Araştırma ile olaylar arasında neden-sonuç ilişkileri aranır ifadesindeki 'olaylar' kavramı, bilimsel araştırmaların temel yapı taşı olan değişkenlere karşılık gelmektedir. Aslen bir matematik terimi olan değişken, sosyal bilimlerde ve deneysel araştırmalarda gözlemlenip incelenen her türlü unsuru işaret etmek için kullanılır. Bir kavram veya kavramsal yapı deneysel ortama aktarıldığında ve üzerinde inceleme yapılmaya başlandığında değişken adını alır.
Araştırmada incelenen birden fazla kategoriye ve değere sahip olan özellikler değişken olarak tanımlanır. Değişken üzerinde her birey yalnızca tek bir kategoride yer alabilir ve değişebilen, yani en az iki değer alabilen her şey değişken kapsamına girer. Örneğin cinsiyet (kadın-erkek), yaş veya iyileştirme şekilleri birer değişken olarak ele alınabilir. Değişmez gibi görünen bazı kavramlar bile türleri düşünülerek değişken haline getirilebilir; tıpkı 'okul' kavramının 'okul türleri' (özel-resmi, genel-mesleki) şeklinde ele alınması gibi.
Sosyal bilimciler olaylardaki değişmeleri karşılaştırmaya ve iki ayrı miktar arasındaki ilişkileri tespit etmeye çalışırlar. Bu bağlamda araştırmacılar, problemi tanımlarken değişkenleri sistemli bir bütünlük içinde ele almalıdır. Amaç, belli bir değişkeni tanımak, nicel veya nitel yönlerini ortaya çıkarmaksa değişkenler ayrı ayrı betimlenir; ancak neden-sonuç ilişkisi aranıyorsa bağımlı ve bağımsız değişkenler devreye girer.
Değişkenler aldıkları değerlere göre iki temel gruba ayrılır: Süreksiz (geçişsiz) değişkenler ve sürekli (geçişli) değişkenler. Bu sınıflandırma, değişkenlerin yapısını ve onlardan elde edilecek veri türünün duyarlılığını doğrudan belirler.
Süreksiz değişkenler, alt ve üst sınırları içinde belli değerlerden veya seçeneklerden başkasını alamayan, yalnızca tam sayılarla ifade edilebilen değişkenlerdir. Örneğin cinsiyet değişkeni yalnızca erkek ve kadın olmak üzere iki değer alabilir ve aralarında üçüncü bir değer bulunmaz. Bu tür değişkenlere nitel değişkenler de denmektedir.
Sürekli değişkenler ise alt ve üst sınırları arasında herhangi bir değer alabilme olasılığına sahip olan, bir başka deyişle kesirli olarak ifade edilebilen değişkenlerdir. Örneğin ağırlık veya yaş değişkenine sıfırdan sonsuza kadar çeşitli kesirli değerler verilebilir. Bu değişken türlerine nicel değişkenler de adı verilmektedir. Pratikte her ne kadar en küçük ünitelere ayırma işi fiziki olarak sınırlı olsa da kuramsal düzeyde bu ayrım büyük önem taşır.
Kontrol şekillerine göre değişkenler üç ana gruba ayrılır: Bağımlı değişken, bağımsız değişken ve kontrol değişkenleri. Bu gruplandırma, özellikle neden-sonuç ilişkilerinin incelendiği deneme düzenlerinde büyük bir zorunluluk olarak karşımıza çıkar.
Bağımlı değişken, bir tür sonuç niteliğinde olan, araştırmacıyı rahatsız eden ve açıklanması istenen durumdur. Diğer değişkenlerin etkisine bağlı olarak değişen bu değişken genellikle 'Y' harfi ile ifade edilir. Örneğin öğrenci başarısını inceleyen bir araştırmada, çeşitli faktörlerden etkilenmesi beklenen 'öğrenci başarısı' bağımlı değişkendir.
Bağımsız değişken, bağımlı değişken üzerindeki etkisinin öğrenilmek istendiği uyarıcı değişkendir. Kendisi başka bir faktörden etkilenmeyen ve değişmenin kendisine atfedildiği değişkendir. Bağımsız değişkenler kendi içinde, araştırmacının voltajı ayarlaması gibi kontrol altında tutabildiği 'aktif' değişkenler ve zaten var olan seçeneklerden yararlanılan zeka gibi 'pasif' değişkenler olarak ikiye ayrılır.
