — это результат. Любые другие переменные в вашем эксперименте основаны на независимых или зависимых переменных или влияют на них. Большинство экспериментов также включают контролируемую переменную.

Как вы контролируете смешанные переменные?

Способы контроля смешанных переменных, чтобы они не влияли на результаты вашего эксперимента, включают:

• Корректировка: отрегулируйте параметры исследования, чтобы учесть искажающую переменную и минимизировать ее влияние.

• Сопоставление: Сравните исследовательские группы с одинаковой степенью смешанных переменных.

• Многомерный анализ: Используйте при одновременном анализе нескольких переменных.

• Рандомизация: Равномерно распределите смешанные переменные между исследовательскими группами.

• Ограничение: Удаляйте объекты или образцы, имеющие смешанные факторы.

• Стратификация: создайте подгруппы исследования, в которых смешанная переменная не меняется или сильно различается.

Что такое экспериментальный дизайн?

План эксперимента — это то, как вы планируете анализировать отношения между переменными в своем исследовании.

Как спланировать эксперимент?

При планировании эксперимента следует:

• Определите вопрос, на который вы пытаетесь ответить.

• Перечислите ваши независимые и зависимые переменные, а также любые контролируемые, смешанные или дополнительные переменные.

• Напишите гипотезу, которую, по вашему мнению, подтвердит ваш эксперимент.

• Решите, насколько сильно вы хотите манипулировать своей независимой переменной.

• Определите количество образцов или предметов в вашем исследовании.

• Назначьте предметы в группы лечения.