科学実験の実施方法

科学実験は、人々がアイデアをテストし、信頼できる結果を得る方法です。他の人がテストを再現できるように、実験を設計、実行、記録することが不可欠です。主要な科学雑誌には、実験がこの科学的方法に従うことを保証するための厳格な規則があります。しかし、科学的方法は複雑ではなく、幼児の教室での実験に簡単に使用できます。科学実験をケーキを作るためのレシピのように考えてください。あなたが計画し、書き、そして正しい順序でステップを実行するならば、あなたは成功するでしょう。

テストする仮説を選択する

仮説は、テストできる質問またはステートメントです。例えば、

「猫は、知らない見知らぬ人と比べて、飼い主にニャーと鳴くことが多くなります。」

また、仮説が何が起こるかを示したり、自由形式で記述したりすることもできます。たとえば、「猫は飼い主や見知らぬ人にニャーと鳴くことが多いですか？」

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コントロールについて考える

実験で変数を制御すると、結果と結果に影響します。実験を成功させるには、テスト対象の要素を除くすべての要素を制御することが不可欠です。セクション1の猫の例に固執する場合、見知らぬ人が飼い主と比較してより多くのニャーを誘発するかどうかを確認しようとしています。したがって、変更される1つの要因は、猫と接触する人です。他のすべての要因は同じでなければなりません。これらには、テスト対象の猫、部屋、時間、騒音と光のレベル、猫がどれだけ空腹である可能性が高いか、そして飼い主や見知らぬ人が着ている服さえ含まれます。

結果に影響を与える可能性のある要因について考えれば考えるほど、より多くのことがわかります。変数の制御は、実験を計画する上で最も重要な部分なので、慎重に検討してください。

他の科学者が行ったことを読む

専門的な実験では、ほとんどの科学者は、他の人の仕事を繰り返すのではなく、新しい方法でアイデアをテストしたり、新しい質問を考えたりしようとします。科学者は自分の仕事が新しいことを確認するために、ジャーナルで記事を検索し、自分の科学分野の最新情報を読んでいます。

教室での実験で独自の研究を行うことは困難です。しかし、それは読書と勉強が重要ではないという意味ではありません。研究により、人々は後で記録する結果を理解し、他の人が以前に行ったことと比較して自分の実験が理にかなっていることを確認できます。

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必要な機器を手配する

一部の実験では、他の実験よりもはるかに多くのアイテムが必要です。光のレベルが植物の成長速度にどのように影響するかをテストする場合は、種子、土壌、鉢、水、定規、および光のレベルを制御および測定する方法が必要になります。

一部の人々は、必要なすべての機器をチェックするために模擬実験を行うことが間違いを避けるのに役立つと感じています。

予測をする

予測は、仮説に答える知識に基づいた推測です。植物成長実験では、「植物は最高の光濃度で最もよく成長します」。予測が正しいかどうかは問題ではないことを忘れないでください。重要なのは、結果の後での分析とそれが何を意味するかです。

メソッドを計画する

この方法は、実験の実施方法を説明する段階的な時系列です。これはテスター自身にとっては便利ですが、科学者が明確な方法論を書く主な理由ではありません。

調査のための完璧な書面による方法は、見知らぬ人が拾い上げて問題なく従うことができるはずです。レシピを書いているかのようにプロセスを考えてください。読みやすい方法で書かれた明確な量、時間、およびアクションがあるはずです。

レポートの作成を開始します

仮説をテストする前に、実験の最初の部分を書き留めておくことをお勧めします。これは、結果を知った後でレポートを作成すると、結果に一致するように予測を変更したくなるためです。レポートには、これまでのところ次の手順を含める必要があります。

• 仮説
• 予測
• 装置
• 方法

実験を実施し、結果を記録する

可能であれば、他の人が結果を記録できるように、実験するときは他の人と協力するのが最善です。テストによっては、結果が数分、数時間、さらには数日にわたって記録される場合があります。

ほとんどの人は、明確にラベル付けされた列と行を含むテーブルに調査結果を記録します。可能であれば、実験を少なくとも3回繰り返して、結果の平均を取得することをお勧めします。これにより、結果の信頼性が高まり、結論の信頼性が高まります。

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結果を分析する

結果がどのように分析されるかは、その人が何を勉強していたかによって大きく異なります。ただし、ほとんどの場合、これには時間や測定値などの数値の分析が含まれます。これらは、棒グラフ、散布図、またはその両方に作成できます。これにより、調査対象の要因または変数の間に関係があるかどうかをすばやく確認できます。たとえば、散布図に最適な線があるかどうかを示します。

多くの専門の科学者は、相関関係があるかどうかを視覚的に確認するのではなく、Excelシートと複雑な方程式を使用して変数間の正確な関係を見つけます。

結論を出す

結論は、科学者が仮説、予測、以前の研究、および実験結果を振り返り、発見したことを要約する書面のセクションです。予測が正しかったかどうかは関係ありません。

たとえば、前の例のように、猫は見知らぬ人よりも飼い主にニャーと鳴くので、2つの要因の間に関係があるという結論になる場合があります。実験はこれが真実であることを示すかもしれません、しかし科学者は理由を知らないかもしれません。ただし、結果の論理的な理由を提案し、将来または別の科学者のための新しい実験としてこれを提案することもお勧めします。