Unabhängige und abhängige Variablen sind sowohl für Mathematik als auch für Naturwissenschaften wichtig. Wenn Sie nicht verstehen, was diese beiden Variablen sind und wie sie sich unterscheiden, wird es Ihnen schwer fallen, ein Experiment zu analysieren oder Gleichungen darzustellen. Glücklicherweise machen wir das Erlernen dieser Konzepte einfach!
In diesem Leitfaden erklären wir, was unabhängige und abhängige Variablen sind , geben Sie Beispiele für die Variablen in tatsächlichen Experimenten, erklären Sie, wie Sie sie richtig grafisch darstellen, stellen Sie ein Quiz zur Verfügung, um Ihre Fähigkeiten zu testen, und diskutieren Sie die andere wichtige Variable, die Sie kennen müssen.
Was ist eine unabhängige Variable? Was ist eine abhängige Variable?
Eine Variable ist etwas, das Sie messen möchten. Dabei kann es sich praktisch um alles handeln, beispielsweise um Objekte, Zeitmengen, Gefühle, Ereignisse oder Ideen. Wenn Sie untersuchen, wie Menschen über verschiedene Fernsehsendungen denken, sind die Variablen in diesem Experiment Fernsehsendungen und Gefühle. Wenn Sie untersuchen, wie sich unterschiedliche Arten von Düngemitteln darauf auswirken, wie hohe Pflanzen wachsen, sind die Variablen die Art des Düngemittels und die Pflanzenhöhe.
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In jedem Experiment gibt es zwei Schlüsselvariablen: die unabhängige Variable und die abhängige Variable.
Unabhängige Variable: Was der Wissenschaftler ändert oder was sich von selbst ändert.
Abhängige Variable: Was wird untersucht/gemessen?
Die unabhängige Variable (manchmal auch als manipulierte Variable bezeichnet) ist die Variable, deren Änderung durch keine andere Variable im Experiment beeinflusst wird. Entweder muss der Wissenschaftler die unabhängige Variable selbst ändern, oder sie ändert sich von selbst; Nichts anderes im Experiment beeinflusst oder verändert es. Zwei Beispiele für häufige unabhängige Variablen sind Alter und Zeit. Sie oder irgendetwas anderes können nichts tun, um die Zeit zu beschleunigen oder zu verlangsamen oder das Alter zu erhöhen oder zu verringern. Sie sind unabhängig von allem anderen.
Die abhängige Variable (manchmal auch als Antwortvariable bezeichnet) ist das, was im Experiment untersucht und gemessen wird. Es ist das, was sich aufgrund der Änderungen an der unabhängigen Variablen ändert. Ein Beispiel für eine abhängige Variable ist die Körpergröße in verschiedenen Altersstufen. Die abhängige Variable (Körpergröße) hängt von der unabhängigen Variablen (Alter) ab.
Eine einfache Möglichkeit, sich unabhängige und abhängige Variablen vorzustellen, besteht darin, bei der Durchführung eines Experiments Folgendes zu tun: Die unabhängige Variable ist was Du Veränderung, und die abhängige Variable ist das, was sich dadurch ändert. Sie können sich die unabhängige Variable auch als Ursache und die abhängige Variable als Wirkung vorstellen.
Es kann viel einfacher sein, die Unterschiede zwischen diesen beiden Variablen anhand von Beispielen zu verstehen, also schauen wir uns unten einige Beispielexperimente an.
Beispiele für unabhängige und abhängige Variablen in Experimenten
Nachfolgend finden Sie Übersichten über drei Experimente mit jeweils identifizierten unabhängigen und abhängigen Variablen.
Experiment 1: Sie möchten herausfinden, welche Marke von Mikrowellen-Popcorn die meisten Körner platzen lässt, damit Sie das beste Preis-Leistungs-Verhältnis erhalten. Sie testen verschiedene Popcorn-Marken, um zu sehen, in welcher Tüte die meisten Popcorn-Körner platzen.
Experiment 2 : Sie möchten sehen, welche Art von Dünger Pflanzen am schnellsten wachsen lässt, also fügen Sie jeder Pflanze eine andere Düngermarke hinzu und sehen, wie hoch sie wächst.
Experiment 3: Sie interessieren sich dafür, wie sich steigende Meerestemperaturen auf das Algenleben auswirken, und entwerfen daher ein Experiment, das die Anzahl der Algen in einer Wasserprobe misst, die an einem bestimmten Meeresstandort bei unterschiedlichen Temperaturen entnommen wurde.
Für jede der oben genannten unabhängigen Variablen ist klar, dass sie nicht durch andere Variablen im Experiment geändert werden können. Sie müssen derjenige sein, der die Popcorn- und Düngemittelmarken in den Experimenten 1 und 2 ändert, und die Meerestemperatur in Experiment 3 kann durch andere Faktoren nicht wesentlich verändert werden. Änderungen an jeder dieser unabhängigen Variablen führen dazu, dass sich die abhängigen Variablen in den Experimenten ändern.