Bağımsız değişkenin bağımlı değişken üzerindeki etkisi çoğunlukla dolaylıdır ve bu durum 'ara değişken' ile açıklanır. Örneğin televizyonlu öğretim (bağımsız değişken) ile öğrenci başarısı (bağımlı değişken) arasındaki ilişkide ara değişken 'iletişim kanallarının sayısı'dır. Değişkenlerin etki sırası bağımsız değişken, ara değişken ve bağımlı değişken şeklinde sıralanır.
Kontrol değişkenleri, ele alınan bağımsız değişkenlerin dışında kalan ancak bağımlı değişkeni şu veya bu şekilde etkileme olasılığı kuvvetli olan şaşırtıcı değişkenlerdir. Araştırmacı, bağımsız değişkenin gerçek etkisini görebilmek için kontrol değişkenlerini sabit tutmak ve grupları eşitlemek zorundadır.
Kontrol değişkenleri üç grupta incelenir: Evrene ait kontrol değişkenleri (zeka, yaş, cinsiyet, deneyim gibi bireysel nitelikler), araştırma sürecine ait kontrol değişkenleri (ölçü ve zaman gibi işlem ayrılıkları) ve araştırmanın yapıldığı yerdeki dış kaynaklara ait kontrol değişkenleri (gürültü, ışık gibi çevresel etkenler).
Uygulamada kontrol değişkenlerinin bir kısmını kontrol etmek kolayken, çoğunun kontrolü güç ya da olanaksızdır. Bunun temel nedenleri değişkenin varlığının bilinememesi veya kontrol etme olanağının bulunamamasıdır. Bağımlı-bağımsız ayrımı yapılmasa bile, doğru sonuçlara ulaşabilmek için kontrol değişkenlerinin her durumda hesaba katılması şarttır.
Araştırma konusu belirlendikten sonra gerçekleştirilecek orijinal, yapılabilir ve bilimsel katkı sağlayacak ön amaçlar ve çözümlenecek problemler ortaya konmalıdır. Amaçlar; kaynak taramalarını sınırlandırmak, belirli problemlere yoğunlaşmak ve araştırmanın çerçevesini dar tutarak kısa zamanda sonlandırılmasını sağlamak için hayati önem taşır.
Araştırma probleminin en somutlaştığı yer amaçlardır. Amaçlar 'Ne?', 'Nasıl?' ve 'Niçin?' gibi sorularla ilgili olup, aydınlatılmak istenen değişkenleri ve ilişkilerini sorgular. Araştırmada amaçlar iki düzeyde ele alınır: Giriş cümlesi niteliğindeki genel amaçlar ve hangi değişkenlerde hangi verilerin toplanacağını belirleyen işlevsel alt amaçlar.
Araştırma amaçlarının yazılması şu aşamalardan geçer: Genel araştırma konusu bulma, ölçütler kullanarak konuyu daraltıp araştırılabilecek şekle getirme, genel araştırma sorularını ifade etme ve en son aşamada araştırma amaçlarını net bir şekilde belirleme.
Araştırmanın ayrıntılı amaçları iki şekilde ifade edilebilir: Soru cümleleri ile veya denenceler (hipotezler) yoluyla. Soru cümlelerinin yaygın kullanım nedeni ifade ediliş kolaylığı ve hipotezlerdeki gibi bir varsayıma dayanma zorunluluğunun olmamasıdır.
Araştırma soruları yazılırken 'ne' (tanımlayıcı) ve 'niçin' (açıklayıcı) sorularının farkına dikkat edilmelidir. 'Ne' sorusuna cevap bulmak kolaydır ancak bir araştırmayı tamamen tanımlayıcı bir temele oturtmak onu ders kitabı veya rapor niteliğine büründürür, özellikle tez çalışmalarında bulgularla sınanacak bir iddia olması için 'niçin' sorularına mutlaka yer verilmelidir.
İdeal olan araştırma sürecinde önce durumu tespit etmek adına 'ne' sorularını ortaya atmak, ardından durumu izah edip derinlemesine analiz yapmak için 'niçin' sorularına cevap aramaktır. Bu yaklaşım, araştırmanın bilimsel derinliğini ve raporun niteliğini üst düzeye taşır.