Ang eksperimento ay isang pamamaraan kung saan sinusuri ng mga siyentista ang natural na mga phenomena sa pag-asang makakuha ng bagong kaalaman. Ang mga magagandang eksperimento ay sumusunod sa isang lohikal na disenyo upang ihiwalay at subukan ang isang tukoy na variable na tiyak na tinukoy. Sa pamamagitan ng pag-aaral ng mga pangunahing prinsipyo sa likod ng disenyo ng pang-eksperimentong, mailalapat mo ang mga prinsipyong ito sa iyong sariling mga eksperimento. Hindi mahalaga ang saklaw, ang lahat ng magagandang eksperimento ay nagpapatakbo ayon sa lohikal at nakagaganyak na mga prinsipyo ng pang-agham na pamamaraan, mula sa ikalimang antas ng mga proyekto ng patatas na orasan hanggang sa advanced na pagsasaliksik sa Higgs Boson.
Hakbang
Paraan 1 ng 2: Pagdidisenyo ng Mga Eksperimento sa Siyensya
Hakbang 1. Pumili ng isang tukoy na paksa
Ang mga eksperimento na ang mga resulta ay humantong sa isang pagbabago sa pang-agham na pag-iisip ay napaka, napakabihirang. Karamihan sa mga eksperimento ay sumasagot sa ilang mga maliliit na katanungan. Ang kaalamang pang-agham ay binuo mula sa naipon na data ng maraming mga eksperimento. Pumili ng isang paksa o hindi nasagot na tanong na maliit sa saklaw at madaling subukan.
- Halimbawa, kung nais mong mag-eksperimento sa mga pataba sa agrikultura, huwag subukang sagutin ang tanong na, "Anong uri ng pataba ang pinakamahusay para sa lumalaking pananim?" Maraming iba't ibang uri ng pataba at maraming magkakaibang uri ng halaman sa mundo - ang isang eksperimento ay hindi maaaring magbigay ng pangkalahatang konklusyon para sa pareho. Ang isang mas mahusay na tanong para sa pagdidisenyo ng eksperimento ay "Anong konsentrasyon ng nitrogen sa pataba ang gumawa ng pinakamalaking ani ng mais?"
- Ang modernong siyentipikong kaalaman ay napaka, napakalawak. Kung balak mong gumawa ng siyentipikong pagsasaliksik, saliksikin ang iyong paksa nang haba bago mo simulang idisenyo ang iyong eksperimento. May nakasagot bang mga nakaraang eksperimento sa mga tanong na paksa ng pagkatuto ng iyong eksperimento? Kung gayon, mayroon bang paraan upang maiakma ang iyong paksa upang sagutin ang mga katanungan na hindi nasagot ng mga mayroon nang mga eksperimento?
Hakbang 2. Ihiwalay ang iyong mga variable
Ang mga mahusay na eksperimento sa agham ay tiyak na tumutukoy sa mga nasusukat na parameter variable.
Sa pangkalahatang mga termino, ang isang siyentista ay nagsasagawa ng isang eksperimento para sa halaga ng variable na sinusubukan niya. Isang mahalagang bagay kapag nagsasagawa ng mga eksperimento ay ang pagsasaayos lamang ang tukoy na variable na sinusubukan mo (at walang iba pang mga variable).
Halimbawa, sa aming halimbawa ng eksperimento sa pataba, ang aming siyentista ay magtanim ng maraming malalaking halaman ng mais sa lupa na pinabunga ng iba't ibang konsentrasyon ng nitrogen. Ibibigay nito sa bawat halaman ang kinakailangang dami ng pataba saktong pareho Titiyakin niya na ang komposisyon ng kemikal ng mga pataba na ginamit ay hindi naiiba maliban sa konsentrasyon ng nitrogen - halimbawa, hindi siya gagamit ng mga pataba na may mas mataas na konsentrasyon ng magnesiyo para sa alinman sa kanyang mga pananim na mais. Magtatanim din siya ng parehong bilang at species ng mga halaman ng mais nang sabay at sa parehong uri ng lupa sa bawat isa sa kanyang mga pang-eksperimentong replika.
