أمثلة على المتغيرات المستقلة والتابعه والدخيله

نبذة عن المتغيرات التجريبية

تُعد المتغيرات التجريبية جزءًا هامًا من عملية التجربة، حيث يُعرف المتغير بأنه أي شيء يمكن تغييره، وبمعنى آخر، هو أي عامل يمكن التلاعب به أو التحكم فيه أو قياسه خلال التجربة.

تحتوي التجارب على أنواع مختلفة من المتغيرات، وتشمل 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.

تعتبر معرفة تعريف المتغيرات المستقلة والتابعة والدخيلة المفتاح الذي يساعد على فهم كيفية عمل التجارب والأبحاث.

تعريف المتغير التابع

المتغير التابع هو المتغير الذي يتأثر بتغيير متغير آخر، وعادةً ما يكون هذا المتغير الآخر هو المتغير المستقل، وبالتالي فإن قيمة المتغير التابع لا تتغير إلا بتغير قيمة المتغير المستقل.

في العلوم الرياضية، يتم تحديد التغيير عادة باستخدام دالة (تابع رياضي) تمثل العلاقة بين المتغير التابع والمتغير المستقل، حيث يمثل العلاقة دالة المتغير المستقل (مثالا: y=f(x)=3x+2، حيث يمثل y المتغير التابع، ويمثل x المتغير المستقل، وتمثل f(x) دالة المتغير المستقل).

يُعرف المتغير التابع أيضًا باسم المتغير المعتمد، ويمكن وصف المتغير التابع بأنه يقيس تأثير المتغير المستقل على عناصر التجربة.

تعريف المتغير المستقل

المتغير المستقل” هو “المتغير” الذي لا يتأثر بتغير “متغير” آخر، وهو عبارة عن مجموعة مدخلات مخططة ومعينة، يتوقف تغييرها على الباحث أو الفرد.

يطلق على المتغير المستقل اسم متغير التوقع، حيث يحدد قيمة المتغير التابع، ويستخدم عادة المتغير المستقل لاختبار معدل تغير المتغير التابع.

على سبيل المثال، يمكن قياس الوقت الذي يستغرقه تحريك سيارة من النقطة A إلى النقطة B بسرعة مختلفة. في هذا المثال، المتغير الثابت هو المسافة المقطوعة، والمتغير المستقل هو السرعة، بينما المتغير التابع هو الوقت الذي يتغير بتغير سرعة السيارة (المتغير المستقل).

تعريف المتغير الدخيل

يشير المتغير الدخيل إلى أي عامل إضافي قد يؤثر على نتيجة التجربة، على الرغم من أنه ليس محور التجربة، وهو المتغير غير المقصودفي الدراسات والتجارب.

يتمثل هدف التجربة في معرفة مدى تأثير المتغير المستقل على المتغير التابع، ويمكن أن يؤثر المتغير الدخيل على نتائج التجربة، حيث يتم تحديد بعض المتغيرات الأخرى التي يمكن أن تؤثر على التجربة.

على سبيل المثال، قام أحد الباحثين بدراسة تأثير جنس المشاركين على وقت الاستجابة الخاص بهم، وقد توقع الباحث أن النساء سيكونون أبطأ من الرجال. وذلك بمراقبة 20 مشاركا طوال اليوم في مركز حاسوب عام.

• المتغير المستقل هو جنس الأفراد المشاركين.
• المتغير التابع هو وقت الاستجابة.
• يمكن أن يكون المتغير الدخيل وقتًا محددًا في اليوم أو مستوى الضوضاء في المكان.

لا يؤثر العوامل الخارجية على النتائج المستخلصة من الدراسة، ومع ذلك، يجب دائمًا مراعاة هذه العوامل الخارجية والتحكم فيها قدر الإمكان حتى لا تؤدي إلى تغييرات غير مرغوبية في البيانات.

أمثلة على المتغير التابع والمتغير المستقل

هناك العديد من الأمثلة على المتغيرات المستقلة والتابعة في التجارب العلمية والأبحاث الأكاديمية والتطبيقية، وكذلك في الحياة اليومية. ومن بين هذه الأمثلة، عندما يقوم الشخص بتجربة نظام تمرين جديد أو حمية غذائية (المتغير المستقل)، فإنه يقيس تأثير هذا النظام عليه يوميا (المتغير التابع) لتحديد فعاليته.

