gushelom.ru

Hur man utför ett vetenskapligt experiment

Experimentation är det sätt på vilket forskare testa naturfenomen i hopp om att få ny kunskap. Bra experiment följer en logisk väg för att isolera och experimentera specifika och väldefinierade variabler. Genom att lära sig grunderna i experimentprocessen lär du dig att tillämpa dessa principer på dina experiment. Oavsett deras syfte fungerar alla bra experiment enligt de vetenskapliga metodens logiska och deduktiva principer, från skolans klockdesign till "potatis", på jakt efter avantgarde från Higgs Boson.

Del 1

Att utforma ett experiment som låter som vetenskapligt
1
Välj ett specifikt ämne. Experiment vars resultat försvinner hela vetenskapliga paradigmer är mycket, mycket sällsynta. Den stora delen av experimenten svarar på små och specifika frågor. Vetenskaplig kunskap bygger på ackumulering av data som erhållits från otaliga experiment. Välj ett ämne eller en fråga utan svar, små och verifierbara.
  • Om du till exempel vill göra ett experiment på ett jordbruksgödselmedel, försök inte svara på frågan "Vilken typ av gödningsmedel är bäst för växttillväxt?". Det finns många typer av gödningsmedel såväl som växter i världen: ett enda experiment kommer inte att kunna dra allmänna slutsatser. En mycket bättre fråga att utforma ett experiment kan vara "Vilken koncentration av kväve i gödselmedlet ger en högre majsskörd?"
  • Modern vetenskaplig kunskap är mycket, väldigt stor. Om du tänker göra allvarlig vetenskaplig forskning, dokumentera det noga innan du börjar planera ditt experiment. Tidigare experiment har redan besvarat frågan som du tänker studera ditt experiment? Om så är fallet, är det ett sätt att justera skottet så att du försöker utforska frågor som inte är upplösta av befintlig forskning?
  • 2
    Isolera dina variabler. Ett bra vetenskapligt experiment studerar specifika och mätbara parametrar, som kallas "variabler". Generellt sett genomför en forskare ett experiment inom ett visst antal värden för variabeln som beaktas. En grundläggande angelägenhet när du utför ett experiment är att förändra "bara" De specifika variablerna du vill testa (och inga andra variabler).
  • Efter vårt exempel på experimentet på gödselmedel måste forskaren växa flera skott på marken, med hjälp av gödselmedel vid olika koncentrationer av kväve. Det måste ge exakt samma mängd gödselmedel till varje panikel. Det måste därför säkerställa att gödselmedelets kemiska sammansättning endast skiljer sig från kvävekoncentrationen, till exempel kommer det inte att använda ett gödningsmedel med en högre magnesiumkoncentration för en av panikerna. Vidare kommer han i varje replikering av hans experiment att odla samma kvantitet och kvalitet av majs på samma typ av jord.
  • 3
    Formulera en hypotes. En hypotes är i grunden en förutsägelse av resultatet av experimentet. Det borde inte vara en blind satsning. Giltiga hypoteser är baserade på den forskning du utförde om ämnet för ditt experiment. Formulera dina hypoteser på grundval av resultaten av liknande experiment, utförs av experter inom ditt område, eller om du står inför en fråga som ännu inte har studerats djupt, börja från kombinationen av all litteraturforskning och alla inspelade observationer som kan du hitta. Kom ihåg att trots ditt bästa forskningsarbete kan dina hypoteser vara fel: i så fall har du utökat din kunskap, som du har visat att dina hypoteser inte var korrekta.
  • Vanligtvis uttrycks en hypotes genom en deklarativ och kvantitativ mening. En hypotes kan också ta hänsyn till de metoder med vilka de experimentella parametrarna kommer att mätas. En bra hypotes för vårt exempel på gödningsmedel kan vara: "Panikerna behandlade med ett pund kväve per acre kommer att utveckla en större produktiv massa jämfört med motsvarande paniklar, behandlade med olika kvävehalter".
  • 4
    Schemalägg datainsamling. Upprätta först "när" du kommer att samla in data, e "vilken typ" av data du kommer att gå för att samla in. Mät dessa data vid en förutbestämd tid eller, i andra fall, med regelbundna tidsintervaller. I vårt gödningsexperiment kommer vi till exempel att mäta vikten av våra cobs (i kilogram) efter en förutbestämd tillväxtperiod. Vi kommer att jämföra denna vikt med kvävet i gödselmedlet som vi har behandlat de olika panikerna. För andra experiment (som de som mäter förändringar i ett variabelt datum över tiden), kommer det att vara nödvändigt att samla in data med jämna mellanrum.
  • Att skapa en tabell med data före experimentet är en bra idé: du kan helt enkelt ange värdena i tabellen när du registrerar dem.
  • Lär dig skillnaden mellan dina beroende och oberoende variabler. Den oberoende variabeln är den som ändrar dig, medan den beroende variabeln är den som ändras när den oberoende variabeln ändras. I vårt exempel är "kvävekvantitet" det är variabeln "oberoende"medan "massa (i kg)" det är variabeln "anställd". En enkel datatabell bör innehålla kolumner för båda variablerna, eftersom de kommer att förändras över tiden.
  • 5
    Gör ditt experiment metodiskt. Att testa variablerna kräver ofta att du utför experimentet flera gånger för olika värden av variablerna. I vårt exempel på gödningsmedel kommer vi att odla flera identiska paniklar och behandla dem med gödselmedel som innehåller olika mängder kväve. Generellt är det bäst att samla det bredaste möjliga spektrumet av data. Samla så mycket data som möjligt.
  • Bra experimentell design inkluderar vad som kallas "kontroll". Ett av replikerna i ditt experiment bör inte inkludera variabeln du testar. I gödningsmedelens exempel kommer vi att lägga till en panikel behandlad med gödselmedel som inte innehåller kväve. Det här kommer att vara vår kontroll: det kommer att bli grunden för vilken vi kommer att mäta tillväxten hos de andra cobsna.
  • Observera alla säkerhetsåtgärder som är förknippade med användning av skadliga material under dina experiment.
  • 6
    Samla in dina data. Om möjligt samla in alla data direkt i dina bord - du kommer att rädda den stora huvudvärken på grund av att du sätter in och konsoliderar data vid en senare tidpunkt. Lär dig att identifiera utestängare i dina data.
  • Det är alltid en bra idé att visuellt representera dina uppgifter, om möjligt. Rita datatoppar på ett diagram och uttryck trender med en lämplig linje eller kurvor. På så sätt hjälper du dig själv (och alla som tittar på diagrammet) för att visualisera datatrender. För de flesta grundläggande experimenten representeras den oberoende variabeln på X: s horisontella axel, medan den beroende variabeln ligger på Y: s vertikala axel.
  • 7
    Analysera dina data och kom till en slutsats. Var din hypotes korrekt? Finns det några observerbara spår i dina data? Kämpar du i oväntade data? Har du några andra obesvarade frågor som kan utgöra grunden för ett framtida experiment? Försök att svara på dessa frågor när du överväger resultatet. Om dina uppgifter inte ger dig en "Ja" od a "ingen" slutgiltigt, överväga möjligheten att genomföra nya experimentella tester och samla in ytterligare uppgifter.
  • För att dela dina resultat skriver du en uttömmande vetenskaplig publikation. Att veta hur man skriver en vetenskaplig publikation är en viktig färdighet, eftersom resultaten av många nya undersökningar måste skrivas och publiceras i ett visst format.
  • Del 2