Hakbang 3. Lumikha ng isang teorya
Ang teorya ay isang hula ng mga pang-eksperimentong resulta. Ito ay dapat na higit pa sa paghula - isang mahusay na teorya ay alam ng pananaliksik na iyong nagawa kapag pumipili ng isang paksa ng eksperimento. Batay ang iyong teorya sa mga resulta ng mga katulad na eksperimento na isinasagawa ng iba pang mga kasamahan sa iyong larangan, kung nalulutas mo ang isang problema na hindi napag-aralan nang malalim, batay sa anumang kumbinasyon ng pananaliksik sa panitikan at naitala na mga obserbasyon na maaari mong makita. Tandaan na kahit na gawin mo ang iyong pinakamahusay na pagsasaliksik, maaaring mapatunayan na mali ang iyong teorya - sa kasong ito, pinalalawak mo pa rin ang iyong kaalaman sa pamamagitan ng pagpapatunay ng iyong hula na "hindi" tama.
Karaniwan, ang mga pagpapalagay ay ipinapahiwatig bilang dami ng mga deklarasyong pangungusap. Gumagamit din ang isang teorya sa paraan ng pagsukat ng mga eksperimentong parameter. Ang isang mahusay na teorya para sa aming halimbawa ng pataba ay: "Ang isang halaman ng mais na pinakain ng isang libra ng nitrogen bawat bushel ay makakapagdulot ng mas malaking dami ng ani kaysa sa isang katumbas na pananim ng mais na lumago na may iba't ibang suplementong nitrogen
Hakbang 4. Planuhin ang iyong koleksyon ng data
Alamin nang maaga "kailan" makakolekta ka ng data, at "anong uri ng" data ang iyong kokolektahin. Sukatin ang data na ito sa mga paunang natukoy na oras, o sa ibang mga kaso, sa regular na agwat. Sa aming eksperimento sa pataba, halimbawa, susukatin namin ang bigat ng aming halaman ng mais d (sa kilo) pagkatapos ng isang panahon ng paglago. Ihahambing namin ito sa nilalaman ng nitrogen ng pataba na inilapat sa bawat halaman. Sa iba pang mga eksperimento (tulad ng mga sumusukat sa mga pagbabago sa isang variable sa paglipas ng panahon), kinakailangan upang mangolekta ng data sa mga regular na agwat.
- Ang paglikha ng isang talahanayan ng data nang maaga ay isang magandang ideya - ipinasok mo lamang ang iyong mga halaga ng data sa talahanayan habang itinatala mo ito.
- Alamin ang pagkakaiba sa pagitan ng umaasa at independiyenteng mga variable. Ang independiyenteng variable ay ang variable na binago mo at ang dependant variable ay ang naapektuhan ng independent variable. Sa aming halimbawa, ang "nilalaman ng nitrogen" ay ang "independiyenteng" variable, at ang "ani (sa kg)" ay ang "umaasa" na variable. Ang baseng talahanayan ay magkakaroon ng mga haligi para sa parehong mga variable habang nagbabago ang mga ito sa paglipas ng panahon.
Hakbang 5. Isagawa ang iyong eksperimento sa paraang pamamaraan
Patakbuhin ang iyong eksperimento, subukan ang iyong mga variable. Halos palaging hinihiling ka nitong mag-eksperimento nang paulit-ulit para sa ilang mga variable na halaga. Sa aming halimbawa ng pataba, tutubo kami ng maraming magkaparehong mga pananim na mais at maglalagay ng pataba na naglalaman ng iba't ibang dami ng nitrogen. Pangkalahatan, ang mas malawak na data na nakukuha mo, mas mabuti. Mag-record ng mas maraming data hangga't maaari.
- Ang isang mahusay na pang-eksperimentong disenyo ay nagsasama ng kung ano ang kilala bilang kontrolin Ang isa sa iyong mga eksperimento sa replika ay dapat na "hindi" isama ang variable na sinusubukan mo man lang. Sa aming halimbawa ng pataba, isasama namin ang isang halaman ng mais na tumatanggap ng pataba nang walang nitrogen dito. Ito ang aming magiging kontrol - ay magiging baseline kung saan susukatin namin ang paglago ng iba pang mga pananim na mais.
- Pagmasdan ang anuman at lahat ng mga sangkap na may kinalaman sa kaligtasan sa iyong eksperimento.
Hakbang 6. Kolektahin ang iyong data
Direktang itala ang data sa talahanayan, kung maaari - pipigilan ka nito na muling ipasok at pagsamahin ang data sa paglaon. Alamin kung paano masuri ang labis sa iyong data.
