Kako provesti naučni eksperiment: 13 koraka

Eksperiment je najviše metoda koji će naoružani naučnici koji će istražiti jedan ili drugi fenomen u nadi da će naučiti o svijetu oko nas nešto novo. Dobri eksperimenti prati jasan i logično naređen plan koji ima za cilj isticanje i provjeru jasnih, posebno naznačenih varijabli. Nakon što su proučavali temeljne principe koji su u osnovi naučnih eksperimenata, možete ih primijeniti u vlastitim eksperimentima. Bez obzira na svrhu studije, svi dobri eksperimenti se izvode prema načelima logike i odbitka, u osnovi naučne metode znanja, a nije važno što studirate - nešto na školskom nivou ili bozonske higgs.

Korake

Dio 1 od 2:

Priprema naučnog eksperimenta

jedan. Odaberite temu istraživanja. Eksperimenti čiji rezultati dovode do pune revizije stavova naučne zajednice na toj bolesnoj, izuzetno rijetko. Većina eksperimenata postavila je zadatak kompromitirajuće - odgovorite na određeno pitanje. Naučna znanja zasniva se na akumuliranju znanja dobivenih tokom bezbroj eksperimenata. Odaberite temu ili pitanje koje ostaje bez odgovora, što se može istražiti trošenjem malog eksperimenta.

Na primjer, ako želite provesti eksperiment s poljoprivrednim gnojirom, onda formulirajte pitanje je pogrešno - "ono što je gnojivo najbolje?"Zašto? U svijetu, pun različitih đubriva, kao dio jednog eksperimenta, nećete moći sve istražiti odjednom. Bit će bolje da se tačnije postavlja pitanje: "Koja koncentracija dušika u đubrivom vodi do najviših kukuruznih kultura?".
Moderna naučna saznanja - stvar je vrlo, vrlo opsežna. Ako namjeravate provesti ozbiljnu naučna istraživanja, a zatim prije početka eksperimenta, vi temeljito čitate, kako kažu, podudaraju se. Možda su eksperimenti odgovorni za vaše pitanje već izvedeni u prošlosti? Ako je to slučaj, onda prilagodite temu svojih istraživanja kako biste proučavali neku vrstu teme koja ostaje neistražena.

Slika pod nazivom Provodi naučni eksperiment korak 2

2. Odaberite varijable ili varijable. Dobar naučni eksperiment bavi se činjenicom da su specifični testovi, izmjereni parametri koji se nazivaju "varijable". Ako je u općim uvjetima, tada naučnik provodi eksperiment s nekim brojem testiranih varijabli. Prilikom provođenja eksperimenta, izuzetno je važno mijenjati samo specifične varijable koje vas proučavaju (i samo oni)!

Vratimo se na primjer, gnojivo. Naš naučnik uzgajat će kukuruz na nekoliko kreveta u bubregu, oplođen gnojivima različitim sadržajem dušika. Svaki će krevet biti napravljen isti broj gnojiva. Štaviše, naučnik će čak i osigurati da je sadržaj dušika jedina razlika između gnojiva. Pored toga, naučnik će uzgajati isti broj postrojenja za kukuruz na svakom krevetu, rasti će ih u isto vrijeme u istoj vrsti tla.

Slika pod nazivom Provodi naučni eksperiment Korak 3

3. Čarolija sa hipotezom. Hipoteza je mišljenje o tome šta će biti rezultati eksperimenta. Hipoteza, usput za reći, ovo nije slijepo pretpostavljati, ne! Dobre hipoteze izrađuju se na osnovu preliminarnog istraživanja teme eksperimenta (to se održava u vrijeme odabira teme studije). Izgradite hipotezu na osnovu podataka dobivenih u toku sličnih eksperimenata koje su provedene od strane vaših kolega ili, ako problem koji ste proučavali još nije baš dobro dokumentovan, na osnovu naučne literature i sprovedenom istraživanju, na koji ćete biti u mogućnosti naći.I zapamtite da hipoteza može biti pogrešna - ali čak i u ovom slučaju bit će se smatralo postizanjem rezultata! Zašto? Ali zato što ste dokazali da hipoteza koju ste predložili niste istinita.

U pravilu, hipoteza ima oblik kvantifikacije deklaratnog prijedloga. Hipoteza također uzima u obzir kako će se eksperimentalni parametri mijenjati. Za naš eksperiment gnojiva, dobra hipoteza zvuči ovako: "Gnojivači kukuruznog gnojiva koji sadrže 400 g. Azot na 36.3 litre, dovest će do veće mase usjeva nego u slučaju korištenja gnojiva s drugim sadržajem dušika ".

