Efectuați un experiment științific
Experimentarea este cea mai bună metodă pentru oamenii de știință de a testa fenomenele naturale în speranța de a obține noi perspective. Experimentele bune urmează un model logic pentru a testa o variabilă specifică și bine definită. Prin învățarea principiilor de bază pe care se construiește fiecare proiect experimental, veți putea să aplicați aceste principii în propriile experimente. Indiferent de domeniul lor de aplicare, toate experimentele, de la proiectele științifice de bază la cele mai avansate metode de cercetare ale cercetării Higgs Boson, lucrează asupra principiilor logice și deductive ale metodei științifice.
conținut
metodă
Partea 1
Dezvoltați un experiment științific cuprinzător
1
Alegeți un subiect specific. Experimentele, ale căror rezultate schimbă paradigme științifice cuprinzătoare, sunt foarte rare. Marea majoritate a experimentelor răspund unor mici întrebări specifice. Cunoștințele științifice se bazează pe suma datelor din nenumărate experimente. Găsiți o zonă sau o întrebare fără răspuns cu un domeniu de aplicare mic care poate fi testat.
- De exemplu, dacă doriți să faceți un experiment privind îngrășămintele agricole, nu căutați răspunsul "Ce tip de îngrășământ este cel mai bun pentru creșterea plantelor?" Există multe tipuri diferite de îngrășăminte și multe tipuri diferite de plante în lume. Un experiment nu va fi suficient pentru a trage o concluzie universală. O idee mult mai bună este să concepem un experiment cu privire la întrebarea: "Ce concentrație de azot din îngrășământ produce cea mai mare cultură?"
- Cunoștințele științifice moderne sunt foarte frecvente. Dacă încercați să faceți cercetări științifice serioase, trebuie să vă studiați zona foarte extensivă. Au efectuat deja experimente la întrebarea pe care doriți să o studiați în experimentul dvs.? Dacă este cazul, întrebați dacă există o modalitate de adaptare a subiectului pentru a aborda problemele care nu au fost încă preluate de cercetările existente?
2
Izolați variabilele. Experimentele științifice bune testează parametrii specifici, măsurabili, care se mai numesc și "variabile". În general vorbind, omul de știință efectuează un experiment pe un set de valori pentru variabila pe care o testează. Un aspect vital în efectuarea unui experiment este numai pentru a ajusta variabila specifică pe care o testați (nu celelalte variabile).
3
Creați o ipoteză. O ipoteză, pe scurt, este o predicție a rezultatului experimentului dvs. Nu ar trebui să fie o idee orb. Ipotezele bune se bazează pe cercetarea de fond pe care o faceți atunci când vă selectați zona. Bazați-vă pe ipoteza privind rezultatele unor experimente similare efectuate de colegii din domeniul dvs. Când abordați o problemă care încă nu a fost studiată complet, vă bazați ipoteza pe o combinație de cercetare literară și observațiile înregistrate pe care le puteți găsi. Amintiți-vă, în ciuda muncii dvs. excelente de cercetare, ipoteza dvs. poate să se dovedească greșită. În acest caz, ar trebui să vă lărgi cunoștințele în măsura în care ați furnizat dovada "incorectă" a predicției.
4
Planificați colectarea datelor. Cunoașteți în avans "când" veți colecta date și "ce tip" de date pe care le veți colecta. Datele lipsesc într-un interval predeterminat sau în alte cazuri la intervale regulate. De exemplu, în experimentul nostru cu îngrășăminte, veți determina greutatea (în kilograme) a recoltei de porumb după sezonul de creștere. Vom compara aceste rezultate cu concentrațiile de azot ale diferitelor îngrășăminte cu care au fost tratate fiecare plantație. În alte experimente (cum ar fi cele care măsoară schimbarea unei anumite variabile într-o perioadă de timp), este necesară măsurarea datelor la intervale regulate.
5
Realizați experimentul metodic. Porniți experimentul și testați-l pe variabila. Acest lucru necesită aproape întotdeauna să faceți de multe ori experimentul pentru multe valori ale variabilei dvs. În exemplul nostru de îngrășământ, vom planta multe plante identice cu porumb și le vom fertiliza cu îngrășământul care conține cantități diferite de azot. În general, cu cât mai multe date puteți captura, cu atât mai bine. Înregistrați cât mai multe date posibil.
6
Colectați-vă datele. Înregistrați-vă datele direct în foaia de calcul, dacă este posibil. Această procedură vă va economisi o mulțime de cefale dacă aveți nevoie să reintroduceți și să comparați datele. Aflați cum să gestionați cazurile speciale din datele dvs.
7
Analizați-vă datele și trageți concluzia. A fost corectă ipoteza ta? A fost istoria pe care ați observat-o în zona de date? Ai descoperit date neașteptate? Aveți întrebări fără răspuns care pot fi abordate într-un experiment viitor? Încercați să răspundeți la aceste întrebări atunci când evaluați rezultatele. Dacă datele dvs. nu confirmă definitiv ipoteza cu "da" sau "nu", gândiți-vă la efectuarea de experimente experimentale suplimentare și colectarea mai multor date.
