O progresso na ciência depende de experimentos bem planejados que produzem resultados comunicáveis. O método científico envolve fazer uma pergunta, pesquisá-la, formular uma hipótese e depois testá-la, projetando um experimento que produza resultados que são então analisados para produzir uma conclusão. O experimento deve ser um teste justo, no qual você altera apenas uma variável. Uma variável é um fator, característica ou condição. Compreender os três tipos básicos de variáveis experimentais ajudará a tornar o experimento um sucesso.

TL; DR (muito longo; não leu)

A variável independente é aquela que o cientista muda durante um especialista, enquanto a variável dependente é aquela que o cientista mede para determinar os resultados do experimento. Variáveis controladas são aquelas que podem afetar o experimento, e o cientista as mantém iguais para tornar o experimento justo.
Variável Independente

A variável que o cientista muda durante o experimento é a variável independente. Pense no experimento como um exercício de "causa e efeito". A variável independente é o fator "causa". Por exemplo, para testar a hipótese de que uma semente precisa de luz para germinar, a variável independente seria se a semente foi exposta à luz ou coberta com o solo. Se você supõe que os carros derby de escoteiro Cub Scout são mais rápidos quando o peso está próximo à traseira, a localização do peso é a variável independente.
Variável dependente

A variável dependente é o que é medido ou observado. É o "efeito" no relacionamento de causa e efeito. No experimento de sementes, a germinação das sementes seria a variável dependente. Para o carro derby de pinhal, o tempo que leva para descer a rampa é a variável dependente e mensurável. Cada vez que você alterar a variável independente, como colocar o peso do carro em diferentes distâncias da retaguarda, faça uma medição.
Variável controlada

Para que o teste seja justo, outros fatores que podem afetar o resultado do experimento deve ser o mesmo ou controlado. Para o experimento de sementes, as sementes devem ser da mesma espécie, fonte e condições de armazenamento. A temperatura, a rega, a mistura de plantio e o período de exposição devem ser os mesmos. No experimento do derby de madeira de pinho, variáveis controladas podem incluir o design do carro; a altura, comprimento e suavidade da rampa; colocação inicial do carro na rampa; e o tipo de metal no peso. Às vezes, variáveis controladas são chamadas de "variáveis constantes". Se essas variáveis não puderem ser mantidas constantes, registre seus valores e avalie sua influência no experimento.
Confirmando a identificação de variáveis

O Centro Nacional de Estatísticas da Educação sugere o seguinte teste para identificar corretamente variáveis independentes e dependentes . Coloque as palavras apropriadas para o seu experimento nesta frase para ver se elas fazem sentido: (Variável independente) causa uma alteração em (variável dependente) e não é possível que (variável dependente) possa causar uma alteração em (variável independente). Para o experimento de sementes, a frase de teste dizia: A luz causa uma alteração na germinação das sementes e não é possível que a germinação das sementes possa causar uma mudança na luz.
Natureza das variáveis

Independente, dependente e variáveis controladas precisam ser mensuráveis para uma gravação precisa. A natureza da variável afeta a observação e a medição. Uma variável discreta é medida com números simples que registram uma quantidade física ou um valor físico, como o número de sementes germinadas. Uma variável contínua é um valor numérico que pode ter qualquer número, como distância ou temperatura. Uma variável categórica é medida por um rótulo e não por um número, como cor. As variáveis ordenadas são caracterizadas por ordem de tamanho em vez de número, como grande, médio ou pequeno.