Eksperimentimi është një metodë me të cilën shkencëtarët shqyrtojnë fenomenet natyrore me shpresën për të fituar njohuri të reja. Eksperimentet e mira ndjekin një dizajn logjik për të izoluar dhe testuar një ndryshore specifike që është përcaktuar saktësisht. Duke mësuar parimet themelore prapa dizajnit eksperimental, ju do të jeni në gjendje t'i zbatoni këto parime në eksperimentet tuaja. Pavarësisht nga qëllimi, të gjithë eksperimentet e mira funksionojnë sipas parimeve logjike dhe deduktive të metodës shkencore, nga projektet e orës së patates të klasës së pestë deri tek kërkimet e përparuara të Higgs Boson.
Hapi
Metoda 1 nga 2: Hartimi i Eksperimenteve Shkencore
Hapi 1. Zgjidhni një temë specifike
Eksperimentet, rezultatet e të cilëve çojnë në një ndryshim në mendësinë shkencore janë shumë, shumë të rralla. Shumica e eksperimenteve u përgjigjen disa pyetjeve të vogla. Njohuritë shkencore janë ndërtuar nga të dhënat e grumbulluara të shumë eksperimenteve. Zgjidhni një temë ose pyetje pa përgjigje që janë të vogla në shtrirje dhe të lehta për tu testuar.
- Për shembull, nëse doni të eksperimentoni me plehra bujqësore, mos u përpiqni t'i përgjigjeni pyetjes: "Çfarë lloj plehrash është më i mirë për rritjen e kulturave?" Ka shumë lloje të ndryshme plehrash dhe shumë lloje të ndryshme bimësh në botë - një eksperiment nuk mund të japë përfundime universale për të dyja. Një pyetje më e mirë për hartimin e eksperimentit do të ishte "Çfarë përqendrimi i azotit në pleh prodhoi prodhimin më të madh të misrit?"
- Njohuritë shkencore moderne janë shumë, shumë të gjera. Nëse keni ndërmend të bëni kërkime shkencore, hulumtoni temën tuaj gjatë para se të filloni të hartoni eksperimentin tuaj. A i janë përgjigjur ndonjë eksperimenti të mëparshëm pyetjeve që ishin subjekt i mësimit të eksperimentit tuaj? Nëse po, a ka ndonjë mënyrë për të përshtatur temën tuaj për t'iu përgjigjur pyetjeve që nuk janë përgjigjur nga eksperimentet ekzistuese?
Hapi 2. Izoloni variablat tuaj
Eksperimentet e mira shkencore testojnë parametra të veçantë, të matshëm të quajtur e ndryshueshme.
Në terma të përgjithshëm, një shkencëtar kryen një eksperiment për vlerën e ndryshores që po teston. Një gjë jetike kur kryeni eksperimente është rregullimi vetem variablin specifik që po testoni (dhe asnjë variabël tjetër).
Për shembull, në shembullin tonë të eksperimentit me pleh, shkencëtari ynë do të mbjellë disa bimë të mëdha misri në tokë që është fekonduar me përqendrime të ndryshme të azotit. Do t'i japë secilës bimë sasinë e kërkuar të plehut pikërisht njësoj. Ai do të sigurojë që përbërja kimike e plehrave të përdorur të mos ndryshojë përveç përqendrimit të azotit - për shembull, ai nuk do të përdorë plehra me përqendrime më të larta të magnezit për asnjë nga prodhimet e tij të misrit. Ai gjithashtu do të mbjellë të njëjtin numër dhe lloje të bimëve të misrit në të njëjtën kohë dhe në të njëjtin lloj toke në secilën nga kopjet e tij eksperimentale.
