Відповіді на всі випадки життя прямо на цьому сайті

Як провести науковий експеримент

Кроки

Частина 1 з 2: Підготовка наукового експерименту

  • Conduct a Science Experiment Step 1.jpg 1 Виберіть тему дослідження. Експерименти, чиї результати призводять до повномасштабного перегляду поглядів наукового співтовариства на ту іл іншу проблему, вкрай рідкісні. Більша частина експериментів ставить перед собою завдання скромніше - відповісти на якесь конкретне питання. Наукове знання має в своїй основі накопичення знань, одержуваних у ході незліченних експериментів. Виберіть тему чи питання, що залишається без відповіді, які можна дослідити, провівши невеликий експеримент.
    • Наприклад, якщо ви хочете провести експеримент з сільськогосподарським добривом, то формулюйте питання не так - "Яке добриво найкраще?" Чому? У світі повним-повнісінько різних добрив, в рамках одного експерименту ви не зможете досліджувати все відразу. Краще буде зробити питання конкретніше: "яка концентрація азоту в добриві приводить до найбільш високих врожаїв кукурудзи?".
    • Сучасне наукове знання - штука дуже, дуже велика. Якщо ви маєте намір провести серйозне наукове дослідження, то перед початком експерименту ретельно вивчіть, як кажуть, матчастину. Може, в минулому вже проводилися експерименти, які відповідають на ваше питання? Якщо так, то скорегуйте тему свого дослідження так, щоб вивчити якусь тему, яка так і залишилася недослідженою.
  • Conduct a Science Experiment Step 2.jpg 2 Виберіть змінну або змінні. Хороший науковий експеримент займається тим, що тестує конкретні, вимірювані параметри, які називаються "змінні". Якщо в загальних рисах, то вчений проводить експеримент з деяким поруч досліджуваних змінних. При проведенні експерименту вкрай важливо змінювати тільки конкретні змінні, досліджувані вами (і тільки їх)!
    • Повернемося до прикладу з добривом. Наш учений буде вирощувати кукурудзу на декількох грядках в нирці, удобреному добривами з різним вмістом азоту. На кожну грядку буде вноситися однакову кількість добрив. Більш того, вчений навіть обов'язково переконається в тому, що вміст азоту - це єдина різниця між добривами. Крім того, вчений буде вирощувати одне і теж кількість рослин кукурудзи на кожній грядці, буде вирощувати їх в один і той же час і в одному і тому ж типі грунту.
  • Conduct a Science Experiment Step 3.jpg 3 Виступите з гіпотезою. Гіпотеза - це думка про те, якими будуть результати експерименту. Гіпотеза, до слова сказати, це зовсім не сліпа здогад, ні! Хороші гіпотези складаються на базі попереднього дослідження теми експерименту (це проводиться в момент вибору теми дослідження). Побудуйте гіпотезу на підставі даних, отриманих в ході схожих експериментів, проведених вашими колегами або, якщо вивчається вами проблема ще не дуже добре задокументовано, на підставі наукової літератури та проведених досліджень, дані яких ви зумієте знайти. І пам'ятайте, що гіпотеза може виявитися і помилковим - але навіть у такому випадку це буде вважатися результатом, досягненням! Чому? А тому, що ви довели, що гіпотеза, запропонована вами, не вірна.
    • Як правило, гіпотеза має вигляд квантифицирующего декларативного пропозиції. Гіпотеза також враховує те, як будуть змінюватися параметри експерименту. Для нашого експерименту з добривами хороша гіпотеза прозвучить так: "Добриво кукурудзи добривами, що містять 400 р. азоту на 36.3 літра, призведе до більшої масі врожаю, ніж у разі використання добрив з іншим вмістом азоту".
