ما هي مستويات المتغير المستقل؟

في التجربة هناك نوعان من المتغيرات:

المتغير المستقل: المتغير الذي يقوم المجرب بتعديله أو التحكم فيه ليتمكن من ملاحظة التأثيرات على المتغير التابع.

المتغير التابع: المتغير المقاس في التجربة والذي “يعتمد” على المتغير المستقل.

في التجربة، يريد الباحث أن يفهم كيف تؤثر التغيرات في متغير مستقل على متغير تابع.

عندما يكون للمتغير المستقل عدة شروط تجريبية، يقال أن هناك مستويات للمتغير المستقل .

على سبيل المثال، لنفترض أن المعلم يريد أن يعرف كيف تؤثر ثلاث تقنيات دراسة مختلفة على درجات الاختبار. قامت بتعيين 30 طالبًا بشكل عشوائي لاستخدام إحدى تقنيات الدراسة الثلاثة لمدة أسبوع، ثم يأخذ كل طالب نفس الاختبار بالضبط.

في هذا المثال المتغير المستقل هو تقنية الدراسة وله ثلاثة مستويات :

• تقنية 1
• تقنية 2
• تقنية 3

أي أن هناك ثلاثة شروط تجريبية يمكن أن يتعرض لها الطلاب.

المتغير التابع في هذا المثال هو درجة الامتحان، والتي تعتمد على أسلوب الدراسة الذي يستخدمه الطالب.

توضح الأمثلة التالية بعض التجارب الإضافية باستخدام المتغيرات المستقلة على مستويات متعددة.

مثال 1: مصاريف الإعلان

لنفترض أن أحد المسوقين أجرى تجربة أنفق فيها ثلاثة مبالغ مختلفة (منخفضة، متوسطة، عالية) على إعلان تلفزيوني ليرى مدى تأثير ذلك على مبيعات منتج معين.

في هذه التجربة لدينا المتغيرات التالية:

المتغير المستقل: الإنفاق الإعلاني

• 3 مستويات:
  • ضعيف
  • متوسط
  • عالي

المتغير التابع: إجمالي مبيعات المنتج

مثال 2: الدواء الوهمي مقابل الدواء

لنفترض أن الطبيب يريد معرفة ما إذا كان دواء معين يقلل من ضغط الدم لدى مرضاه. قام بتجنيد عينة عشوائية بسيطة مكونة من 100 مريض وقام بشكل عشوائي بتعيين 50 منهم لاستخدام حبوب منع الحمل التي تحتوي على الدواء الحقيقي و50 لاستخدام حبوب منع الحمل التي هي في الواقع مجرد علاج وهمي.

في هذه التجربة لدينا المتغيرات التالية:

المتغير المستقل: نوع الدواء

• 2 المستويات:
  • حبة دواء حقيقية
  • حبوب الدواء الوهمي

المتغير التابع: التغير العام في ضغط الدم

مثال 3: نمو النبات

لنفترض أن عالم النبات يستخدم خمسة أسمدة مختلفة (سنسميها A، B، C، D، E) في حقل لتحديد ما إذا كان لها تأثيرات مختلفة على نمو النبات.

في هذه التجربة لدينا المتغيرات التالية:

المتغير المستقل: نوع السماد

• 5 مستويات:
  • الأسمدة أ
  • الأسمدة ب
  • الأسمدة ج
  • سماد
  • سماد

المتغير التابع: نمو النبات

كيفية تحليل مستويات المتغير المستقل

عادة، نستخدم تحليل التباين (ANOVA) أحادي الاتجاه لتحديد ما إذا كانت مستويات المتغير المستقل تسبب نتائج مختلفة في المتغير التابع.

يستخدم تحليل التباين الأحادي الفرضيات الصفرية والبديلة التالية:

• H ₀ (خالية): جميع وسائل المجموعة متساوية
• H ₁ (بديل): يختلف متوسط مجموعة واحدة على الأقل   استراحة

على سبيل المثال، يمكننا استخدام تحليل التباين أحادي الاتجاه لتحديد ما إذا كانت أنواع الأسمدة الخمسة المختلفة من المثال السابق تؤدي إلى متوسط معدلات نمو مختلفة للنباتات.

إذا كانت القيمة p لتحليل التباين (ANOVA) أقل من مستوى معين من الأهمية (على سبيل المثال α = 0.05)، فيمكننا رفض فرضية العدم. وهذا يعني أن لدينا ما يكفي من الأدلة لنقول أن متوسط نمو النبات ليس متساويًا عند جميع مستويات الأسمدة الخمسة.

يمكننا بعد ذلك إجراء اختبارات لاحقة لتحديد الأسمدة التي تؤدي إلى متوسط معدلات نمو مختلفة.