Hapi 3. Krijoni një hipotezë
Hipoteza është një parashikim i rezultateve eksperimentale. Kjo duhet të jetë më shumë sesa thjesht hamendje - një hipotezë e mirë informohet nga hulumtimi që keni bërë kur zgjidhni një temë eksperimenti. Bazoni hipotezën tuaj në rezultatet e eksperimenteve të ngjashme të kryera nga kolegë të tjerë në fushën tuaj, nëse po zgjidhni një problem që nuk është studiuar në thellësi, bazuar në çdo kombinim të kërkimit letrar dhe vëzhgimeve të regjistruara që mund të gjeni. Mos harroni se edhe nëse bëni hulumtimin tuaj më të mirë, hipoteza juaj mund të vërtetohet e gabuar - në këtë rast, ju ende po zgjeroni njohuritë tuaja duke provuar parashikimin tuaj "jo" të drejtë.
Në mënyrë tipike, hipotezat shprehen si fjali deklarative sasiore. Një hipotezë përdor gjithashtu mënyrën e matjes së parametrave eksperimentalë. Një hipotezë e mirë për shembullin tonë të plehrave është: "Një bimë misri e ushqyer me një kile azot për bush do të prodhojë një masë më të madhe të rendimentit sesa një kulturë ekuivalente misri e rritur me një shtesë nitrogjeni të ndryshme
Hapi 4. Planifikoni mbledhjen e të dhënave tuaja
Dije paraprakisht "kur" do të mbledhësh të dhëna dhe "çfarë lloj" të dhënash do të mbledhësh. Matni këto të dhëna në kohë të paracaktuara, ose në raste të tjera, në intervale të rregullta. Në eksperimentin tonë të plehrave, për shembull, ne do të masim peshën e bimës sonë të misrit d (në kilogram) pas një periudhe rritjeje. Ne do ta krahasojmë këtë me përmbajtjen e azotit të plehut të aplikuar në secilën bimë. Në eksperimentet e tjera (të tilla si ato që do të masin ndryshimet në një ndryshore me kalimin e kohës), është e nevojshme të mblidhen të dhëna në intervale të rregullta.
- Krijimi i një tabele të të dhënave paraprakisht është një ide e mirë - thjesht futni vlerat e të dhënave tuaja në tabelë ndërsa i regjistroni ato.
- Njihni ndryshimin midis variablave të varur dhe të pavarur. Ndryshorja e pavarur është ndryshorja që ndryshoni dhe variabla e varur është ajo që ndikohet nga variabla e pavarur. Në shembullin tonë, "përmbajtja e azotit" është ndryshorja "e pavarur" dhe "rendimenti (në kg)" është ndryshorja "e varur". Tabela bazë do të ketë kolona për të dy variablat pasi ato ndryshojnë me kalimin e kohës.
Hapi 5. Kryeni eksperimentin tuaj në mënyrë metodike
Drejtoni eksperimentin tuaj, provoni për ndryshoret tuaja. Kjo pothuajse gjithmonë kërkon që ju të eksperimentoni në mënyrë të përsëritur për disa vlera të ndryshueshme. Në shembullin tonë të plehrave, ne do të rritim disa kultura identike të misrit dhe do të aplikojmë një pleh që përmban sasi të ndryshme të azotit. Në përgjithësi, sa më shumë të dhëna të gjera të merrni, aq më mirë. Regjistroni sa më shumë të dhëna të jetë e mundur.
- Një dizajn i mirë eksperimental përfshin atë që njihet si kontroll. Një nga eksperimentet tuaja të replikës nuk duhet të "përfshijë" ndryshoren që po testoni fare. Në shembullin tonë të plehrave, ne do të përfshijmë një bimë misri që merr pleh pa azot në të. Ky do të jetë kontrolli ynë - do të jetë baza bazë kundër së cilës do të matim rritjen e kulturave të tjera të misrit.
- Vëzhgoni çdo dhe të gjitha substancat ose proceset që lidhen me sigurinë në eksperimentin tuaj.
Hapi 6. Mblidhni të dhënat tuaja
Regjistroni të dhënat drejtpërdrejt në tabelë, nëse është e mundur - kjo do t'ju parandalojë që të mos keni nevojë të ri -futni dhe bashkoni të dhënat më vonë. Mësoni si të vlerësoni të dhënat e jashtme në të dhënat tuaja.