Partea 2
Realizați un exemplu de experiment
1
Alegeți o zonă și definiți variabilele. În scopul acestui exemplu, vom alege un experiment simplu, la scară mică. În experimentul nostru vom testa efectul diferitelor combustibili din cutiile de pulverizare asupra puterii de foc a tunurilor de cartofi.
- În acest caz, tipul de gaz aerosol pe care îl folosim este "variabila independentă" (variabila pe care o schimbăm), în timp ce spectrul proiectilului este "variabila dependentă".
- Următoarele lucruri ar trebui să fie luate în considerare în acest experiment: Există o modalitate de a se asigura că greutatea munițiilor de cartofi este întotdeauna aceeași? Există o modalitate de a umple întotdeauna aceeași cantitate de combustibil gazos cu fiecare împușcare în tun? Aceste două aspecte pot afecta spectrul de tun. Se cântărește fiecare oală în avans și se adaugă aceeași cantitate de gaz la tun cu fiecare împușcare.
2
Faceți-vă ipoteza. Dacă vom testa fixativ, spray de gatit si spray de vopsea, putem spune că spray-ul de păr conține un gaz aerosol cu o proporție mai mare de butan decât celelalte spray-uri. Pentru că știm că butanul este combustibil, putem emite ipoteza că spray de păr are o mai mare, de propulsie Shot de putere atunci când este aprins și, prin urmare, un proiectil de cartofi transportat pe o distanță mai lungă. Ne-ar scrie ipoteza noastră cu următoarele cuvinte: „Cu cât conținutul de butan în gazul de aerosoli propulsiv fixativ, mai lung gama va fi în cazul în care proiectilul de cartofi zboara cu o greutate de 250-300 grame.“
3
Organizați colectarea datelor în avans. În experimentul nostru vom testa fiecare gaz aerosol de 10 ori și vom determina valorile medii. De asemenea, vom testa un gaz aerosol fără butan ca un control pentru acest test. Ca pregătire, vom aduna tunul nostru de cartofi. Vom testa și vom asigura că funcționează. Vom cumpăra spray-ul nostru de aerosoli și vom cântări și tăia proiectilele de cartofi.
4
Efectuați experimentul. Vom trage 10 focuri cu fiecare spray de aerosoli, folosind aceeași cantitate de spray pentru fiecare proiectil. După fiecare lovitură, vom măsura distanța pe care proiectilul a zburat cu o bandă lungă. Notați aceste date în tabelul dvs.
5
Analizați datele. Să presupunem că am descoperit că spray-ul de par a împușcat cel mai mult, dar spray-ul de gătit era mai stabil. Putem vizualiza vizual aceste date. O modalitate bună de a reprezenta valorile medii ale fiecărui spray este de a crea o diagramă de bare. Un complot scatter, pe de altă parte, este o modalitate bună de a arăta deviațiile valorilor individuale pentru fiecare împușcare.
6
Desenează-ți concluziile. Reflectați rezultatele experimentului. Pe baza datelor, putem spune cu certitudine că ipoteza noastră a fost corectă. Putem de asemenea să spunem că am găsit ceva imprevizibil și că spray-ul de gătit a produs cele mai consecvente rezultate. Putem vorbi, de asemenea, despre greșelile și problemele cu care ne-am confruntat. În cele din urmă, putem recomanda zone pentru cercetări ulterioare, cum ar fi obținerea unor valori mai mari cu o cantitate mai mare de gaze.
Sfaturi
- Distrează-te și acordă atenție siguranței.
- Știința înseamnă a pune întrebări. Nu fiți timizi în alegerea unui subiect pe care nimeni nu l-a explorat înainte.
avertismente
- Purtați ochelari de protecție.
- Dacă obțineți ceva în ochii dvs., clătiți cu apă caldă timp de cel puțin 5 minute.
- Nu țineți băuturi sau alimente în apropierea muncii dvs.
- Spălați-vă mâinile înainte și după experiment.
- Dacă folosiți cuțite ascuțite, substanțe chimice periculoase sau flăcări fierbinți, asigurați-vă că un adult este responsabil de dvs.
- Purtați mănuși de cauciuc atunci când manipulați substanțele chimice.
- Înlăturați părul înapoi.
Distribuiți pe rețelele sociale:
înrudit
- Aplicați metoda științifică
- Faceți o ipoteză
- Deveniți astrofiziciști
- Luați profesia de om de știință
- Calculați valoarea P
- Scrie un raport minunat
- Pentru a dezvolta o teorie
- Scriind o lucrare științifică
- Pentru a rezuma o publicație științifică
- Creați o bibliografie comentată
- Utilizați un pendul
- Efectuați un proiect științific
- Creați gel balistic
- Deveniți un expert în nutriție
- Zdrobiți o cutie cu presiunea aerului
- Fii un bun om de știință
- Aflați pentru un examen științific
- Aflați pentru disciplinele științifice
- Fii bun în știință
- Deveniți un metalurgist
- Faceți cercetări calitative