Palaging isang magandang ideya na ilarawan ang iyong data nang biswal hangga't maaari. Lumikha ng mga puntos ng data sa tsart at ipahayag ang mga trend na may pinakaangkop na linya o curve. Tutulungan ka nito (at sinumang tumitingin sa grap na ito) na mailarawan ang mga pattern sa data. Para sa karamihan sa pangunahing mga eksperimento, ang independiyenteng variable ay naka-plot sa pahalang na x-axis at ang variable na alternating sa patayong y-axis
Hakbang 7. Pag-aralan ang iyong data at gumawa ng mga konklusyon
Tama ba ang iyong haka-haka? Mayroon bang mga napapansin na trend sa data? Nakakita ka ba ng anumang hindi inaasahang data? Mayroon ka bang mga hindi nasagot na katanungan na maaaring maging batayan para sa mga eksperimento sa hinaharap? Subukang sagutin ang mga katanungang ito habang tinatasa mo ang mga resulta. Kung ang iyong data ay hindi nagbibigay ng isang tiyak na "oo" o "hindi" na teorya, pag-isipang magsagawa ng karagdagang mga pang-eksperimentong pagsubok at pagkalap ng mas maraming data.
Upang ibahagi ang iyong mga resulta, sumulat ng isang komprehensibong pang-agham na papel. Ang pag-alam kung paano magsulat ng mga pang-agham na papel ay isang kapaki-pakinabang na kasanayan - ang mga resulta ng kamakailang pagsasaliksik ay dapat na nakasulat at nai-publish sa isang tiyak na format
Paraan 2 ng 2: Pagpapatakbo ng Halimbawa ng Mga Eksperimento
Hakbang 1. Pumili ng isang paksa at tukuyin ang iyong mga variable
Para sa dahilan ng halimbawang ito, magkakaroon kami ng isang simple at maliit na eksperimento. Sa aming eksperimento, susuriin namin ang epekto ng iba't ibang mga fuel ng aerosol sa hanay ng pagpapaputok ng potato gun.
- Sa kasong ito, ang uri ng aerosol fuel na ginagamit namin ay ang "independent variable" (ang variable na babaguhin natin), kung saan ang distansya ng bala ay ang "dependant variable".
- Isang bagay na isasaalang-alang sa eksperimentong ito - mayroon bang paraan upang matiyak na ang bawat bala ng patatas ay pareho ang timbang? Mayroon bang paraan upang magamit ang parehong dami ng gasolina para sa bawat pagbaril? Pareho sa mga ito ay maaaring makaapekto sa saklaw ng pagpapaputok ng baril. Sukatin muna ang bigat ng bawat bala at gamitin ang parehong halaga ng aerosol spray para sa bawat pagbaril.
Hakbang 2. Lumikha ng isang teorya
Kung susubukan natin ang spray ng buhok, spray ng pagluluto, at spray ng pintura, sabihin nating ang hair spary ay naglalaman ng aerosol fuel na may nilalaman na butane na mas malaki kaysa sa ibang mga spray. Dahil alam natin na ang butane ay nasusunog, maaari nating ipalagay na ang spray ng buhok ay makakapagdulot ng mas maraming tulak kapag naapoy, na pinaputok ang isang bala ng patatas na mas malayo. Isusulat namin ang teorya: "Ang mas mataas na nilalaman ng butane sa aerosol fuel sa pag-spray ng buhok, sa average, ay makakagawa ng isang mas mahabang hanay ng pagpapaputok kapag nagpapaputok ng mga bala ng patatas na may bigat sa pagitan ng 250-300 gramo."
Hakbang 3. I-set up ang iyong nakaraang koleksyon ng data
Sa aming eksperimento, susubukan namin ang bawat fuel ng aerosol ng 10 beses at kalkulahin ang average na ani. Susubukan din namin ang isang aerosol fuel na hindi naglalaman ng butane bilang isang pang-eksperimentong kontrol. Upang maghanda, tipunin namin ang aming mga kanyon ng patatas, subukan ito upang matiyak na gumagana ito, bumili ng isang spray ng aerosol at pagkatapos ay gupitin at timbangin ang aming bala ng patatas.