  • Conduct a Science Experiment Step 4.jpg 4 Обміркуйте, як ви будете збирати дані. Важливо заздалегідь знати дві речі: 1) коли ви будете збирати дані; 2) які ви будете збирати дані. Вимірювати ці дані треба в умовний час або, якщо необхідно, через регулярні інтервали. У нашому випадку вимірюється вага врожаїв кукурудзи в кілограмах після певного періоду зростання. Потім це зрівняється з вмістом азоту в добривах, які вносили в нирку. Втім, в інших експериментах, цілком доречно буде проводити збір даних интервально.
    • Якщо організувати дані в таблицю, то працювати буде набагато простіше.
    • Знайте різницю між залежними і незалежними змінними. Незалежні змінні - це те, що ви змінюєте. Залежні змінні - те, що змінюється зі зміною незалежної змінної. У нашому прикладі, відповідно, незалежної змінної буде "вміст азоту", а залежною - маса врожаю. Всі ці дані добре встануть в таблицю у відповідні колонки.
  • Conduct a Science Experiment Step 5.jpg 5 Методично проведіть експеримент. Почніть свій експеримент і тестуйте змінну. Практично у всіх випадках, коли потрібно виміряти кілька змінних, вам доведеться провести експеримент кілька разів. Так, ми будемо вирощувати ідентичні рослини кукурудзи і удобрювати їх добривами з різним вмістом азоту. І чим ширше діапазон вхідних даних, тим краще. Записуйте стільки даних, скільки це взагалі можливо.
    • Невід'ємною частиною будь-якого хорошого експерименту є т. н. "контрольний зразок". Так, одна з ваших грядок з кукурудзою повинна бути без досліджуваної змінної. Простіше кажучи, одну грядку потрібно удобрювати добривом, в якому немає азоту. Це і буде контрольним зразком - свого роду базовою лінією, в порівнянні з якою будуть вивчатися інші грядки.
    • Працюючи з небезпечними матеріалами або виконуючи небезпечні дії, виконуйте всі вимоги безпеки.
  • Conduct a Science Experiment Step 6.jpg 6 Зберіть дані. Вносьте отримані в ході експерименту дані в таблицю по мірі надходження - так буде простіше працювати. Не забувайте вказувати різко виділяються значення.
    • Дуже корисно буде візуально представляти дані, особливо якщо така можливість є. Розмістіть на графіку ключові точки і позначте тренди прямий або курсивної лінією. Це допоможе вам і всім іншим візуалізувати шаблони з даних. У найпростіших експериментах за вісь х беруть дані по незалежним змінним, а віссю у служать дані за залежною змінною.
  • Conduct a Science Experiment Step 7.jpg 7 Проаналізуйте дані і зробіть висновок. Була гіпотеза вірна? Які тренди можна виділити на основі спостережуваних даних? Зіткнулися з чимось несподіваним в ході експерименту? Чи залишилися у вас питання без відповіді, які можуть скласти основу для наступного експерименту? Оцінюючи результати, постарайтеся відповісти на всі ці питання. Якщо ж ваші дані не дозволяють дати чіткої відповіді щодо істинності гіпотези, то проведіть додаткові експерименти і зберіть ще більше даних.
    • Якщо ви хочете поділитися відкриттями з науковим співтовариством, то напишіть наукову статтю. До речі, цього потрібно навчитися - до того, як пишуться і публікуються дані про проведені дослідження, пред'являються різні вимоги.
  • Частина 2 з 2: Проведення експерименту

