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Pesquisadores nos primeiros dias da investigação científica costumavam usar abordagens muito simples para a experimentação. Uma abordagem comum era conhecida como "um fator de cada vez" (ou OFAT) e envolvia a alteração de uma variável em um experimento e a observação dos resultados, passando para a próxima variável única. Os cientistas modernos usam métodos mais sofisticados para realizar ensaios, onde consideram diferentes fontes de variação que podem afetar os resultados.
Design da Experiência
O processo de delineamento de experimentos é um método de reunir testes que fornecem as informações mais possíveis. Normalmente, um experimento projetado visa encontrar os efeitos de diversos fatores diferentes no resultado de um processo. Os cientistas reuniram experimentos que mostram se a variação entre sujeitos expostos a fatores diferentes é maior do que a variação dentro de grupos de sujeitos expostos ao mesmo fator. Alguns experimentos projetados também podem mostrar se há alguma interação entre vários fatores.
Dentro dos assuntos
A variação dentro do sujeito em um experimento refere-se à variação observada em um grupo de sujeitos que são todos tratados da mesma maneira. Se um médico estiver testando três medicamentos para procurar uma diferença em sua eficácia e também estiver interessado em diferenças entre os sexos, ela poderá separar indivíduos do sexo masculino em três grupos e tratar cada um com um medicamento diferente, e faça o mesmo com três grupos do sexo feminino. Mesmo dentro de um grupo de indivíduos (mesmo sexo, mesmo medicamento), no entanto, pacientes diferentes terão respostas diferentes. Esta é a variação dentro do assunto.
Entre sujeitos
O outro tipo de variação em um experimento é entre sujeitos. Essa é a diferença entre diferentes grupos expostos a diferentes fatores. No exemplo dos exames médicos, ela observaria a diferença no tempo médio de recuperação entre os grupos masculino e feminino e também entre cada um dos grupos que tomavam um dos três medicamentos. Em cada caso, provavelmente haverá diferenças entre os grupos. A tarefa do experimento projetado é verificar se essa diferença é estatisticamente significativa.
ANOVA
Um pesquisador utilizará ANOVA, análise de variância, estatística para comparar dentro e entre as variações dos sujeitos. O teste ANOVA classifica as variações "dentro" para "entre". Se houver variação significativa dentro dos mesmos grupos, isso sugere que o teste em si tende a ter uma ampla variedade de resultados. Se a variação "dentro" estiver em pé de igualdade com a variação "entre", o teste ANOVA concluirá que o pesquisador não pode dizer que os fatores tiveram um efeito, uma vez que quaisquer efeitos aparentes podem ser devidos à variação aleatória observada dentro grupos de teste. Uma abordagem mais sofisticada, conhecida como ANOVA bidirecional, também pode detectar interações entre fatores.