Alwaysshtë gjithmonë një ide e mirë të përshkruani të dhënat tuaja sa më vizualisht të jetë e mundur. Krijoni pika të të dhënave në tabelë dhe shprehni trendet me vijën ose kurbën më të përshtatshme. Kjo do t'ju ndihmojë (dhe kushdo tjetër që e shikon këtë grafik) të vizualizoni modelet në të dhëna. Për eksperimentet më themelore, ndryshorja e pavarur është vizatuar në boshtin horizontal x dhe ndryshorja alternohet në boshtin vertikal y
Hapi 7. Analizoni të dhënat tuaja dhe nxirrni përfundime
A është hipoteza juaj e saktë? A ka ndonjë tendencë të vëzhgueshme në të dhënat? Gjetët ndonjë të dhënë të papritur? A keni pyetje pa përgjigje që mund të formojnë bazën për eksperimentet e ardhshme? Provoni t'u përgjigjeni këtyre pyetjeve ndërsa vlerësoni rezultatet. Nëse të dhënat tuaja nuk japin një hipotezë të caktuar "po" ose "jo", merrni parasysh kryerjen e provave shtesë eksperimentale dhe mbledhjen e më shumë të dhënave.
Për të ndarë rezultatet tuaja, shkruani një punim shkencor gjithëpërfshirës. Të dish të shkruash punime shkencore është një aftësi e dobishme - rezultatet e hulumtimeve të fundit duhet të shkruhen dhe publikohen në një format të caktuar
Metoda 2 nga 2: Shembull ekzekutimi i eksperimenteve
Hapi 1. Zgjidhni një temë dhe përcaktoni ndryshoret tuaja
Për arsye të këtij shembulli, ne do të kemi një eksperiment të thjeshtë dhe të vogël. Në eksperimentin tonë, ne do të shqyrtojmë efektin e karburanteve të ndryshëm aerosol në gamën e qitjes së armës së patates.
- Në këtë rast, lloji i karburantit aerosol që ne po përdorim është "ndryshorja e pavarur" (ndryshorja që do të ndryshojmë), ku distanca e plumbave është "ndryshorja e varur".
- Diçka për t'u marrë parasysh në këtë eksperiment - a ka ndonjë mënyrë për t'u siguruar që çdo plumb patate të peshojë njësoj? A ka ndonjë mënyrë për të përdorur të njëjtën sasi karburanti për çdo goditje? Të dyja këto mund të ndikojnë në gamën e qitjes së armës. Së pari matni peshën e secilit plumb dhe përdorni të njëjtën sasi sprej aerosoli për çdo goditje.
Hapi 2. Krijoni një hipotezë
Nëse testojmë llakun e flokëve, llakun e gatimit dhe bojën me llak, le të themi se spari i flokëve përmban karburant aerosol me një përmbajtje butani më të madhe se spërkatjet e tjera. Meqenëse e dimë se butani është i ndezshëm, mund të hipotezojmë se llakja e flokëve do të prodhojë më shumë goditje kur ndizet, duke qëlluar një plumb patate më larg. Ne do të shkruajmë hipotezën: "Përmbajtja më e lartë e butanit në karburantin aerosol në llakun e flokëve, mesatarisht, do të prodhojë një gamë më të gjatë të qitjes kur gjuani plumba patatesh që peshojnë midis 250-300 gramë."
Hapi 3. Vendosni koleksionin tuaj të mëparshëm të të dhënave
Në eksperimentin tonë, ne do të testojmë çdo karburant aerosol 10 herë dhe do të llogarisim rendimentin mesatar. Ne gjithashtu do të testojmë një karburant aerosol që nuk përmban butan si një kontroll eksperimental. Për t'u përgatitur, ne do të mbledhim topin tonë të patates, do ta testojmë për t'u siguruar që funksionon, do të blejmë një llak aerosol dhe më pas do të presim dhe peshojmë plumbin tonë të patates.
