Jak strávit vědecký experiment: 13 kroků

Experiment je nejvíce metodou, která ozbrojená vědci, kteří budou prozkoumat jeden nebo jiný fenomén v naději, že se dozvědí o světě kolem nás něco nového. Po dobrých experimentech následuje jasný a logicky objednaný plán zaměřený na zvýraznění a ověřování jasných, konkrétně uvedených proměnných. Po studiu základních principů, které jsou základem vědeckých experimentů, můžete je aplikovat ve vlastních experimentech. Bez ohledu na účel studia se všechny dobré experimenty provádějí podle principů logiky a odpočtu, který je základem vědecké metody znalostí, a nezáleží na tom, co studujete - něco na úrovni školy nebo na Boson Higgs.

Kroky

Část 1 z 2:

Příprava vědeckého experimentu

jeden. Vyberte si výzkumné téma. Experimenty, jejichž výsledky vedou k plnohodnotné revizi názorů vědecké komunity na tuto špatnou hmotu, extrémně vzácné. Většina experimentů nastavila úkol více kompromisí - odpovězte na určitou konkrétní otázku. Vědecké poznatky jsou založeny na akumulaci znalostí získaných během nesčetných experimentů. Vyberte si téma nebo otázku, která zůstala nezodpovězená, která může být prozkoumána tím, že tráví malý experiment.

Pokud chcete například provádět experiment s zemědělským hnojivem, pak formulovat otázku je špatná - "Co je to hnojivo nejlepší?"Proč? Na světě, plná různých hnojiv, jako součást jednoho experimentu, nebudete moci prozkoumat vše najednou. Bude lepší učinit otázku konkrétněji: "Co koncentrace dusíku v hnojivům vede k nejvyšším kukuřičným plodinám?".
Moderní vědecké poznání - věc je velmi rozsáhlý. Pokud máte v úmyslu provádět vážný vědecký výzkum, pak před začátkem experimentu, budete důkladně číst, jak se říká, matcha. Možná, že experimenty zodpovědné za vaši otázku již byly provedeny v minulosti? Pokud ano, pak upravte téma vašeho výzkumu tak, aby studoval nějaký druh tématu, který zůstává neprozkoumaný.

Obrázek s názvem Proveďte science experimentovat krok 2

2. Vyberte proměnnou nebo proměnné. Dobrý vědecký experiment je zapojen do skutečnosti, že testuje specifické, měřené parametry nazvané "proměnné". Pokud obecně, pak vědec provede experiment s nějakým počtem testovaných proměnných. Při provádění experimentu je nesmírně důležité změnit pouze specifické proměnné, které jsou studovány vámi (a pouze je)!

Vraťme se například s hnojivem. Náš vědec se pěstuje kukuřice na několika lůžkách v ledvinách, oplodněná hnojiva s různým obsahem dusíku. Každá postel bude provedena stejným počtem hnojiv. Vědec navíc také nutně zajistí, že obsah dusíku je jediný rozdíl mezi hnojivy. Kromě toho vědec bude růst stejný počet kukurátých rostlin na každé posteli, bude pěstovat zároveň ve stejném typu půdy.

Obrázek s názvem Provádění vědeckého experimentu Krok 3

3. Kouzlo s hypotézou. Hypotéza je názorem, co bude výsledky experimentu. Hypotéza, mimochodem, že to není slepá, ne! Dobré hypotézy jsou vypracovány na základě předběžného studia tématu experimentu (to se koná v době výběru tématu studie). Vybudovat hypotézu založenou na údajích získaných v průběhu podobných experimentů prováděných vašimi kolegy, nebo pokud problém, který jste studoval, není ještě příliš dobře zdokumentován, na základě vědecké literatury a provedeného výzkumu, údaje, z nichž budete moci schopni najít.A nezapomeňte, že hypotéza může být chybná - ale i v tomto případě se bude považovat za úspěch výsledků! Proč? Ale protože jste ukázali, že hypotéza navrhovaná vám není pravda.

Prostředí má hypotéza formu kvantifikačního deklarovaného návrhu. Hypotéza také bere v úvahu, jak se experimentální parametry změní. Pro naše hnojivo experimentu bude dobrá hypotéza zní takto: "Hnojiva pro hnojiva kukuřice obsahující 400 g. Dusík na 36.3 litry povede k větší hmotnosti plodiny než v případě použití hnojiv s jiným obsahem dusíku ".