    Gör ett exempelxempel
    1
    Vi väljer ett ämne och definierar våra variabler. I det här exemplet ska vi överväga ett enkelt experiment i liten skala. Vi kommer att testa effekterna av olika sprängbränslen på ett bränningsområde "sparapatate".
    • I detta fall representerar typen av sprutbränsle "oberoende variabel", medan kulans räckvidd är "beroende variabel".
    • Saker att tänka på för detta experiment: Det finns ett sätt att se till var och en "potatis-bullet" har samma vikt? Finns det ett sätt att administrera samma mängd spraybränsle vid varje lansering? Båda faktorerna kan potentiellt påverka vapens sortiment. Vi väger varje potatis före experimentet och matar varje skott med samma mängd sprutbränsle.
  • 2
    Vi formulerar en hypotes. Om vi ​​vill testa en hårspray, en köksspruta och en färgspray, kan vi säga att hårsprayen har ett aerosoldrivmedel med en större mängd butan än de andra. Eftersom vi vet att butan är brandfarlig, kan vi anta att hårsprayen kommer att ge en större framdrivningskraft när den utlöses och kasta projektilpotatisen längre bort. Vi kan skriva vår hypotes så här: "Den större koncentrationen av butan som finns i hårsprayens drivmedels aerosol kommer att producera i genomsnitt ett längre kast vid avfrostning av en projektilpotatis med en vikt mellan 250-300 gram".
  • 3
    Först och främst organiserar vi materialinsamlingen. I vårt experiment ska vi testa varje aerosolbränsle 10 gånger och beräkna medelresultatet. Vi kommer också att testa ett aerosolbränsle som inte innehåller butan, som kontroll av vårt experiment. För att förbereda oss ska vi samla våra "sparapatate", vi ska se till att det fungerar, vi kommer att köpa våra sprutburkar och modellera våra potatisprojektiler.
  • Vi skapar också vår databord i förväg. Vi förbereder fem vertikala kolumner:
  • Den vänstra kolumnen kommer att märkas som "Försök #". Varje kolumnrymd innehåller helt enkelt numren 1-10, vilket kommer att indikera varje skottförsök.
  • De kommande fyra kolumnerna kommer att märkas med namnen på de olika sprayerna som vi ska använda i vårt experiment. De tio utrymmena under varje kolumn kommer att indikera det räckvidd som nås (i meter) från varje skott.
  • Under varje av de fyra bränslekolumnerna lämnar vi ett utrymme för att ange genomsnittet av flödeshastigheterna.
  • 4
    Vi genomför experimentet. Vi använder varje sprayburk för att skjuta tio projektiler, med samma mängd spray för varje projektil. Efter varje skott använder vi ett långt band för att mäta avståndet som projektilen reste. Vid denna tidpunkt registrerar vi data i tabellen.
  • Liksom många experiment, förutser vi också de säkerhetsåtgärder som ska antas. De brännbara sprayer som vi ska använda är brandfarliga, så vi måste se till att stänga skyddsskyddet och dra tunga handskar när vi slår på bränslet. För att undvika oavsiktlig skada från projektiler måste vi också se till att vi inte stör vapenens bana. Vi undviker därför att vara framför (eller bakom) av den.
  • 5
    Vi analyserar data. Låt oss säga att vi funnit att i genomsnitt hårsprayen sköt potatis längre, men att kökssprayen var fastare. Vi kan visuellt representera dessa data. En bra metod för att representera genomsnittet av flödeshastigheterna för varje spray är genom användning av ett kolumnschema, medan en scatterplot är ett bra sätt att representera variationen av varje flöde.
  • 6
    Vi drar slutsatser. Låt oss reflektera över resultaten av vårt experiment. Baserat på uppgifterna kan vi med säkerhet säga att vår hypotes var korrekt. Vi kan också säga att vi har upptäckt något som vi inte hade förutsett, nämligen att kökssprayen gav de mest konsekventa resultaten. Vi kan rapportera eventuella problem eller fel som uppstått (till exempel kan färgsprayfärgen ha ackumulerats inne i peelaren, stämmer fast det flera gånger). Slutligen kan vi rekommendera anvisningar för framtida forskning: till exempel kan större avstånd täckas med mer bränsle.
  • Vi kan även dela våra resultat med världen med hjälp av det vetenskapliga publiceringsverktyget - med tanke på vårt experiment, kan det vara lämpligare att presentera denna information i form av en trefaldig vetenskaplig utställningsutställning.
  • tips