-
Ne gjithashtu do të krijojmë një tabelë të dhënash së pari. Ne do të kemi pesë kolona vertikale:
- Kolona më e majtë do të etiketohet "Test #". Qelizat në këtë kolonë do të përmbajnë numrat 1-10, duke treguar çdo përpjekje për qitje.
- Katër kolonat e ardhshme do të etiketohen me emrin e llakut aerosol që kemi përdorur në eksperiment. Dhjetë qeliza nën secilën titull të kolonës që do të përmbajnë distancën (në metra) të çdo përpjekjeje të qitjes.
- Nën secilën prej katër kolonave për karburant, lini hapësirë për të shkruar vlerën mesatare për secilën distancë.
Hapi 4. Bëni eksperimentin
Ne do të përdorim çdo sprej aerosoli për të shkrepur dhjetë plumba, duke përdorur të njëjtën sasi aerosoli për të shkrepur secilin plumb. Pas çdo goditjeje, ne do të përdorim një masë kasetë për të matur distancën midis secilit plumb. Regjistroni këto të dhëna në një tabelë të të dhënave.
Ashtu si shumë eksperimente, eksperimenti ynë ka disa çështje sigurie që duhet të respektojmë. Karburanti aerosol që përdorim është i ndezshëm - ne duhet të mbyllim mirë kapakun e armës së patates dhe të veshim doreza të trasha kur ndezim karburantin. Për të shmangur lëndimet aksidentale nga plumbat, ne gjithashtu duhet të sigurohemi që ne (ose kalimtarë të tjerë) të qëndrojmë pranë armës gjatë gjuajtjes - jo para ose pas saj
Hapi 5. Analizoni të dhënat
Thuaj, ne zbulojmë se, mesatarisht, llak flokësh i hedh patatet më së largu, por llak gatimi është më konsistent. Ne mund t'i vizualizojmë këto të dhëna. Një mënyrë e mirë për të ilustruar distancën mesatare për llak është një grafik me shirita, ku një komplot shpërndarës është një mënyrë e shkëlqyeshme për të treguar ndryshimet në distancën e ndezjes së secilit karburant.
Hapi 6. Nxirrni përfundimet tuaja
Shikoni rezultatet e eksperimenteve tuaja. Bazuar në të dhënat tona, mund të themi me besim se hipoteza jonë është e saktë. Ne gjithashtu mund të themi se gjetëm diçka që nuk e kishim parashikuar - se llak gatimi dha rezultatet më të qëndrueshme. Ne mund të raportojmë çdo problem ose rrëmujë që gjejmë - le të themi se bojë nga bojë llak grumbullohet në dhomën e qitjes së një topi patate, duke e bërë të vështirë qitjen e përsëritur. Së fundi, ne mund të sugjerojmë fusha për kërkime të mëtejshme - për shembull, ndoshta me më shumë karburant, ne mund të marrim një distancë më të gjatë.
Ne madje mund t'i ndajmë rezultatet tona me botën në formën e punimeve shkencore - që nga tema e eksperimenteve tona, mund të jetë më e përshtatshme që ky informacion të paraqitet në formën e një trefishi të ekspozitave shkencore
Këshilla
- Argëtohuni dhe qëndroni të sigurt.
- Shkenca ka të bëjë me pyetje të mëdha. Mos kini frikë të zgjidhni një temë që nuk e keni parë më parë.
Paralajmërim
- Vishni mbrojtje për sytë.
- Nëse diçka ju bie në sy, shpëlajeni tërësisht për të paktën 5 minuta.
- Mos vendosni ushqim ose pije pranë vendit tuaj të punës.
- Lani duart para dhe pas eksperimentit.
- Kur përdorni thika të mprehta, kimikate të rrezikshme ose zjarre të nxehtë, sigurohuni që një i rritur t'ju shikojë.
- Vishni doreza gome kur përdorni kimikate.
- Lidh flokët mbrapa.