Obrázek s názvem Proveďte science experimentovat krok 4

4. Přemýšlejte o tom, jak shromažďujete data. Je důležité znát dvě věci předem: 1) Když shromažďujete data-2) Jaká data budou shromažďovat. Opatření Tato data jsou nezbytná v pozastaveném čase nebo v případě potřeby prostřednictvím pravidelných intervalů. V našem případě se měří hmotnost kukuřičných plodin v kilogramech po určité období růstu. To je pak ve srovnání s obsahem dusíku v hnojivech, které byly zavedeny do ledviny. V jiných experimentech však bude docela vhodné shromažďovat interval dat.

Pokud organizujete data v tabulce, pak bude pracovat mnohem jednodušší.

Znát rozdíl mezi závislými a nezávislými proměnnými. Nezávislé proměnné - to je to, co se změníte. Závislé proměnné - jaké změny se změnou nezávislé proměnné. V našem příkladu bude nezávislá proměnná "obsah dusíku", a závislý - hmotnost plodiny. Všechna tato data budou v tabulce dobře v příslušných sloupcích.

Obrázek s názvem Proveďte science experimentovat krok 5

Pět. Metodicky trávit experiment. Začněte svůj experiment a otestujte proměnnou. Téměř ve všech případech, kdy potřebujete měřit několik proměnných, budete muset několikrát provádět experiment. Takže budeme pěstovat identické kukuřičné rostliny a hnojení jejich hnojiv s různým obsahem dusíku. A širší rozsah příchozích dat, tím lépe. Záznam tolik dat, jak je to možné.

Nedílnou součástí dobrého experimentu je t.N. "Kontrolní vzorek". Takže jeden z vašich kukuřičných lůžek by měl být bez proměnné. Jednodušší, jedna postel musí být oplodněna, ve kterém není dusík. To bude kontrolní vzor - druh základní linie, ve srovnání s nimiž budou studovány další lůžka.

Práce s nebezpečnými materiály nebo provádějícími nebezpečnými činnostmi dodržovat všechny bezpečnostní požadavky.

Obrázek s názvem Proveďte science experimentovat krok 6

6. Sbírat data. Udělejte data získaná během experimentu do tabulky, protože dorazí - bude jednodušší práce. Nezapomeňte určit dramaticky rozlišující hodnoty.

Bude velmi užitečné pro vizuálně předkládat údaje, zejména pokud je taková příležitost. Umístěte na grafu klíčových bodů a označte trendy přímé nebo zamýšlené linky. Pomůže vám a všechny ostatní vizualizovat šablony z dat. V jednoduchých experimentech, osa X vezme data na nezávislé proměnné a osu dat na závislých proměnných.

Obrázek s názvem Provádění vědeckého experimentu Krok 7

7. Analyzujte data a uzavřete. Byla hypotéza správná? Jaké trendy mohou být přiděleny na základě pozorovaných údajů? Srovnali jste se s něčím neočekávaným během experimentu? Máte dotazy nezodpovězené, které mohou být základem pro další experiment? Výsledky sazby, zkuste odpovědět na všechny tyto otázky. Pokud vaše data neumožňují poskytnout jasnou odpověď týkající se pravdy hypotézy, pak provádět další experimenty a shromažďovat ještě více dat.

Pokud chcete sdílet objevy s vědeckou komunitou, napište vědecký článek. Mimochodem, je nutné se naučit psát a publikovat údaje o provedených studiích, je prezentována různé požadavky.

Část 2 z 2:

Experiment

jeden. Vyberte téma a označte proměnné. Jako příklad vezměte malý a jednoduchý experiment. Řekněme, že zkoumáme, jak je použití různých aerosolů ovlivněno projektilovým letem v bramborách!

Takže typ použitého aerosolu je nezávislá proměnná, ale délka letu shell je závislý.
Něco o tom, co by mělo být myšlenka. Takže se musíte ujistit, že mušle stejné váhy, stejně jako si musíte být jisti, že každý snímek spotřebovává stejný počet aerosolu. Proč? Obě tyto parametry mohou ovlivnit letovou vzdálenost skořepiny. Tak vážte všechny skořápky a vyzkoušejte záběry spotřebovávají stejný počet aerosolu.

