Что такое контроль в эксперименте? (с определением и руководством)
Многие карьеры в медицине, науке и анализе связаны с проведением экспериментов для сбора данных. Понимание роли контроля, также известного как «контрольная переменная» или «контрольная группа», может помочь вам проводить эффективные эксперименты, соответствующие стандартам научных методов. В этой статье мы обсудим, что такое контроль, как его развить и в каких профессиях они, скорее всего, будут использоваться.
Что такое контроль в эксперименте?
При проведении эксперимента контроль представляет собой элемент, который остается неизменным или не подвержен влиянию других переменных. Он используется в качестве эталона или точки сравнения, относительно которой измеряются результаты других испытаний. Элементы управления обычно используются в научных экспериментах, бизнес-исследованиях, тестировании косметики и лекарств.
Например, когда тестируется новый тип лекарства, группа, получающая лекарство, называется «экспериментальной» группой. Однако контрольная группа не получает ни лекарств, ни плацебо.
Сравнивая воздействие на тех, кто принимает лекарство, с теми, кто этого не делает, ученые могут наблюдать и измерять эффекты нового лекарства.
Переменные в экспериментах
Контролируемая переменная — это один из трех типов переменных, обычно встречающихся в экспериментах. Переменная — это любой фактор, черта или состояние, которые могут существовать в различных количествах или типах. Два других являются независимыми и зависимыми переменными.
Контролируемые переменные
Контролируемые переменные — это величины, которые ученый хочет сохранить постоянными. Если бы они были изменены, это сильно повлияло бы на результаты эксперимента. Большинство экспериментов имеют более одной контролируемой переменной. Например, если вы тестируете новое лекарство от простуды, контролируемой переменной может быть то, что у пациента простуда и лихорадка. Если бы вы тестировали кого-то без этих двух элементов управления, ваши результаты были бы неточными и, возможно, вводящими в заблуждение.
Независимые переменные
Это тестируемые переменные, такие как новое лекарство от простуды. Обычно за один раз проверяется только одна независимая переменная. Проще говоря, независимая переменная — это потенциальная причина наблюдаемого эффекта. Это переменная, которая, скорее всего, изменится от одного эксперимента к другому, например, изменение количества лекарства, вводимого при попытке определить правильную дозировку.
Зависимые переменные
Ученые наблюдают и контролируют эти переменные, чтобы увидеть, изменяются ли они или «зависят» ли они от независимых переменных. Например, дозы новой простуды могут вызывать головные боли, которые сказываются на здоровье пациента.
Как разработать контроль в эксперименте
Разработка контроля в эксперименте зависит от тестируемых независимых переменных. При испытании нового лекарства контрольная группа его не получает. При тестировании влияния солнечного света на рост цветка контрольную группу цветов можно выращивать внутри и вдали от солнца.
Вот шаги, которые необходимо предпринять при проведении эксперимента с контрольной группой:
1. Задайте вопрос, основанный на наблюдении
Ваш эксперимент должен начинаться с вопроса, на который нужно найти ответ. Возможно, вы заметили эффект и хотите узнать его причину. Это ваша гипотеза, неотъемлемая отправная точка для выяснения того, каким будет ваш контроль.
2. Делайте наблюдения
Как только вы определились с вопросом, на который надеетесь получить ответ, начните делать замечания по теме, которую надеетесь изучить. Если вы медицинский работник и пытаетесь определить, какое влияние определенный режим упражнений оказывает на пациентов с артритом, обратите внимание на всех пациентов, выполняющих аналогичные упражнения.
Запишите любые наблюдения, которые вы делаете об их типе артрита, каков их режим и какие эффекты он, по-видимому, имеет. Это поможет вам решить, какие независимые переменные вы хотите протестировать и какие группы с наибольшей вероятностью отобразят влияние этих переменных.
3. Уточните свою гипотезу
Имея вопрос, требующий ответа, и некоторые данные, основанные на наблюдениях, выберите более конкретную гипотезу. Это поможет вам определить точную независимую переменную для использования во время вашего исследования. Например, если психолог заметил, что их пациентам полезно проводить время вне дома, конкретная гипотеза состоит в том, что периодическое наслаждение временем вне дома оказывает положительное влияние на их здоровье и выздоровление.
4. Выберите конкретную переменную для тестирования
Например, может быть несколько режимов упражнений, которые помогают пациентам с артритом двигаться. Однако, поскольку научный метод работает только при проверке одной переменной за раз, вы должны выбрать только одну. Таким образом, вы можете отследить все собранные данные до одной конкретной причины.
Рассмотрите возможность выбора одного упражнения для всех пациентов. Убедитесь, что они выполняют одни и те же действия одинаковым образом в течение одинакового количества времени. Это исключает возможность влияния других переменных на результаты ваших данных. Назначьте эту переменную экспериментальной группе пациентов.
5. Выберите контрольную группу
Выберите пациентов с тем же заболеванием, что и ваша экспериментальная группа, но которые либо не получают лечения, либо получают обычное лечение для своего состояния. Это ваш базовый уровень и один из наиболее важных аспектов вашего эксперимента. Запишите эффекты, которые проявляет ваша контрольная группа, и сравните их с экспериментальной группой. Поскольку они не испытали переменную, которую вы тестируете, любой эффект, наблюдаемый в обеих группах, нельзя отнести к вашей независимой переменной. Например, если в обеих группах улучшилась подвижность, это не связано с тестируемым режимом упражнений.
При выборе контрольной группы убедитесь, что они максимально похожи на вашу экспериментальную группу. Независимо от того, являются ли они пациентами, растениями или любым другим предметом, который вы хотите изучить, выбор тех, кто похож на вашу тестовую группу, гарантирует, что другие переменные не окажут или окажут незначительное влияние на ваш эксперимент.
6. Проведите тесты
После выбора экспериментальной и контрольной групп вы можете приступить к тестированию эксперимента. Если вы будете осторожны при выборе группы, ваш эксперимент может соответствовать стандартам научного метода, поэтому так важно делать точный выбор при принятии решения о том, кого или что включить в контрольную группу.
Например, если ваша гипотеза состоит в том, что время, проведенное на свежем воздухе, положительно влияет на выздоровление пациента, будет полезно, если и экспериментальная, и контрольная группы будут иметь схожие симптомы, такие как низкий энтузиазм к общению и большую часть времени проводят в помещении. Ваш эксперимент, вероятно, включает в себя то, что ваша экспериментальная группа проводит время на улице, а ваша контрольная группа остается в помещении.
Затем вы можете найти такие статистические данные, как:
Как чувствовала себя ваша экспериментальная группа до и после эксперимента
Как чувствовала себя ваша контрольная группа в эти периоды
Сравнение чувств двух групп до и после
7. Продолжайте тесты
После первого теста вы можете обнаружить, что в их реакциях на социальные ситуации нет измеримых изменений. Независимо от того, подтверждаете вы свою гипотезу или нет, рассмотрите возможность анализа вашего теста на любые возможные переменные, которые ранее не учитывались, а затем повторите эксперимент.
Тестирование с помощью контролируемого эксперимента включает в себя выполнение теста несколько раз, пока тот же эксперимент с аналогичными группами не завершится похожими измеримыми результатами при сравнении ваших результатов в экспериментальной группе с тем, что вы узнали из контрольной группы.
Какие карьеры выигрывают от использования элементов управления в экспериментах?
Экспериментирование и использование контрольных групп не ограничивается областью медицины. Большинство научных и математических исследований выигрывают от контроля, как и любая область исследований, требующая разработки новых методов, наблюдения и проверки их эффективности. Профессии, в которых могут использоваться контролируемые эксперименты, включают: