Hoe om `n wetenskaplike eksperiment uit te voer

Eksperimentering is die metode waardeur wetenskaplikes natuurlike verskynsels analiseer in die hoop om nuwe kennis te bekom. Goeie eksperimente volg `n logiese ontwerp om die veranderlikes op `n presiese en spesifieke manier te definieer en te toets. Deur die fundamentele beginsels van eksperimentele ontwerp te leer, kan u dit dan op u eie eksperimente toepas. Ongeag bereik, al eksperimente gehalte werk volgens die beginsels van logika en deduktiewe wetenskaplike metode, van die klok gedryf aartappels wetenskap billike vyfde graad deur die nuutste navorsing wat verband hou met die Higgs boson.

conținut

Stappe
Deel 1
Deel 2
Wenke
Waarskuwings

stappe

Deel 1

Ontwerp `n wetenskaplik-geldige eksperiment

Prent getiteld Doen `n wetenskap eksperiment Stap 1

Kies `n spesifieke tema Eksperimente waarvan die resultate radikale veranderinge in die wetenskaplike paradigma veroorsaak, is baie, baie skaars. Die oorgrote meerderheid van die eksperimente beantwoord klein en spesifieke vrae. Wetenskaplike kennis word gebou uit die versameling van data van talle eksperimente. Kies `n onderwerp of vraag sonder `n antwoord wat `n klein en verifieerbare omvang het.

As jy byvoorbeeld `n eksperiment met landbou kunsmis wil doen, moenie probeer om die vraag te beantwoord nie, `Watter soort kunsmis is die beste vir die groei van plante?` Daar is baie verskillende soorte kunsmis en plante in die wêreld, so `n eksperiment sal nie universele gevolgtrekkings daaroor kan trek nie. `N baie meer toepaslike vraag om `n eksperiment hierop te ontwerp, sou wees: "Watter konsentrasie van stikstof in die kunsmis lewer die grootste koringgewasse?".
Moderne wetenskaplike kennis is baie, baie breed. As jy ernstige wetenskaplike navorsing gaan doen, moet jy jou onderwerp deeglik ondersoek voordat jy jou eksperiment begin beplan. Is daar vorige eksperimente wat die vraag beantwoord het wat jy met jou eksperiment wil bestudeer? Indien wel, is daar `n manier om die onderwerp aan te pas om vrae aan te spreek wat nog nie deur bestaande navorsing beantwoord is nie?

Prent getiteld Doen `n wetenskap eksperiment Stap 2

Isoleer jou veranderlikes. Kwaliteit wetenskaplike eksperimente toets spesifieke en meetbare parameters genoem veranderlikes. Oor die algemeen voer `n wetenskaplike `n eksperiment uit vir `n reeks waardes van die veranderlike wat hy studeer. `N Belangrike probleem wanneer `n eksperiment uitgevoer word, is om aan te pas net die spesifieke veranderlikes wat jy studeer (en nie die res van die veranderlikes nie).

Byvoorbeeld, in ons geval van kunsmis, sal ons wetenskaplike verskeie graangewasse in `n grond met kunsmis groei waarvan die stikstofkonsentrasie verskillend is. Hy moet elke graan oes gee presies dieselfde hoeveelheid kunsmis. Dan moet jy seker maak dat die chemiese samestelling van die kunsmis wat jy gebruik het, glad nie verskil nie, behalwe vir die stikstofkonsentrasie. Byvoorbeeld, moet jy nie `n kunsmis gebruik met `n magnesiumkonsentrasie hoër as die res nie. Daarbenewens moet jy presies dieselfde hoeveelheid en spesies koringgewasse op dieselfde tyd en in dieselfde tipe grond elke keer as jy die eksperiment herhaal.

Prent getiteld Doen `n Wetenskap Eksperiment Stap 3

Bou `n hipotese. `N Hipotese is basies `n voorspelling van die resultaat van die eksperiment. Dit behoort nie `n blinde aanname te wees nie. Goeie hipoteses moet ondersteun word deur navorsing wat u gedoen het toe u die tema van die eksperiment gekies het. Jou hipotese gebaseer op die resultate van soortgelyke eksperimente deur kollegas of, as jy in die gesig staar `n probleem wat nie diep bestudeer, Basala in kombinasie bibliografiese navorsing en waarneming wat jy kan maak. Onthou, alhoewel u navorsingswerk die beste is, kan u hipotese ook verkeerd wees. As dit gebeur, sal jy nie jou tyd mors nie, aangesien jy jou kennis sal uitbrei deur te bewys dat jou voorspelling was korrek is nie.

Gewoonlik word `n hipotese uitgedruk as `n kwantitatiewe verklarende frase. `N Hipotese neem ook in ag op die maniere waarop die eksperimentele parameters gemeet sal word. `N Goeie raaiskoot vir ons `n voorbeeld kunsmis is "koring gewasse aangevul met 450 gram (een pond) van stikstof per 25 kg (maatemmer) sal lei tot `n massa hoër opbrengs gewasse ekwivalent koring gegroei met aanvullings van verskillende stikstof ".

