고등학생이나 대학생들은 종종 과학 실험이나 사회 현상 등에 대하여 탐구 연구 보고서를 쓸 때가 있습니다. 특히 계획서를 작성하는 단계에서 변인 또는 변수를 설정하게 되는데요. 이 중 독립 변인, 종속 변인, 통제 변인이라는 말들이 있습니다. 어떤 개념인 지 한 번 살펴보겠습니다.
실험 또는 연구에서 변인(변수)의 종류
변인이나 변수라는 개념은 논문이나 실험 혹은 연구 보고서를 작성할 때 많이 사용됩니다. 어떠한 특정 개념을 설명할 때 정성적인 개념 보다는 구체화 시켜 정량적으로 표현할 때 많이 쓰이게 되고요. 또는 어떠한 가설이나 가정을 검증하기 위한 방법을 얘기할 때도 종종 사용됩니다.
보통 변인(변수)은 숫자적으로 표현할 수 있는 말로 사용합니다. 예를 들어 수박의 단 정도를 얘기할 때 정성적으로 표현하면 달달하다 또는 달다 이정도로 하게 되지만 이것을 정량적으로 표현하게 되면 당도라고 하게 됩니다. 여기서 달달함보다는 당도가 좀 더 변인에 가까운 말이 됩니다. 대부분 많이 쓰이는 변인의 종류로는 독립변인(조작변인), 종속 변인, 통제 변인(고정 변인) 등입니다. 이제부터는 하나 하나의 구체적인 개념을 알아보죠.
그러기 전에 하나의 실험을 예로 들어 보겠습니다. 한 연구자가 ‘라면을 끓일 때 물의 온도가 시간에 미치는 영향’을 연구하기 위해 실험을 한다고 하겠습니다.
독립 변인(독립 변수)
독립 변인은 한 마디로 표헌하자면 수학에서 나오는 함수에서 X 값을 얘기합니다. 결과치인 Y 값을 도출하기 위해 실험 연구자가 변화시킬 수 있는 변인을 말합니다. 뒤에 나오는 종속 변인에 영향을 주는 역할을 합니다. 다시 말하면 실험을 할 때 실험 결과에 영향을 미치는 변인을 말합니다. 다른 변화에 관계없이 영향을 받지 않기 때문에 독립 변인이라는 명칭을 사용하는데요. 독립 변인에는 보통 조작 변인과 통제 변인이 있습니다.
1. 조작 변인(조절 변인. 조작 변수)
조작 변인은 독립 변인 중 실험의 결과를 변화시키기 위해 인위적으로 변화 값을 주는 변인을 가리킵니다. 사전에 세워놓은 가설을 검증하기 위해 조건을 변경할 때 해당 조건이 조작 변인이 되는데 주로 이 조작 변인을 변화시키면서 실험의 결과를 확인하여 목적을 달성하게 됩니다. 위의 사례에서 보면 조작 변인은 온도가 됩니다. 실험은 온도를 변화시키면서 시간을 측정하기 때문에 온도를 실험자가 변화 시키게 되죠.
2. 통제 변인(통제 변수, 고정 변인)
여러 독립 변인 중에서 조작 변인을 제외한 나머지를 의미합니다. 온도가 시간에 미치는 영향을 명확히 확인하기 위해서는 다른 변인들은 변화가 일어나면 안됩니다. 그러면 위의 사례에서 통제 변인은 무엇일까요? 라면을 끓이기 위해서는 라면과 냄비, 그리고 불이 있습니다. 따라서 라면의 종류, 냄비의 종류, 불을 사용할 수 있는 가스 렌지 같은 도구 등은 변인이라고 할 수 있는데 이러한 변인들은 모두 같은 것을 사용해야 오로지 온도가 미치는 영향만을 알 수 있습니다. 따라서 이 변인들은 실험자가 똑같게 고정을 시키고 실험을 진행하게 되며 이 변인들을 통제 변인이라고 합니다.
종속 변인(종속 변수)
종속 변인은 실험 또는 연구의 결과 값을 의미합니다. 사례에서는 라면을 끓이는 ‘시간’이 종속 변인이 되겠네요. 종속 변인은 다른 독립 변인의 영향을 받아서 변화합니다. 그리고 실험에서 종속 변인은 독립 변인이 될 수 없는 특징을 가지고 있습니다. 다른 독립 변인 들 즉, 물의 온도와 냄비, 라면의 종류, 불 등은 라면을 끓이는 시간에 영향을 미칠 수 있지만 시간 자체가 온도나 냄비 라면의 종류에는 영향을 미칠 수 없죠.