Η ΕΠΙΛΟΓΗ ΤΩΝ ΜΕΤΑΒΛΗΤΩΝ
Μέσα σε μια πειραματική επιστημονική διαδικασία, η μεταβλητή αποτελεί
"κάτι" που επηρεάζει "κάτι άλλο". Επειδή μια μεταβλητή είναι ελεύθερη να
ποικίλει πρέπει να εκφράζεται ποσοτικά μέσα σε ένα σύστημα μέτρησης πχ.
σαν μήκος, βάρος, ποσοστό, κλπ
Οι μεταβλητές γενικά μπορεί να είναι τριών ειδών: οι ανεξάρτητες, οι
εξαρτημένες και οι ελεγχόμενες.
-Ανεξάρτητες μεταβλητές:
Ανεξάρτητες μεταβλητές είναι εκείνες που ο ερευνητής/μαθητής
χειρίζεται/μεταβάλλει μέσα σ' ένα πείραμα.
-Εξαρτημένες μεταβλητές:
Οι Εξαρτημένες μεταβλητές αποτελούν το τελικό προϊόν/αποτέλεσμα που
προκύπτει από την μεταβολή των ανεξάρτητων μεταβλητών που χειρίζεται ο
ερευνητής/μαθητής και με βάση τις οποίες εξάγει τα συμπεράσματα του.
-Ελεγχόμενες μεταβλητές:
Οι Ελεγχόμενες μεταβλητές είναι εκείνες που παραμένουν σταθερές καθ'όλη
την διάρκεια του πειράματος. Τυχόν αλλαγές των ελεγχόμενων μεταβλητών θα
μπορούσαν να αλλάξουν τα αποτελέσματα του πειράματος και να
προκαλέσουν εσφαλμένη ερμηνεία του. Οι ελεγχόμενες μεταβλητές λοιπόν αν
και είναι δυνατόν να μεταβληθούν, παραμένουν ελεγχόμενες/σταθερές.
Παράδειγμα καθορισμού μεταβλητών
"Τίτλος: Πως το χρώμα επιδρά στην απορρόφηση της θερμικής ακτινοβολίας
μιας φωτεινής ηλεκτρικής πηγής
Υπόθεση: Εάν το χρώμα ενός αντικειμένου σχετίζεται με το ποσό
απορρόφησης της θερμικής ακτινοβολίας φωτεινής ηλεκτρικής πηγής, τότε
το μαύρο χρώμα απορροφά περισσότερη θερμική ακτινοβολία από κάθε άλλο
χρώμα.
Μεταβλητές: Η ανεξάρτητη μεταβλητή μας εδώ είναι το χρώμα που θα έχουν
τα 6 άδεια (και άβαφτα) κουτιά αναψυκτικών που επιλέξαμε για να
πειραματιστούμε. Η εξαρτημένη μας μεταβλητή είναι η θερμοκρασία που
επικρατεί στο εσωτερικό του και η οποία είναι μετρήσιμη. Οι ελεγχόμενες
μεταβλητές μας είναι: το μέγεθος και το σχήμα των άβαφτων κουτιών, η ισχύς
της φωτεινής μας πηγής, η θερμοκρασία του χώρου εκτέλεσης του
πειράματος, η γωνία πρόσπτωσης των φωτεινών ακτινών πάνω στο
αντικείμενο και η απόσταση μεταξύ πηγής θέρμανσης και κάθε κουτιού. Αν
υπάρχουν και άλλες μεταβλητές που δεν τις συμπεριλάβαμε στο πείραμα,
θεωρούμε ότι είναι η συνεισφορά τους είναι αμελητέα".
| ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑΣ-ΠΕΙΡΑΜΑ |
Στο στάδιο αυτό ο ερευνητής/μαθητής περιγράφει διεξοδικά (βήμα-βήμα) την όλη διαδικασία που ακολούθησε για να πραγματοποιήσει την ερευνά του.
Πιο αναλυτικά, στο στάδιο αυτό περιλαμβάνονται:
επιλογή της κατάλληλης επιστημονικής μεθόδου (π.χ. η πειραματική έρευνα)
σχεδιασμός της ερευνητικής διαδικασίας (π.χ. με χρήση flow chart)
δημιουργία καταλόγου υλικών, εργαλείων, οργάνων και συσκευών που θα χρησιμοποιηθούν
σχεδιασμός και κατασκευή δοκιμίων
εκτέλεση του πειράματος
ανάλυση και παρουσίαση αποτελεσμάτων (π.χ. γραφικά, πίνακες ή περιγραφή)
Παράδειγμα περιγραφής μεθοδολογίας-πειράματος
Κατάλογος υλικών
Τα υλικά που θα χρησιμοποιήσω για να ελέγξω την υπόθεση μου είναι 6 άδεια
κουτάκια αναψυκτικών (βαμμένα με μαύρο, μπλε, κίτρινο, κόκκινο, άσπρο και
γκρίζο χρώμα), ένα πινέλο, ένα βαθμολογημένο πλαστικό κύλινδρο 25ml, μια
λάμπα πυρακτώσεως (κοινή) 100W, ένα σταγονόμετρο, ένα χρονόμετρο, 6
κουταλάκια της σούπας, ένα μαρκαδόρο και ένα θερμόμετρο οινοπνεύματος.