Prent getiteld Doen `n wetenskap eksperiment Stap 4

Beplan u data-insameling. U moet vooraf weet wanneer gaan jy die data versamel en Watter soort data gaan jy insamel? Meet hierdie data op `n vasgestelde tyd of, in ander gevalle, met gereelde tussenposes. In ons bemestingseksperiment sal byvoorbeeld die gewig van koringgewasse (in kilogram) gemeet word na die vestiging van `n groeiperiode. Dit sal vergelyk word met die stikstofinhoud van die kunsmis waarmee elke gewas behandel word. Vir ander eksperimente (soos die wat die verandering van `n veranderlike mettertyd meet), is dit nodig om data gereeld te versamel.

Om `n data tabel te maak voordat jy begin, is `n goeie idee. Met hierdie tabel moet jy slegs die waardes van jou data plaas terwyl jy dit dokumenteer.

Leer om afhanklike van onafhanklike veranderlikes te onderskei. `N Onafhanklike veranderlike is een wat, wanneer dit verander word, `n afhanklike veranderlike beïnvloed. In ons voorbeeld is die stikstofinhoud `n veranderlike onafhanklike en die "opbrengs (in kilogram)" is die veranderlike afhanklik. `N Basiese tabel sal kolomme vir albei veranderlikes hê, aangesien dit oor tyd verander.

Prent getiteld Doen `n wetenskap eksperiment Stap 5

Doen jou eksperiment metodies. Doen jou eksperiment en bestudeer jou veranderlikes. Dit vereis byna altyd die eksperiment om die waardes van verskillende veranderlikes te verkry. In ons kunsmisvoorbeeld sal verskeie identiese koringgewasse aangevul met kunsmis wat verskillende hoeveelhede stikstofstowwe bevat, gegroei word. Oor die algemeen, hoe groter is die hoeveelheid data wat jy kan versamel, hoe beter. Dokumenteer soveel moontlik data.

`N Goeie eksperimentele ontwerp bevat wat bekend staan as beheer. Een van jou eksperimentele replika`s Jy moet nie die veranderlike wat jy vir die res van die replika bestudeer, insluit nie. In ons kunsmisvoorbeeld sal `n mielie-oes wat nie stikstof ontvang nie, ingesluit word. Dit sal die kontrole replika wees en sal dien as basis om die groei van die res van die gewasse te meet.

Hou elkeen van die veiligheidsmaatreëls wat verband hou met gevaarlike materiale of prosesse in u eksperiment.

Prent getiteld Doen `n wetenskap eksperiment Stap 6

Versamel jou data Indien moontlik, dokumenteer u data direk in u tabel. Dit sal jou die hoofpyn red om die data later weer in te voer en te konsolideer. Leer om evalueer die uitskieters van u data.

As u dit kan doen, is dit altyd raadsaam om u data op `n visuele wyse te verteenwoordig. Dit verskaf die punte van die data in `n grafiek en druk die neigings uit met die lyn of kurwe wat die beste pas. Dit sal jou help (en enigiemand anders wat die grafiek sien) om patrone binne die data te visualiseer. Vir die meeste basiese eksperimente word die onafhanklike veranderlike op die horisontale as x en die afhanklike veranderlike op die vertikale as y voorgestel.

Prent getiteld Doen `n wetenskap eksperiment Stap 7

Ontleed u data en kom tot `n gevolgtrekking. Jou hipotese was korrek? Was daar waarneembare neigings in die data? Het jy enige onverwagte data gekry? Het u enige onbeantwoorde vrae wat as basis dien vir `n toekomstige eksperiment? Probeer om hierdie vrae te beantwoord as jy jou resultate evalueer. As jou data nie jou hipotese `n besliste "ja" of "nee" gee nie, oorweeg om addisionele eksperimentele proewe te doen en versamel meer data.

Om u resultate te deel, skryf `n omvattende wetenskaplike artikel. Om `n wetenskaplike opstel te skryf is `n baie nuttige vaardigheid. Die resultate van die oorgrote meerderheid van onlangse navorsing moet volgens sekere spesifikasies geskryf en gepubliseer word.

Deel 2

Neem `n voorbeeld as voorbeeld

Prent getiteld Doen `n wetenskap eksperiment Stap 8

Kies `n tema en definieer jou veranderlikes. Vir die doeleindes van hierdie voorbeeld sal `n eenvoudige en kleinskaalse eksperiment gekies word. In hierdie eksperiment word die effekte van verskillende aërosolbrandstowwe in die reeks a geanaliseer aartappelskieter.

In hierdie geval is die tipe aerosol brandstof wat gebruik word die onafhanklike veranderlike (die veranderlike wat gewysig is), terwyl die omvang van projektiele die afhanklike veranderlike is.
Dinge om te oorweeg vir hierdie eksperiment: is daar `n manier om seker te maak dat elke aartappelprojektiel dieselfde gewig het? Is daar `n manier om dieselfde hoeveelheid aerosolbrandstof vir elke skoot te bestuur? Hierdie aspekte kan die skietbaan van die lanseerder beïnvloed. Weeg elke projektiel voordat u die eksperiment uitvoer en laai elke skoot met dieselfde hoeveelheid aerosol.

