Wissenschaft

Was ist ein kontrolliertes Experiment?

Ein kontrolliertes Experiment ist ein Experiment, bei dem bis auf eine Variable alles konstant gehalten wird. Normalerweise wird ein Datensatz als Kontrollgruppe angesehen. was üblicherweise der normale oder übliche Zustand ist, und eine oder mehrere andere Gruppen werden untersucht, wobei alle Bedingungen mit Ausnahme einer Variablen mit der Kontrollgruppe und untereinander identisch sind.

Manchmal ist es notwendig, mehr als eine Variable zu ändern, aber alle anderen experimentellen Bedingungen werden so gesteuert , dass sich nur die untersuchten Variablen ändern. Und was gemessen wird, ist die Menge der Variablen oder die Art und Weise, wie sie sich ändern.

Kontrolliertes Experiment

  • Ein kontrolliertes Experiment ist einfach ein Experiment, bei dem alle Faktoren bis auf einen konstant gehalten werden: die unabhängige Variable.
  • Eine übliche Art von kontrolliertem Experiment vergleicht eine Kontrollgruppe mit einer experimentellen Gruppe. Alle Variablen sind bis auf den zu testenden Faktor zwischen den beiden Gruppen identisch.
  • Der Vorteil eines kontrollierten Experiments besteht darin, dass es einfacher ist, Unsicherheiten über die Signifikanz der Ergebnisse zu beseitigen.

 

Beispiel eines kontrollierten Experiments

Angenommen, Sie möchten wissen, ob die Art des Bodens die Keimdauer eines Samens beeinflusst, und Sie entscheiden sich für ein kontrolliertes Experiment, um die Frage zu beantworten. Sie können fünf identische Töpfe nehmen, jeden mit einer anderen Art von Erde füllen, identische Bohnensamen in jeden Topf pflanzen, die Töpfe in ein sonniges Fenster stellen, sie gleichmäßig gießen und messen, wie lange es dauert, bis die Samen in jedem Topf sprießen .

Dies ist ein kontrolliertes Experiment, da Ihr Ziel darin besteht, jede Variable mit Ausnahme der Art des Bodens, den Sie verwenden, konstant zu halten . Sie steuern diese Funktionen.

 

Warum kontrollierte Experimente wichtig sind

Der große Vorteil eines kontrollierten Experiments besteht darin, dass Sie einen Großteil der Unsicherheit über Ihre Ergebnisse beseitigen können. Wenn Sie nicht jede Variable steuern können, kann dies zu einem verwirrenden Ergebnis führen.

Wenn Sie beispielsweise verschiedene Arten von Samen in jeden der Töpfe gepflanzt haben und versuchen festzustellen, ob der Bodentyp die Keimung beeinflusst, keimen einige Arten von Samen möglicherweise schneller als andere. Man kann nicht mit Sicherheit sagen, dass die Keimrate auf die Art des Bodens zurückzuführen ist. Es könnte genauso gut an der Art der Samen liegen.

Oder wenn Sie einige Töpfe in ein sonniges Fenster und einige in den Schatten gestellt oder einige Töpfe mehr als andere bewässert hätten, könnten Sie gemischte Ergebnisse erzielen. Der Wert eines kontrollierten Experiments besteht darin, dass es ein hohes Maß an Vertrauen in das Ergebnis liefert. Sie wissen, welche Variable eine Änderung verursacht hat oder nicht.

 

Werden alle Experimente kontrolliert?

Nein sind sie nicht. Es ist immer noch möglich, nützliche Daten aus unkontrollierten Experimenten zu erhalten, aber es ist schwieriger, aus den Daten Schlussfolgerungen zu ziehen.

Ein Beispiel für einen Bereich, in dem kontrollierte Experimente schwierig sind, sind Tests am Menschen. Angenommen, Sie möchten wissen, ob eine neue Diätpille beim Abnehmen hilft. Sie können eine Stichprobe von Personen sammeln, jeder von ihnen die Pille geben und ihr Gewicht messen. Sie können versuchen, so viele Variablen wie möglich zu steuern , z. B. wie viel Bewegung sie bekommen oder wie viele Kalorien sie essen.

Sie haben jedoch mehrere unkontrollierte Variablen, darunter Alter, Geschlecht, genetische Veranlagung für einen hohen oder niedrigen Stoffwechsel, wie übergewichtig sie vor Beginn des Tests waren, ob sie versehentlich etwas essen, das mit dem Medikament interagiert usw.

Wissenschaftler versuchen, bei unkontrollierten Experimenten so viele Daten wie möglich aufzuzeichnen, damit sie zusätzliche Faktoren erkennen können, die ihre Ergebnisse beeinflussen können. Obwohl es schwieriger ist, aus unkontrollierten Experimenten Schlussfolgerungen zu ziehen, entstehen häufig neue Muster, die in einem kontrollierten Experiment nicht beobachtbar gewesen wären.

Beispielsweise stellen Sie möglicherweise fest, dass das Diätmedikament bei weiblichen Probanden zu wirken scheint, nicht jedoch bei männlichen Probanden. Dies kann zu weiteren Experimenten und einem möglichen Durchbruch führen. Wenn Sie nur ein kontrolliertes Experiment durchführen könnten, vielleicht nur an männlichen Klonen, hätten Sie diese Verbindung verpasst.

 

Quellen

  • Box, George EP et al. Statistiken für Experimentatoren: Design, Innovation und Entdeckung . Wiley-Interscience, eine Veröffentlichung von John Wiley & Soncs, Inc., 2005. 
  • Creswell, John W.  Bildungsforschung: Quantitative und qualitative Forschung planen, durchführen und bewerten . Pearson / Merrill Prentice Hall, 2008.
  • Pronzato, L. „Optimales experimentelles Design und einige damit verbundene Kontrollprobleme“. Automatica . 2008.
  • Robbins, H. „Einige Aspekte der sequentiellen Versuchsplanung“. Bulletin der American Mathematical Society . 1952.

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