Slika pod nazivom Provodi naučni eksperiment korak 4

4. Razmislite o tome kako ćete prikupljati podatke. Važno je znati dvije stvari unaprijed: 1) kada prikupljate podatke - 2) kojim ćete podacima prikupiti. Izmjerite ove podatke potrebne su u suspenzivnom vremenu ili, ako je potrebno, kroz redovne intervale. U našem slučaju mjeri se težina kukuruznih kultura u kilogramima nakon određenog razdoblja rasta. To se zatim upoređuje sa sadržajem dušika u gnojivima, koji su uvedeni u bubreg. Međutim, u drugim eksperimentima bit će sasvim prikladno prikupljanje intervala podataka.

Ako organizujete podatke u tablici, onda će raditi mnogo lakše.

Znaju razliku između ovisnih i neovisnih varijabli. Nezavisne varijable - ovo se mijenjate. Zavisne varijable - koje se mijenja promjenom u neovisnoj varijabli. U našem primjeru, respektivno, neovisna varijabla bit će "sadržaj dušika", a ovisna - masa usjeva. Svi ovi podaci bit će dobro u tablici u odgovarajućim stupovima.

Slika pod nazivom Provodi naučni eksperiment Korak 5

pet. Metodički potrošiti eksperiment. Pokrenite eksperiment i testirajte varijablu. Gotovo u svim slučajevima kada trebate mjeriti nekoliko varijabli, morat ćete provesti eksperiment nekoliko puta. Dakle, raste ćemo identične biljke kukuruza i oploditi njihova gnojiva sa različitim sadržajem dušika. I širi raspon dolaznih podataka, to je bolji. Snimite toliko podataka koliko je moguće.

Sastavni dio bilo kojeg dobrog eksperimenta je t.N. "Kontrolni uzorak". Dakle, jedan od vaših kukuruznih kreveta treba biti bez varijable u studiji. Lakše govoreći, jedan krevet mora biti oplođen, u kojem nema dušika. Ovo će biti kontrolni obrazac - vrsta osnovne linije, u odnosu na koji će se proučavati ostali kreveti.

Rad sa opasnim materijalima ili obavljanjem opasnih akcija, pridržavajte se svih sigurnosnih zahtjeva.

Slika pod nazivom Provodi naučni eksperiment Korak 6

6. Prikupite podatke. Učinite podatke dobivenim tokom eksperimenta za tablicu jer stiže - bit će lakše raditi. Ne zaboravite navesti dramatično razlikovne vrijednosti.

Bit će vrlo korisno za vizuelno slanje podataka, posebno ako je takva prilika. Stavite na grafikon ključne točke i označite trendove izravne ili predviđene linije. Pomoći će vam i svi ostali za vizualizaciju predložaka iz podataka. U jednostavnim eksperimentima, X osi uzimaju podatke o neovisnoj varijabli i osi podataka na ovisnim varijablama.

Slika pod nazivom Provodi naučni eksperiment korak 7

7. Analizirajte podatke i zaključite. Bila je hipoteza tačno? Koji se trendovi mogu izdvojiti na osnovu promatranih podataka? Da li ste se sudarili sa nečim neočekivanim tokom eksperimenta? Imate li pitanja bez odgovora, koja može biti osnova za sljedeći eksperiment? Ocijenite rezultate, pokušajte odgovoriti na sva ova pitanja. Ako vaši podaci ne dopuštaju da date jasan odgovor u vezi s istinitom hipoteze, zatim izvršite dodatne eksperimente i prikupite još više podataka.

Ako želite dijeliti otkrića sa naučnom zajednicom, a zatim napišite naučni članak. Usput, potrebno je naučiti pisati i objaviti podatke o provedenim studijama, predstavljene su različite zahtjeve.

2. dio 2:

Eksperimentirati

jedan. Odaberite temu i označite varijable. Kao primjer, uzmite mali i jednostavan eksperiment. Recimo da istražujemo kako se upotreba različitih aerosola utječe na projektil let u krompiru!

Dakle, vrsta korištenog aerosola je neovisna varijabla, ali duljina leta ljuske ovisi.
Nešto o onome što treba pomilovati. Dakle, morate biti sigurni da su granate iste težine, kao i vi sigurni da svaki snimak troši isti broj aerosola. Zašto? Oba parametra mogu utjecati na udaljenost leta. Zato odmjerite sve školjke i isprobajte snimke koji konzumiraju isti broj aerosola.

