科学方法的步骤为实验提供了一个解决问题的过程。它可以根据学生的年龄和能力进行修改开发特殊技能.
问问题是科学方法的第一步(例如:谁、什么、何时、何地、为什么、如何)。你通常会找到一个宽泛、简单的问题的答案。答案往往会导致更多的问题。这就是科学方法真正开始的地方。
本文将科学方法分为四个步骤。
但在实践中,它通常没有这么整洁。科学家和学生经常不得不重复步骤,重新开始实验,形成一个新的假设,并重复这一系列步骤。这是科学过程的一部分。艺术的科学“学习不是失败的标志。
一个实验一旦完成,它的结果就可以作为一个新的实验的起点来回答新的问题。这叫做迭代。
科学方法的步骤
第一步:以一个问题开始。你想知道什么?你想知道什么?在科学方法的第一步,你可能需要做一些背景研究来了解更多。它可以帮助你定义你的问题,并决定你想要发现什么。
第二步:形成假设。假设是对你所知道的事情的一种有根据的猜测或解释。形成一个好的假设——一个科学的假设是实验(和进一步研究)的起点。你可以证明这个假设显著地通过实验来纠正或反驳它。“显而易见”是因为对实验结果的科学解释在不断发展和变化。
第三步:进行实验,观察并跟踪结果.建立一个测试实验,看看你的假设是对还是错。在实验过程中进行观察,并记录下来。通常,以完全相同的方式复制实验是必要的,以确保你的结果。
第四步:得出结论。判断你的假设是对还是错。你的实验结果如何?你能告诉我为什么会这样吗?解释和交流你的结果。
这些原理可以用来研究自然界在生活的挑战.你可以从植物中学习任何东西岩石生物学或化学反应使用这四个步骤。即使是非常年轻的学生也可以使用改良版的科学方法来组织他们的思想。
进行与低年级学生进行科学实验
较年轻的学生可以使用科学方法的简单版本来学习实用科学。你可以利用他们天生的好奇心来引导他们,让他们难忘。试着教低年级学生同样的步骤,但要让语言更容易理解。
- 想知道-关于我周围的世界,我想知道什么?
- 认为-我觉得会发生什么?
- 行为-测试一下我的想法。会发生什么呢?
- 说-我说得对吗?
这些学生可以进行自己的实验,了解他们周围的世界。例如,年轻的学生可以通过在阳光和树荫下融化冰来研究物质的状态。在开始之前,让学生预测放置在阳光下的冰和放置在阴凉处的冰会发生什么。然后测试他或她的想法,随着时间的推移检查冰块,并要求学生解释发生了什么。这个学生是对的吗?
在另一个例子中,年轻的学生可以通过在牛奶中添加肥皂和食用色素来学习化学反应。同样,在开始之前,让学生告诉你当你往牛奶里加肥皂和食用色素时,他或她认为会发生什么。测试实验,观察反应,并要求学生解释发生了什么。这个学生是对的吗?
在他们天生的好奇心的激励下,最年轻的学生能够思考、思考和观察。从最年轻的时候起,他们就能在简单的科学杂志上仔细观察和描述他们所看到的东西。他们可以开始发展判断实验结果是否如他们所预期所需的批判性思维技能——这是科学推理的开始!
与初高中学生进行科学实验
年龄较大的学生可以更独立地使用科学方法的步骤来完成他们感兴趣的科学展览项目或实验。兴趣是关键——没有兴趣,他们会感到无聊。
科学方法的最后两个步骤需要更高级的批判性思维技能,通过下面的扩展来指导学生学习。
进行实验,进行观察,并跟踪结果。
小学高年级、初中和高中的学生可以设计实验来回答有关世界的问题。实验的复杂程度取决于学生的能力。
在设计实验时,这些学生应密切注意:
- 重复的实验.为了确保你的结果,需要以同样的方式重复实验。据说,一个实验重复产生相同结果的次数越多,它就越可靠。科学的进步依赖于可靠的实验,而不依赖于进行实验的人。
- 控制变量.变量是实验中可以改变的一部分。实验有自变量和因变量。你改变或控制自变量,并记录它对因变量的影响。重要的是在实验中一次只改变一个变量,而不是尝试在实验中组合变量的影响。为了确保你对结果的信心,无论是证明还是反驳你最初的假设,当实验重复时,什么都不应该改变。任何可以变化的东西,如物质的数量、物质的种类、一天中的时间或环境,都应该“保持不变”或“受控”。
设计并执行一个实验来验证你的假设。例如,如果你想测试光强和肥料浓度对植物生长速度的影响,你实际上要看两个独立的实验。
- 一次只改变一个变量.实验中的所有变量都会影响结果。这就是为什么在比较实验时,一次只改变一个变量是很重要的。这允许您正确地将结果中的差异归因。例如,如果你想知道植物的生长速率是如何受到水的影响的,你可以控制除水位之外的所有变量(土壤、光照、空气温度)。
- 跟踪结果.在你的实验中发生了什么?确定所有的变量和把你的观察记录在科学笔记本上.一旦你记录了所有的信息(即数据),你就可以开始分析了。
如何得出结论使用科学方法
分析你所有的观察结果的结果是什么?你的实验结果如预期的那样吗?你最初的假设被证明或证伪了吗?如果你的结果令人惊讶,你可能不能马上得出结论。你可能需要重新考虑所有的变量,改变部分设计,进行另一项实验,收集更多数据。得出结论需要对实验结果进行深思熟虑的评估。你能提供的数据分析越多越好,因为控制组和实验组的每一条信息都是引导你准确得出结论的关键。
科学方法始于归纳而不是演绎推理。演绎推理从一般概念转移到更具体的信息。归纳推理是从具体的事实或观察到一般的结论。例如,解剖一朵花并检查它的单个部分(如子房、花瓣、雌蕊)可以告诉我们关于花的一般知识。通过近距离观察某物,科学运用观察、比较、对比和分析等批判性思维技能来得出一般结论。
科学方法是一个强大的工具,把你的问题变成新的发现!