  • Conduct a Science Experiment Step 8.jpg 1 Виберіть тему і позначте змінні. В якості прикладу візьмемо невеликий і простий експеримент. Скажімо, ми досліджуємо те, як впливає використання різних аерозолів на відстань польоту снаряда в картофелестрелах!
    • Отже, тип аерозолю - це незалежна змінна, а от довжина польоту снаряда - залежна.
    • Про дещо все ж варто замислитися. Так, ви повинні переконатися, що снаряди одного і того ж ваги, а також ви повинні бути впевнені в тому, що кожен постріл споживає однакову кількість аерозолю. Чому? Обидва цих параметра можуть вплинути на дистанцію польоту снаряда. Тому зважте всі снаряди і намагайтеся, щоб постріли споживали однакову кількість аерозолю.
  • Conduct a Science Experiment Step 9.jpg 2 Висувайте гіпотезу. Отже, ми взяли кілька видів аерозолів (спрей для волосся, кулінарний спрей спрей-фарбу). Припустимо, в спреї для волосся бутану більше, ніж в інших спреях. Так як ми знаємо, що бутан - займистий газ, то ми можемо висунути гіпотезу про те, що саме спрей для волосся виштовхне снаряд далі. Отже, гіпотеза: "Більш висока концентрація бутану в аерозолі (спреї для волосся) призведе до того, що среднестатическая дистанція, преодолеваемая снарядом вагою 250-300 р. після пострілу, буде перевищувати аналогічні дистанції при стрільбі з використанням інших аерозолів."
  • Conduct a Science Experiment Step 10.jpg 3 Заздалегідь організуйте процес збору даних. У нашому експерименті ми буде тестувати всі аерозолі по 10 разів, після чого виведемо середній результат. В якості контрольного зразка, в свою чергу, буде використаний аерозоль, що не містить бутан. В якості підготовки до проведення експерименту зберемо картофелестрел, переконаємося в тому, що він працює, закупимо спреї і зважимо картоплю... тобто снаряди.
    • І ось як буде виглядати таблиця для запису даних, в якій буде 5 колонок:
      • Перша колонка - номер випробування. Клітини цієї колонки будуть містити порядковий номер випробування, від 1 до 10.
      • Наступні чотири колонки будуть підписані назвами використовуваних аерозолів. У клітинах кожної з колонок буде записано відстань, яку пролетить снаряд після пострілу.
      • Під кожною з цих чотирьох колонок потрібно залишити залишити місце для запису середнього значення.
  • Conduct a Science Experiment Step 11.jpg 4 Проведіть експеримент. Отже, зробіть по 10 пострілів з кожним з аерозолів, використовуючи одне і те ж кількість аерозолю на кожен постріл. Після кожного пострілу, відповідно, вимірюйте дистанцію, яку пролетить снаряд і записуйте отримані дані в таблицю.
    • Цей експеримент, як і багато інших, вимагає дотримання правил безпеки. Використовуються аерозолі спалахують легко і просто - тому картофелестрел повинен бути зібраний як треба, а ви самі повинні надіти щільні рукавиці, коли будете запалювати паливо. Крім того, ніхто не повинен перебувати на лінії вогню - ні спереду картофелестрела, ні ззаду.
  • Conduct a Science Experiment Step 12.jpg 5 Проаналізуйте одержані дані. Припустимо, з'ясувалося, що на спреї для волосся картопля летить далі все, але на кулінарному спреї розкид відстані менше. Ці дані можна представить графічно - гістограмою для середньої довжини польоту снаряда і діаграми розкиду для відображення розкиду відстані.
  • Conduct a Science Experiment Step 13.jpg 6 Зробіть висновки. Після того, як результати будуть проаналізовані, ви зможете сміливо сказати, що висунута вами гіпотеза була вірна. До того ж, ви також зможете сказати, що відкрили щось несподіване - що кулінарний спрей дає найбільш постійні результати. Крім того, можна повідомити про проблеми, з якими ви зіткнулися в ході експерименту - наприклад, що фарба їх фарби-спрею покриває дуло картофелестрела, що ускладнює кожен наступний постріл. А наостанок ви можете дати рекомендації про те, які питання заслуговують подальшого вивчення - можливо, що більший обсяг використовуваного палива і дасть більший результат.
    • Поділіться своїми відкриттями з миром! Знайдіть видання або формат, в якому буде найдоречніше явити піднесеного світу результати ваших досліджень - і вперед!
  • Поради

    • Веселіться, але і про техніку безпеки не забувайте.
    • Наука - це гра в "постав складне питання". Не бійтеся задавати складні питання щодо недосліджених тем.

    Попередження

    • Бережіть очі.
    • Якщо щось потрапить в очі, промийте їх водою хвилин 5, не менше.
    • Не зберігайте їжу і напої поруч з вашим робочим місцем.
    • Мій руки до і після експерименту.
    • Працюєте з гострими ножами/небезпечними хімікатами/відкритим вогнем? За вами повинен наглядати дорослий.
    • Надягайте гумові рукавички при роботі з хімічними речовинами.
    • Волосся зачешіть назад.


    Додати коментар
    Ваше ім'я:  
    Напівжирний Нахилений текст Підкреслений текст Перекреслений текст | Вирівнювання по лівому краю По центру Вирівнювання по правому краю | Вставка смайликів Вибір кольору | Прихований текст Вставка цитати Перетворити вибраний текст з транслітерації в кирилицю Вставка спойлера

    2+2*2=?