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

تحميل الكربوهيدرات وتمارين قوة التحمل

نفذ أخصائي الرياضة تجربة حول مدى تأثير تحميل الجسم بالكربوهيدرات (تناول نسبة عالية من الكربوهيدرات) في اليوم السابق لممارسة تمارين القوة والتحمل (مثل سباق الترايثلون وسباق الماراثون) على الأداء.

• المتغير المستقل: الكمية المستهلكة من الكربوهيدرات خلال فترة زمنية محددة.
• المتغير التابع: الأداء في تمارين قوة التحمل.

إتقان اللغة

يقوم الباحث بدراسة ما إذا كان الأشخاص الذين يتحدثون عدة لغات يتعلمون اللغات الجديدة 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

يقوم العالم والباحث في علم النبات بإجراء دراسات وتجارب لمعرفة ما إذا كانت كمية الضوء المباشر التي يتلقاها النبات تؤثر على سرعة نموه.

• المتغير المستقل: كمية الضوء المباشر من الشمس التي يتلقاها النبات.
• المتغير التابع: سرعة نمو النبات.

أمثلة على المتغير الدخيل

تشتمل جميع التجارب على متغيرات خارجية، وفيما يلي بعض الأمثلة لأنواع مختلفة من المتغيرات الخارجية:

• جميع جوانب البيئة التي يتم جمع البيانات فيها، مثل درجة حرارة الغرفة ومستوى ضوضاء المكان ومستويات الإضاءة.
• تتمثل الاختلافات في صفات المشاركين والمسؤولين عن الاختبار وسلوك الباحث أو المجرب أثناء الاختبار، ومن أمثلة هذه الاختلافات هو عدم توحيد تعليمات المشاركين في الاختبار.

استخدامات المتغيرات المستقلة والتابعة والدخيلة

توجد العديد من الاستخدامات المشتركة بين المتغيرات التابعة والمتغيرات المستقلة، نظرًا لصفاتها المشتركة كمتغيرات، وتشمل بعض أهم الاستخدامات:

• العلوم الرياضية والإحصاء

تُستخدم المتغيرات التابعة والمستقلة في جميع مجالات الرياضيات والإحصاء، وتعد وسيلة حل المسائل المعقدة، حيث يعتمد الباحثون عليها بشكل كبير لحل المسائل بسهولة باستخدام التقنيات الرياضية.

يمكن ملاحظة هذا في المعادلات التفاضلية العادية التي تستخدم لتحديد معادلة قياس معدل تغير الأسعار في السوق، وكذلك للتنبؤ بالتغيرات المتوقعة في المستقبل.

• علم النفس

عندما يدرس علماء النفس السلوكي السلوك البشري، يحددون سمات معينة في الفرد، ثم يبحثون في سبب عرضها، ويستخدمون أحيانًا طريقة البحث الشامل، حيث يحدد عالم النفس أسبابًا معينة ويحللها ويدرس احتمال وجود تغيير في الأنماط السلوكية لاحقًا.

من المتفق عليه على سبيل المثال أن سلوك الفرد يتأثر بالبيئة التي نشأ فيها (المتغير المستقل).

• 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

يتم استخدام المتغيرات المستقلة والتابعة في التجارب المخبرية في مجال الكيمياء، حيث يتم تسجيلها للاستخدام في الأبحاث المتقدمة في مجالات أخرى. يمكن استخدام هذه المتغيرات لقياس درجة حرارة الذهب المطلوبة لصهره، حيث يتم تعريض الذهب لدرجة حرارة عالية جدا حتى يتم الوصول إلى نقطة انصهار الذهب. المتغير المستقل في هذه الحالة هو درجة الحرارة، في حين أن المتغير التابع هو حالة الذهب التي تتغير من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة.

• البحث العام

يتم استخدام المتغيرات بشكل عام لأغراض البحث، ولا يمكن إجراء أي بحث دون استخدام المتغيرات المعتمدة والمستقلة، ولذلك يتم استخدام هذه المتغيرات في جميع مجالات الحياة تقريبا.