Slika pod nazivom Provodi naučni eksperiment korak 9

2. Zategnite hipotezu. Dakle, uzeli smo nekoliko vrsta aerosola (sprej za kosu, kulinarski sprej i lakiranje raspršivanja). Pretpostavimo da u spreju za kosu Butana više nego u ostalim sprej. Budući da znamo da je Bhutan - zapaljiv gasa, možemo nominirati hipotezu da je sprej za kosu koji će gurnuti projektil u cjelini. Dakle, hipoteza: "Veća koncentracija butana u aerosolu (sprej za kosu) dovest će do činjenice da je prosječna udaljenost prevladala projektilom težine 250-300 g. Nakon pucanja, premašit će slične udaljenosti prilikom snimanja pomoću drugih aerosola."

Slika pod nazivom Provodi naučni eksperiment korak 10

3. Unaprijed organizirajte postupak prikupljanja podataka. U našem eksperimentu ćemo testirati sve aerosole od 10 puta, nakon čega povuku prosječni rezultat. Kao kontrolni uzorak, zauzvrat će se koristiti aerosol koji ne sadrži butan. Kao priprema za eksperiment, prikupit ćete krompir, provjerite da li to radi, kupuju sprejeve i vaganje krompira ... to su, školjke.

I ovako će tablica izgledati da piše podatke u kojima će biti 5 stupaca:

Prvi stupac - broj testa. Stanice ovog stupca sadržavat će niz slijeda testa, od 1 do 10.

Sljedeća četiri stupca bit će potpisana imenima korištenih aerosola. U ćelijama svakog od stupca bit će zabilježeno udaljenost koju će projektil letjeti nakon snimaka.

Pod svakom od ova četiri govornika morate ostaviti mjesto za pisanje prosječne vrijednosti.

Slika pod nazivom Provodi naučni eksperiment korak 11

4. Provesti eksperiment. Dakle, uzmite 10 snimaka sa svakim od aerosola koristeći isti broj aerosola na svakom snimku. Nakon svakog snimaka, izmerite udaljenost da će projektil letjeti i zapisati podatke dobivene u tablicu.

Ovaj eksperiment, kao i mnogi drugi, zahtijeva poštivanje sigurnosnih pravila. Polovni aerosoli su zapaljivi i jednostavni - tako da se krompir mora biti sastavljen kao što bi trebalo, a vi biste trebali nositi uske rukavice kad dobijete gorivo. Pored toga, niko ne bi trebao biti na vatrogasnoj liniji - ni pred krompirom, niti odostraga.

Slika pod nazivom Provodi naučni eksperiment korak 12

pet. Analizirajte dobijene podatke. Pretpostavimo da se pokazalo da krompir leti na spreju za kosu, ali na kulinarskom spreju udaljenost je manja. Ovi podaci mogu biti prisutni grafički - histogram za sredinu leta školjke i dijagrama rasipanja za prikazivanje raspršivanja udaljenosti.

Slika pod nazivom Provodi naučni eksperiment korak 13

6. Donijeti zaključke. Nakon što se rezultati analiziraju, možete sigurno reći da je hipoteza iznesena vi bila ispravna. Pored toga, možete reći i da su otvorili nešto neočekivano - da kulinarski sprej daje najtraženije rezultate. Pored toga, možete prijaviti probleme sa kojima ste se susreli tokom eksperimenta - na primjer, ta boja njihova sprej za boje pokriva udarac krompira, što čini svaki sljedeći snimak. I na kraju, možete dati preporuke na koje pitanja zaslužuju daljnje studije - moguće je da će veća količina korištenog goriva dati i veći rezultat.

Podijelite svoja otkrića sa svijetom! Pronađite publikaciju ili format u kojem će biti prikladniji otkriti rezultate vašeg istraživanja - i unaprijed!

Savjeti

Zabavite se, ali ne zaboravite i na sigurnosnu opremu.
Nauka je igra u "Postavite teško pitanje". Ne bojte se postavljati složena pitanja u vezi sa neistraženim tim.

Upozorenja

Pazi na oči.
Ako nešto padne u oči, a zatim ih operite vodom oko 5 minuta, ni manje.
Ne čuvajte hranu i piće pored vašeg radnog mjesta.
Moje ruke prije i nakon eksperimenta.
Rad sa oštrim noževima / opasnim hemikalijama / otvorenim vatrom? Morate pogledati odraslu osobu.
Nosite gumene rukavice prilikom rada sa hemikalijama.
Kosa se složila natrag.