Prent getiteld Doen `n Wetenskap Eksperiment Stap 9

Skep die hipotese. As jy haarspray probeer, kombuis spuit en spuitverf, kom ons sê die haarspray het `n dryfmiddel met `n groter hoeveelheid butaan as die ander aerosole. Aangesien butaan vlambaar is, is dit moontlik om te vermoed dat die haarspray `n groter dryfkrag op ontsteking sal lewer, en die aartappelprojektiel verder sal stuur. Die hipotese moet geskryf word as: "Die hoë inhoud van butaan aerosol dryfmiddel in die aerosol hare sal produseer gemiddeld langer reeks wanneer `n projektiel aartappel weeg tussen 250 en 300 gram struikel".

Prent getiteld Doen `n Wetenskap Eksperiment Stap 10

Organiseer vooraf u data-insameling. In hierdie eksperiment, elke brandstof spuit toets 10 keer en gemiddeld die resultate. `n brandstof spuit sal ook getoets word met geen butaan en gebruik as eksperimentele beheer. Om voor te berei die aartappel lanseerder sal vergader, sal dit getoets word om seker te maak dit werk, die aerosol koop en te meet en sny aartappels.

`N Tabel sal ook geskep word. Dit sal vyf vertikale kolomme hê:

Die linkerkantste kolom sal "Toets #" genoem word. Die selle in hierdie kolom bevat eenvoudig die nommers van 1 tot 10, wat elke vuurpoging verteenwoordig.

Die volgende vier kolomme sal die naam van die aerosol hê wat vir die eksperiment gebruik sal word. Die tien selle onder die kop van elke kolom sal die omvang (in meter) van elke skootpoging bevat.

Onder die vier kolomme vir elke brandstof, verlaat `n spasie om die gemiddelde waarde van die reekse te skryf.

Prent getiteld Doen `n wetenskap eksperiment Stap 11

Voer die eksperiment uit. Elke aerosol sal gebruik word om tien projektiele te vuur, met dieselfde hoeveelheid aerosol vir elke skoot. Na elke skoot word `n maatband gebruik om die omvang van die projektiel te meet. Dan sal hierdie inligting in die data tabel gedokumenteer word.

Soos in baie eksperimente, het hierdie eksperiment sekere veiligheidsprobleme om te oorweeg. Spuit brandstof gebruik is vlambaar, sodat jy nodig het om veilig te verseker naby die dekking geskiet lanseerder aartappels en dik handskoene terwyl die gebruik van die brandstof aan die brand. Om te verhoed dat toevallige beserings projektiele, ook wat jy nodig het om seker te wees (en enige waarnemer) by die kante van die kruik, nie voor of agter dit.

Prent getiteld Doen `n wetenskap eksperiment Stap 12

Ontleed die data. Sê jy gevind, gemiddeld, as die haarsproei gooi aartappels verder as ander, maar die sproei was die mees konsekwente kombuis. Dit is moontlik om hierdie data visueel voor te stel. `N Goeie manier om die gemiddelde omvang vir elke bespuiting voor te stel, is met a staafdiagram, terwyl verspreidingsdiagramme nuttig is om die variasie van die reekse in elke skoot te wys.

Prent getiteld Doen `n wetenskap eksperiment Stap 13

Teken jou gevolgtrekkings. Besin oor die resultate van jou eksperiment. Gebaseer op die data, kan ons veilig sê dat die hipotese korrek was. Jy kan ook sê dat hulle iets wat nie voorspel, die kook spuit produseer die mees konsekwente resultate ontdek. Dit is moontlik om te rapporteer oor enige probleem of fout. Sê spuitverf verf opgehoopte in die verbrandingskamer lanseerder aartappels, belemmer die vermoë om opeenvolgende skote uit te voer. Ten slotte, kan jy gebiede aanbeveel vir verdere navorsing, byvoorbeeld, dalk met `n groter bedrag van brandstof beste reekse is bereik.

U kan selfs die resultate met die wêreld deel deur `n wetenskaplike opstel. As u die tema van hierdie eksperiment in gedagte hou, is dit dalk meer gepas om hierdie inligting in `n triptiek aan te bied om by `n wetenskapskou te vertoon.

wenke

Geniet en bly veilig.
Wetenskap gaan oor belangrike vrae. Moenie bang wees om `n onderwerp te kies waarvoor jy nie voorheen gekyk het nie.

waarskuwings

Gebruik oogbeskerming
As iets in jou oë kom, was dit ten minste 5 minute deeglik met water.
Moenie kos of drankie naby u werkplek verlaat nie.
Was jou hande voor en na die eksperiment.
As jy skerp messe, gevaarlike chemikalieë of baie warm vlamme gebruik, maak seker dat jy onder die toesig van `n volwassene is.
Dra rubberhandskoene wanneer chemikalieë hanteer word.
Versamel jou hare voor jy begin

Deel op sosiale netwerke:

Verwante