Wo platzieren Sie unabhängige und abhängige Variablen in Diagrammen?
Unabhängige und abhängige Variablen befinden sich in einem Diagramm immer an denselben Stellen. Dadurch können Sie beim Betrachten einer Grafik oder eines Diagramms schnell erkennen, welche Variable unabhängig und welche abhängig ist. Die unabhängige Variable liegt immer auf der x-Achse oder der horizontalen Achse. Die abhängige Variable befindet sich auf der y-Achse oder vertikalen Achse.
Hier ist ein Beispiel:
Wie Sie sehen können, ist dies eine Grafik, die zeigt, wie sich die Anzahl der Stunden, die eine Studentin lernt, auf ihre Punktzahl bei einer Prüfung auswirkt. Aus der Grafik geht hervor, dass ihr das Lernen von bis zu sechs Stunden geholfen hat, ihre Punktzahl zu verbessern, aber je länger sie lernte, desto geringer sank ihre Punktzahl leicht.
Die untersuchte Zeit ist die unabhängige Variable, da sie das ist, was sie geändert hat, also auf der x-Achse. Die Punktzahl, die sie bei der Prüfung erhalten hat, ist die abhängige Variable, denn sie ist das, was sich durch die unabhängige Variable geändert hat, und sie befindet sich auf der Y-Achse. Es ist üblich, die Einheiten in Klammern neben die Achsentitel zu setzen, was in diesem Diagramm der Fall ist.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, ein Diagramm zu betiteln, es gibt jedoch eine gängige Methode „[Unabhängige Variable] vs. [Abhängige Variable]“ wie diese Grafik. Durch die Verwendung eines solchen Standardtitels ist es auch für andere einfacher, Ihre unabhängigen und abhängigen Variablen zu erkennen.
Gibt es weitere wichtige Variablen, die man kennen sollte?
Unabhängige und abhängige Variablen sind die beiden wichtigsten Variablen, die Sie kennen und verstehen müssen, wenn Sie ein Experiment durchführen oder studieren. Es gibt jedoch noch eine andere Art von Variablen, die Sie kennen sollten: konstante Variablen.
Konstante Variablen (auch „Konstanten“ genannt) sind einfach zu verstehen: Sie bleiben während des Experiments gleich. Die meisten Experimente haben normalerweise nur eine unabhängige Variable und eine abhängige Variable, aber alle haben mehrere konstante Variablen.
Beispielsweise wären in Experiment 2 oben einige der konstanten Variablen die Art der Pflanze, die angebaut wird, die Menge an Dünger, die jeder Pflanze gegeben wird, die Menge an Wasser, die jeder Pflanze gegeben wird, wann jede Pflanze Dünger und Wasser erhält, usw B. die Menge an Sonnenlicht, die die Pflanzen erhalten, die Größe des Behälters, in dem jede Pflanze wächst, und mehr. Der Wissenschaftler ändert die Art des Düngers, den jede Pflanze erhält, was wiederum das Wachstum jeder Pflanze verändert, aber Jeder andere Teil des Experiments bleibt gleich.
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In Experimenten müssen Sie jeweils eine unabhängige Variable testen, um genau zu verstehen, wie sie sich auf die abhängige Variable auswirkt. Konstante Variablen sind wichtig, weil sie sicherstellen, dass sich die abhängige Variable aufgrund und nur aufgrund der unabhängigen Variablen ändert So können Sie die Beziehung zwischen den abhängigen und unabhängigen Variablen genau messen.
Wenn Sie keine konstanten Variablen hätten, könnten Sie nicht sagen, ob die unabhängige Variable tatsächlich die abhängige Variable beeinflusst. Wenn es beispielsweise im obigen Beispiel keine Konstanten gäbe und Sie unterschiedliche Wassermengen, unterschiedliche Pflanzenarten, unterschiedliche Mengen Dünger verwenden und die Pflanzen in Fenster stellen würden, die unterschiedlich viel Sonne abbekommen, wäre das nicht möglich Sagen Sie, wie sich die Art des Düngemittels auf das Pflanzenwachstum auswirkt, da es so viele andere Faktoren gibt, die möglicherweise das Pflanzenwachstum beeinflussen.
3 Experimente, die Ihnen helfen, unabhängige und abhängige Variablen zu verstehen
Wenn Sie immer noch Schwierigkeiten haben, die Beziehung zwischen unabhängigen und abhängigen Variablen zu verstehen, kann es hilfreich sein, sie in Aktion zu sehen. Hier sind drei Experimente, die Sie zu Hause ausprobieren können.
Experiment 1: Pflanzenwachstumsraten
Eine einfache Möglichkeit, unabhängige und abhängige Variablen zu untersuchen, besteht darin, ein biologisches Experiment mit Samen durchzuführen. Versuchen Sie, etwas davon anzubauen Sonnenblumen und sehen Sie, wie verschiedene Faktoren ihr Wachstum beeinflussen. Angenommen, Sie haben zehn Sonnenblumensämlinge und beschließen, jedem von ihnen jeden Tag eine andere Menge Wasser zu geben, um zu sehen, ob sich das auf ihr Wachstum auswirkt. Die unabhängige Variable wäre hier die Wassermenge, die Sie den Pflanzen geben. und die abhängige Variable ist, wie hoch die Sonnenblumen werden.