Περιγραφή της διαδικασίας
Η διαδικασία που ακολούθησα περιλαμβάνει τα παρακάτω βήματα:
Αφαίρεσα τις ετικέτες από όσα κουτιά είχαν και έτριψα με ψιλό γυαλόχαρτο εκείνα που ήταν βαμμένα. Έβαψα τα κουτιά από όλες τις πλευρές με τα αντίστοιχα χρώματα.
Γέμισα όλα τα κουτιά με 100 ml νερό,
Τοποθέτησα την λάμπα σε όρθια θέση πάνω από ένα τραπέζι και σημάδεψα με τον μαρκαδόρο την στρογγυλή επιφάνεια κάλυψης (στο κέντρο της οποίας τοποθέτησα τα κουτιά)
Μέτρησα και κατέγραψα την θερμοκρασία του νερού πριν ανάψω τη λάμπα.
Τοποθέτησα το πρώτο κουτί στο κέντρο της μαρκαρισμένης επιφάνειας και άναψα τη λάμπα. Από τη στιγμή αυτή άρχισα να μετράω τον χρόνο με το χρονόμετρο.
Μετρούσα και κατέγραφα τις θερμοκρασίες του νερού κάθε 5 λεπτά ενώ η όλη διαδικασία για κάθε κουτί κρατούσε 15 λεπτά.
Επανέλαβα τα βήματα 4-6 για κάθε ένα κουτί ξεχωριστά φροντίζοντας να κρατώ τις ελεγχόμενες μεταβλητές σταθερές.
Ανάλυση αποτελεσμάτων
Η Μέση θερμοκρασιακή Διαφορά του κίτρινου κουτιού ήταν 2.1 0C .
Η Μ.Θ.Δ. του άσπρου κουτιού ήταν 2.8 0C.
Η Μ.Θ.Δ. του μπλε κουτιού ήταν 2.8 0C.
Η Μ.Θ.Δ. του κόκκινου κουτιού ήταν 3.1 0C.
Η Μ.Θ.Δ. του γκρίζου κουτιού ήταν 2.9 0C ".
| ΔΙΑΤΥΠΩΣΗ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΩΝ |
Η εξαγωγή των συμπερασμάτων αποτελεί το σημείο εστίασης της
ερευνητικής διαδικασίας. Στο στάδιο αυτό ο ερευνητής/μαθητής εξηγεί και αξιολογεί - με σαφήνεια και συντομία - τα αποτελέσματα του αρχίζοντας με
την αποδοχή ή απόρριψη της αρχικής του υπόθεσης. Στο στάδιο αυτό μπορεί
επίσης να συμπεριλάβει και: υποθέσεις που παρατηρήθηκαν αλλά δεν
αποδείχθηκαν, αδιευκρίνιστα σημεία, παρουσίαση αρχών και σχέσεων που
προκύπτουν από την ανάλυση των αποτελεσμάτων, υπόδειξη εξαιρέσεων,
τυχαίες συσχετίσεις μεταξύ μεταβλητών κλπ.
Παράδειγμα παρουσίασης συμπερασμάτων
"Τα αποτελέσματα μου επιβεβαίωσαν την αρχική μου υπόθεση. Είχα
προβλέψει ότι το μαύρο χρώμα θα απορροφούσε την μεγαλύτερη θερμική
ακτινοβολία και πράγματι οι μετρήσεις μου το απέδειξαν. Παρ' όλα αυτά δεν
περίμενα ότι το άσπρο και το μπλε χρώμα θα είχαν την ίδια απορρόφηση
θερμικής ακτινοβολίας. Ίσως κάποια σφάλματα κατά την διαδικασία μέτρησης
να επηρέασαν τα αποτελέσματα μου. Από την πρώτη δοκιμή κιόλας
αντιλήφθηκα ότι η μια πλευρά των κουτιών είχε θερμανθεί περισσότερη από
την άλλη. Το γεγονός αυτό προφανώς οφείλεται στον τρόπο που είχα στήσει
την θερμαντική πηγή μου. Αν είχα κατευθύνει την φωτεινή δέσμη κατά μήκος
του κατακόρυφου άξονα του κουτιού ίσως να είχα πάρει ακριβέστερες
μετρήσεις. Μερικές φορές πάλι δεν άφηνα το θερμόμετρο αρκετό χρόνο μέσα
στο νερό. Παρ' όλα τα σφάλματα που έκανα σε όλη την διαδικασία, μπορώ να
ισχυριστώ με σιγουριά ότι γενικά τα σκούρα χρώματα - με κυρίαρχο το μαύρο
- απορροφούν περισσότερη θερμότητα απ' ότι τα φωτεινά".
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου