Cum se efectuează un experiment științific

Izolați variabilele. Un bun experiment științific studiază parametrii specifici și măsurabili, numiți "variabile". În termeni generali, un om de știință efectuează un experiment într-un anumit interval de valori pentru variabila luată în considerare. O preocupare fundamentală atunci când desfășurați un experiment este să vă schimbați "numai" variabilele specifice pe care doriți să le testați (și nici alte variabile).

Formulați o ipoteză. O ipoteză este în esență o prezicere a rezultatului experimentului. Nu ar trebui să fie un pariu orb. Ipotezele valide se bazează pe studiile efectuate pe subiectul experimentului. Formulează-ți ipotezele pe baza rezultatelor unor experimente similare, efectuate de experți în domeniul tău sau, dacă te confrunți cu o întrebare care încă nu a fost studiată în profunzime, porniți de la combinarea întregii cercetări literare cu toate observațiile înregistrate care puteți găsi. Amintiți-vă că, în ciuda celor mai bune lucrări de cercetare, ipotezele dvs. se pot dovedi a fi greșite: în acest caz, v-ați extins cunoștințele, deoarece ați arătat că ipotezele dvs. nu erau corecte.

Planificați colectarea datelor. Stabiliți mai întâi "când" veți colecta datele, de ex "care tip" de date pe care le veți colecta. Măsurați aceste date la un timp prestabilit sau, în alte cazuri, la intervale regulate de timp. În experimentul nostru cu îngrășăminte, de exemplu, vom măsura greutatea cuburilor noastre (în kilograme) după o perioadă predeterminată de creștere. Vom compara această greutate cu azotul conținut în îngrășământul cu care am tratat diferitele panicule. Pentru alte experimente (cum ar fi cele care măsoară modificările într-o dată variabilă în timp), va fi necesară colectarea datelor la intervale regulate.

Realizați experimentul metodic. Variabilele de testare necesită adesea experimentarea de mai multe ori pentru diferite valori ale variabilelor. În exemplul nostru de îngrășământ, vom crește mai multe panicule identice și le vom trata cu îngrășăminte care conțin cantități diferite de azot. În general, este mai bine să se adune un spectru cât mai larg posibil de date. Colectați cât mai multe date posibil.

Colectați-vă datele. Dacă este posibil, colectați toate datele direct în tabelele dvs. - veți salva durerea de cap mare din cauza reintroducerii și consolidării datelor ulterior. Aflați cum să recunoașteți valorile depășite din datele dvs.

Analizați-vă datele și ajungeți la o concluzie. A fost corectă ipoteza ta? Există urme de date observabile în datele dvs.? Te lupți cu date neașteptate? Aveți alte întrebări fără răspuns care ar putea constitui baza unui viitor experiment? Încercați să răspundeți la aceste întrebări pe măsură ce considerați rezultatele. Dacă datele dvs. nu vă oferă o "da" od a "nu" definitiv, să ia în considerare posibilitatea efectuării de noi teste experimentale și colectarea de date suplimentare.

Formăm o ipoteză. Dacă vrem să testăm un spray de păr, un spray de bucătărie și un spray de vopsea, putem spune că sprayul de păr are un propulsor de aerosoli cu o cantitate mai mare de butan decât celelalte. Din moment ce știm că butanul este inflamabil, putem presupune că spray-ul de păr va produce o forță propulsivă mai mare atunci când este declanșată, aruncând cartoful proiectil departe. Ne putem scrie ipoteza astfel: "Concentrația mai mare de butan conținută în aerosolul propulsor al spray-ului de păr va produce, în medie, o aruncare mai lungă atunci când se trage un cartof proiectil cu o greutate cuprinsă între 250-300 grame".

În primul rând, organizăm colecția de materiale. În experimentul nostru, vom testa fiecare combustibil aerosol de 10 ori și vom calcula rezultatul mediu. De asemenea, vom testa un combustibil de aerosoli care nu conține butan, ca un control al experimentului nostru. Pentru a ne pregăti, vom aduna pe al nostru "sparapatate", ne vom asigura că funcționează, vom cumpăra cutiile de pulverizare și modelul proiectilelor noastre de cartofi.

Efectuăm experimentul. Vom folosi fiecare cutie de pulverizare pentru a trage zece proiectile, folosind aceeași cantitate de spray pentru fiecare proiectil. După fiecare lovitură, vom folosi o bandă lungă pentru a măsura distanța parcursă de proiectil. În acest moment înregistrăm datele din tabel.

Analizăm datele. Să presupunem că am constatat că, în medie, pulverizatorul de păr ardea mai mult cartofii, dar pulverizatorul de bucătărie era mai ferm. Putem vizualiza vizual aceste date. O metodă bună de a reprezenta media debitelor fiecărui pulverizare este prin utilizarea unei scheme de coloane, în timp ce un scatterplot este o modalitate bună de a reprezenta variația fiecărui flux.