Experiment 2: Chemische Reaktionen
Entdecken Sie damit ein breites Spektrum chemischer Reaktionen Chemie-Kit . Es enthält mehr als 100 Ideen für Experimente – wählen Sie eine aus, die Sie interessiert, und analysieren Sie die verschiedenen Variablen im Experiment!
Experiment 3: Einfache Maschinen
Bauen und testen Sie damit eine Reihe einfacher und komplexer Maschinen K'nex-Kit . Wie wirkt sich die Erhöhung der Masse eines Fahrzeugs auf seine Geschwindigkeit aus? Kann man mit einer festen oder beweglichen Rolle mehr heben? Denken Sie daran: Die unabhängige Variable ist das, was Sie steuern/ändern, und die abhängige Variable ist das, was sich dadurch ändert.
Quiz: Testen Sie Ihr Variablenwissen
Können Sie die unabhängigen und abhängigen Variablen für jedes der vier folgenden Szenarios identifizieren? Die Antworten finden Sie am Ende des Leitfadens, damit Sie Ihre Arbeit überprüfen können.
Szenario 1: Sie kaufen Ihrem Hund Futter verschiedener Marken, um herauszufinden, welches ihm am besten schmeckt.
Szenario 2: Deine Freunde laden dich zu einer Party ein und du beschließt, daran teilzunehmen, aber du befürchtest, dass ein zu langes Ausbleiben Auswirkungen darauf haben könnte, wie gut du morgen früh bei deinem Geometrietest abschneidest.
Szenario 3: Ihr Zahnarzttermin dauert vom Anfang bis zum Ende 30 Minuten. Das Warten in der Lounge, bevor Sie gerufen werden, ist darin nicht enthalten. Die Gesamtzeit, die Sie in der Zahnarztpraxis verbringen, entspricht der Zeit, die Sie vor Ihrem Termin warten , plus die 30 Minuten des eigentlichen Termins
Szenario 4: Sie kümmern sich regelmäßig um Ihren kleinen Cousin, der immer einen Wutanfall bekommt, wenn er sein Gemüse essen soll. Im Laufe der Woche bitten Sie ihn viermal, Gemüse zu essen.
Zusammenfassung: Unabhängige vs. abhängige Variable
Die Kenntnis der Definition unabhängiger Variablen und der Definition abhängiger Variablen ist der Schlüssel zum Verständnis der Funktionsweise von Experimenten. Die unabhängige Variable ist das, was Sie ändern, und die abhängige Variable ist das, was sich dadurch ändert. Sie können sich die unabhängige Variable auch als Ursache und die abhängige Variable als Wirkung vorstellen.
Bei der grafischen Darstellung dieser Variablen sollte die unabhängige Variable auf der x-Achse (horizontale Achse) und die abhängige Variable auf der y-Achse (vertikale Achse) angezeigt werden.
Es ist auch wichtig, konstante Variablen zu verstehen. Sie bleiben während des gesamten Experiments gleich, sodass Sie den Einfluss der unabhängigen Variablen auf die abhängige Variable genau messen können.
Was kommt als nächstes?
Unabhängige und abhängige Variablen werden üblicherweise im naturwissenschaftlichen Unterricht an weiterführenden Schulen unterrichtet. Lesen Sie unseren Leitfaden, um mehr zu erfahren welche naturwissenschaftlichen Kurse Oberstufenschüler belegen sollten.
Gute Ergebnisse bei standardisierten Tests sind ein wichtiger Bestandteil einer guten Hochschulbewerbung. Schauen Sie sich unsere Leitfäden mit den besten Lerntipps für SAT und ACT an.
Interessiert an Wissenschaft? Die Wissenschaftsolympiade ist eine großartige außerschulische Veranstaltung, die Sie in Ihre College-Bewerbungen einbeziehen können. und es kann Ihnen helfen, große Stipendien zu gewinnen. Schauen Sie sich unseren vollständigen Leitfaden zum Gewinnen von Wettbewerben bei der Wissenschaftsolympiade an.
Quiz-Antworten
Java-Programmierung von Primzahlen
1: Unabhängig: Hundefuttermarken; Abhängig davon, wie viel Ihr Hund frisst
2: Unabhängig: wie lange Sie auf der Party verbringen; Abhängig: Ihr Prüfungsergebnis
3: Unabhängig: Zeit, die Sie mit Warten verbringen; Abhängig: Gesamtzeit, die Sie beim Zahnarzt verbringen (die 30 Minuten Terminzeit sind die Konstante)
4: Unabhängig: Häufigkeit, mit der Ihr Cousin gebeten wird, Gemüse zu essen; Abhängig: Anzahl der Wutanfälle
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