Obrázek s názvem Provádění vědecké experimentu Krok 9

2. Utáhněte hypotézu. Takže jsme si vzali několik typů aerosolů (vlasový sprej, kulinářský sprej a stříkací barvy). Předpokládejme, že ve spreji pro vlasy Bhutan více než ve zbytku spreje. Protože víme, že Bhútán - plyn hořlavý, můžeme nominovat hypotézu, že je to vlasový sprej, který bude tlačit projektil na celku. Proto se hypotéza: "Vyšší koncentrace butanu v aerosolu (sprej vlasů) povede k tomu, že průměrná vzdálenost překonaná projektilem o hmotnosti 250-300 g. Po výstřelu překročí podobné vzdálenosti při fotografování pomocí jiných aerosolů."

Obrázek s názvem Proveďte science experimentovat krok 10

3. Uspořádejte proces sběru dat. V našem experimentu budeme testovat všechny aerosoly desetkrát, po kterých odstoupí průměrný výsledek. Jako řídicí vzorek se zase použije aerosol neobsahující butan. Jako příprava na experiment, budete sbírat brambory, ujistěte se, že to funguje, koupit spreje a vážící brambory ... to je, mušle.

A to je způsob, jak bude tabulka vypadat psát data, ve kterých bude 5 sloupců:

První sloupec - Číslo testu. Buňky tohoto sloupce budou obsahovat pořadové číslo testu od 1 do 10.

Následující čtyři sloupce budou podepsány názvy použitých aerosolů. V buňkách každé ze sloupců bude zaznamenána vzdálenost, kterou bude projektil létat po výstřelu.

Pod každým z těchto čtyř reproduktorů musíte opustit místo pro napsání průměrné hodnoty.

Obrázek s názvem Provedení science Experiment Krok 11

4. Experimentovat. Tak, vezměte 10 snímků s každou z aerosolů pomocí stejného počtu aerosolu na každém výstřelu. Po každém výstřelu, respektive, měří vzdálenost, kterou projektil letí a zapisuje data získaná do tabulky.

Tento experiment, stejně jako mnoho dalších, vyžaduje dodržování bezpečnostních pravidel. Použité aerosoly jsou snadno hořlavé a snadné - takže brambory musí být sestaveny, jak by mělo, a vy byste měli nosit těsné rukavice, když dostanete palivo. Kromě toho by nikdo neměl být na požární linii - ani před brambory, ani zezadu.

Obrázek s názvem Proveďte science experimentovat krok 12

Pět. Analyzovat získané údaje. Předpokládejme, že se ukázalo, že bramborové mouchy na spreji na vlasy, ale na kulinářském spreji je vzdálenost menší. Tyto údaje mohou být předloženy graficky - histogram pro střed skořepiny a schéma scatter pro zobrazení rozptylu vzdálenosti.

Obrázek s názvem Proveďte science experimentovat krok 13

6. Učinit závěry. Po analyzování výsledků můžete bezpečně říci, že hypotéza předložená jste správný. Kromě toho můžete také říci, že otevřeli něco nečekaného - že kulinářský sprej poskytuje nejvzdálenější výsledky. Kromě toho můžete hlásit problémy, s nimiž se setkáváte během experimentu - například, že nátěrová stříkací stříkací pokrývá ránu brambor, což činí každý další výstřel. A konečně, můžete provést doporučení, na jakých otázkách si zaslouží další studium - je možné, že větší množství použitého paliva bude poskytovat a větší výsledek.

Sdílejte své objevy se světem! Najděte publikaci nebo formát, ve kterém bude vhodnější odhalit výsledky vašeho výzkumu - a dopředu!

Tipy

Bavte se, ale také nezapomeňte na bezpečnostní vybavení.
Věda je hra v "Zeptejte se obtížné otázky". Nebojte se požádat komplexní otázky týkající se neprozkoumaného.

Varování

Postarat se o oči.
Pokud něco spadne do očí, pak je umyjte vodou asi 5 minut, ne méně.
Neskladujte jídlo a nápoje vedle svého pracoviště.
Mé ruce před a po experimentu.
Práce s ostrými noži / nebezpečnými chemikáliemi / otevřeným ohněm? Musíte se podívat na dospělého.
Při práci s chemikáliemi nosit gumové rukavice.
Vlasy naskládané zpět.