-
Lilikha muna kami ng isang talahanayan ng data. Magkakaroon kami ng limang mga patayong haligi:
- Ang pinaka-kaliwang haligi ay mamarkahan ng "Pagsubok #". Ang mga cell sa hanay na ito ay maglalaman ng mga bilang na 1-10, na nagpapahiwatig ng bawat pagtatangka sa pagpapaputok.
- Ang susunod na apat na haligi ay mamarkahan ng pangalan ng aerosol spray na ginamit namin sa eksperimento. Sampung mga cell sa ilalim ng bawat header ng haligi na maglalaman ng distansya (sa metro) ng bawat pagtatangka sa pagpapaputok.
- Sa ilalim ng bawat isa sa apat na haligi para sa gasolina, mag-iwan ng puwang upang isulat ang average na halaga para sa bawat distansya.
Hakbang 4. Gawin ang eksperimento
Gagamitin namin ang bawat spray ng aerosol upang magpaputok ng sampung bala, gamit ang parehong halaga ng aerosol upang maputok ang bawat bala. Pagkatapos ng bawat pagbaril, gagamit kami ng isang panukalang tape upang sukatin ang distansya sa pagitan ng bawat bala. Itala ang data na ito sa isang talahanayan ng data.
Tulad ng maraming mga eksperimento, ang aming eksperimento ay may ilang mga isyu sa kaligtasan na dapat nating obserbahan. Ang gasolina na ginagamit ng aerosol na ginagamit namin ay nasusunog - dapat nating isara nang maayos ang takip ng tagabaril ng patatas at magsusuot ng makapal na guwantes kapag pinapaso ang gasolina. Upang maiwasan ang hindi sinasadyang pinsala mula sa mga bala, dapat din nating tiyakin na tayo (o iba pang mga nanatili) ay tumayo sa tabi ng baril habang nagpaputok - wala sa harap o sa likuran nito
Hakbang 5. Pag-aralan ang data
Sabihin, nakita namin na, sa average, ang spray ng buhok ay nag-shoot ng patatas sa pinakamalayo, ngunit ang spray ng pagluluto ay mas pare-pareho. Maaari nating maisip ang data na ito. Ang isang mahusay na paraan upang ilarawan ang average na distansya bawat spray ay isang bar graph, kung saan ang isang nakakalat na balangkas ay isang mahusay na paraan upang ipakita ang mga pagkakaiba-iba sa distansya ng pagpapaputok ng bawat gasolina.
Hakbang 6. Iguhit ang iyong mga konklusyon
Tingnan ang mga resulta ng iyong mga eksperimento. Batay sa aming data, masasabi naming may kumpiyansa na tama ang aming teorya. Maaari din nating sabihin na nakakita kami ng isang bagay na hindi namin nahulaan - na ang spray sa pagluluto ay gumawa ng pinaka-pare-parehong mga resulta. Maaari naming iulat ang anumang mga problema o gulo na nakita namin - sabihin nating ang pintura mula sa spray ng pintura ay nagtatayo sa silid ng pagpapaputok ng isang kanyon ng patatas, na ginagawang mahirap ang paulit-ulit na pagpapaputok. Sa wakas, maaari kaming magmungkahi ng mga lugar para sa karagdagang pagsasaliksik - halimbawa, marahil sa mas maraming gasolina, makakakuha tayo ng mas mahabang distansya.
Maaari pa rin naming ibahagi ang aming mga resulta sa mundo sa anyo ng mga pang-agham na papel - dahil sa paksa ng aming mga eksperimento, maaaring mas angkop na ipakita ang impormasyong ito sa anyo ng isang maliit na eksibisyon ng agham
Mga Tip
- Magsaya at manatiling ligtas.
- Ang agham ay tungkol sa pagtatanong ng malalaking katanungan. Huwag matakot na pumili ng isang paksang hindi mo pa nakikita dati.
Babala
- Magsuot ng proteksyon sa mata.
- Kung may papasok sa iyong mga mata, banlawan nang lubusan nang hindi bababa sa 5 minuto.
- Huwag maglagay ng pagkain o inumin malapit sa lugar ng iyong pinagtatrabahuhan.
- Hugasan ang mga kamay bago at pagkatapos ng eksperimento.
- Kapag gumagamit ng matalim na kutsilyo, mapanganib na kemikal, o mainit na sunog, tiyaking pinapanood ka ng isang may sapat na gulang.
- Magsuot ng guwantes na goma kapag naghawak ng mga kemikal.
- Itali ang buhok sa likod.