    • Njut av och upplev det på ett säkert sätt.
    • Vetenskapen består av att ställa stora frågor. Var inte rädd för att välja ett omfattning som du inte har undersökt än.

    varningar

    • Använd skyddsglasögon
    • Om något kommer i ögonen, skölj dem under rinnande vatten i minst 5 minuter.
    • Konsumera inte mat eller drycker i närheten av arbetsstationen.
    • Använd gummihandskar vid hantering av kemikalier.
    • Hämta håret bakåt.
    • Tvätta händerna före och efter ett experiment.
    • När du använder vassa knivar, farliga kemikalier eller öppen eld, se till att du övervakas av en vuxen.
    Dela på sociala nätverk:

    Relaterade
    Hur man beräknar P-värdetHur man beräknar P-värdet
    Hur man utför ett riktigt experimentHur man utför ett riktigt experiment
    Hur man bygger en enkel fälla på MinecraftHur man bygger en enkel fälla på Minecraft
    Hur man bygger en antenn för en TV med en potatisHur man bygger en antenn för en TV med en potatis
    Hur man formulerar en hypotesHur man formulerar en hypotes
    Hur man skapar en tornado i en flaskaHur man skapar en tornado i en flaska
    Så här bestämmer du om två variabler är direkt proportionellaSå här bestämmer du om två variabler är direkt proportionella
    Hur man blir en forskareHur man blir en forskare
    Hur man är en bra forskareHur man är en bra forskare
    Hur man gör flytande hjälpmedelHur man gör flytande hjälpmedel
    » » Hur man utför ett vetenskapligt experiment

    © 2011—2021 gushelom.ru