نحوه انجام یک آزمایش علمی

آزمایش های علمی نحوه آزمایش یک ایده و دریافت نتایج قابل اعتماد توسط افراد است. ضروری است که آزمایش ها به گونه ای طراحی، انجام و ثبت شوند که افراد دیگر بتوانند آزمایش را تکرار کنند. مجلات علمی بزرگ قوانین سختگیرانه ای دارند تا اطمینان حاصل کنند که آزمایش ها از این روش علمی پیروی می کنند. با این حال، روش علمی پیچیده نیست و به راحتی می توان از آن در آزمایش های کلاسی برای کودکان خردسال استفاده کرد. به یک آزمایش علمی مانند دستور پخت کیک فکر کنید. اگر برنامه ریزی کنید، بنویسید، سپس مراحل را به ترتیب درست انجام دهید، موفق خواهید شد.

یک فرضیه برای آزمایش انتخاب کنید

فرضیه سؤال یا عبارتی است که می توان آن را آزمایش کرد. مثلا،

«گربه‌ها در مقایسه با غریبه‌هایی که نمی‌شناسند، بیشتر از صاحبانشان میو میو می‌کنند».

همچنین اشکالی ندارد که یک فرضیه نشان دهد که انتظار دارید چه اتفاقی بیفتد یا آن را به روشی باز بنویسید. به عنوان مثال، 'آیا گربه ها بیشتر به صاحب خود میو می کنند یا غریبه ها؟'

به کنترل ها فکر کنید

کنترل متغیرها در یک آزمایش بر نتیجه و نتایج تأثیر می گذارد. برای یک آزمایش موفق بسیار مهم است که همه عوامل به جز عامل مورد آزمایش کنترل شوند. اگر به مثال گربه در بخش 1 پایبند باشیم، سعی می کنیم ببینیم که آیا یک غریبه در مقایسه با صاحبش میوهای بیشتری ایجاد می کند یا خیر. بنابراین تنها عاملی که تغییر می کند، تماس شخصی با گربه است. همه عوامل دیگر باید یکسان باشند. اینها شامل گربه مورد آزمایش، اتاق، زمان، سطح سر و صدا و نور، میزان گرسنه بودن گربه و حتی لباس هایی است که صاحب و غریبه می پوشند.

هر چه بیشتر در مورد عواملی که می توانند بر نتایج تأثیر بگذارند فکر کنید، بیشتر خواهید یافت. کنترل متغیرها حیاتی ترین بخش برنامه ریزی یک آزمایش است، بنابراین به دقت در نظر بگیرید.

آنچه دانشمندان دیگر انجام داده اند را بخوانید

برای آزمایش‌های حرفه‌ای، بیشتر دانشمندان سعی می‌کنند ایده‌ها را به روش‌های جدید آزمایش کنند یا به جای تکرار کار دیگران، به سؤالات جدید فکر کنند. دانشمندان برای اطمینان از جدید بودن کارشان، مقالاتی را در مجلات جستجو می کنند و اطلاعات به روز را در حوزه علمی خود مطالعه می کنند.

انجام تحقیقات اصلی در یک آزمایش کلاسی چالش برانگیز است. با این حال، این بدان معنا نیست که خواندن و مطالعه مهم نیست. تحقیقات به افراد امکان می دهد نتایجی را که بعداً ثبت خواهند کرد، درک کنند و بررسی آزمایش آنها در مقایسه با آنچه که دیگران قبلاً انجام داده اند منطقی است.

وسایل مورد نیاز خود را مرتب کنید

برخی از آزمایش ها به موارد بسیار بیشتری نسبت به سایرین نیاز دارند. اگر در حال آزمایش نحوه تأثیر سطوح نور بر سرعت رشد گیاه هستید، به دانه، خاک، گلدان، آب، خط کش و روشی برای کنترل و اندازه گیری سطوح نور نیاز دارید.

برخی افراد انجام یک آزمایش ساختگی برای بررسی تمام تجهیزات مورد نیاز به جلوگیری از اشتباه کمک می کند.

پیش بینی کنید

پیش‌بینی یک حدس آموزشی است که به فرضیه پاسخ می‌دهد. در آزمایش رشد گیاه که ممکن است باشد، 'گیاهان در بالاترین غلظت نور بهترین رشد را خواهند داشت.' به یاد داشته باشید مهم نیست که پیش بینی شما درست است یا خیر. آنچه ضروری است تجزیه و تحلیل بعدی نتایج و معنای آن است.

روش را برنامه ریزی کنید

این روش یک توالی زمانی گام به گام است که نحوه انجام آزمایش را توضیح می دهد. این برای خود آزمایشگر مفید است، اما دلیل اصلی نوشتن یک روش شناسی واضح نیست.

روش نوشتاری کامل برای تحقیق باید بتواند توسط یک غریبه انتخاب شود و بدون مشکل دنبال شود. به این روند فکر کنید که اگر در حال نوشتن یک دستور غذا هستید، باید مقادیر، زمان‌ها و اقدامات واضحی به روشی آسان برای خواندن نوشته شود.

شروع به نوشتن گزارش کنید

بهترین تمرین این است که قبل از آزمایش فرضیه، قسمت اول آزمایش را بنویسید. دلیل این امر این است که اگر گزارش را بعد از اطلاع از نتایج بنویسید، تغییر پیش بینی برای مطابقت با نتایج بسیار وسوسه انگیز است. یک گزارش باید تا کنون شامل این مراحل باشد:

• فرضیه
• پیش بینی
• تجهیزات
• روش

آزمایش را انجام دهید و نتایج را ثبت کنید

در صورت امکان، بهتر است هنگام آزمایش با افراد دیگر کار کنید تا فرد مقابل بتواند نتایج را ثبت کند. بسته به آزمون، نتایج ممکن است در عرض چند دقیقه، ساعت یا حتی روز نوشته شود.

اکثر مردم یافته های خود را در جدولی با ستون ها و ردیف های مشخص شده ثبت می کنند. در صورت امکان، بهتر است یک آزمایش حداقل سه بار تکرار شود و میانگین نتایج بدست آید. این باعث می شود که نتایج قابل اعتمادتر و نتیجه گیری مطمئن تر باشد.

نتایج را تجزیه و تحلیل کنید

نحوه تجزیه و تحلیل نتایج بستگی زیادی به آنچه که شخص مطالعه می کرد دارد. با این حال، در اکثریت قریب به اتفاق موارد، این شامل تجزیه و تحلیل اعدادی مانند زمان ها یا اندازه گیری ها می شود. اینها را می توان در نمودارهای میله ای، نمودارهای پراکندگی یا هر دو ترسیم کرد. این به افراد اجازه می دهد تا به سرعت ببینند که آیا بین عوامل یا متغیرهای مورد مطالعه رابطه وجود دارد یا خیر. برای مثال، نشان دادن اینکه آیا خطی از بهترین تناسب در نمودار پراکندگی وجود دارد یا خیر.

بسیاری از دانشمندان حرفه‌ای از برگه‌های اکسل و معادلات پیچیده برای یافتن رابطه دقیق بین متغیرها استفاده می‌کنند تا اینکه ببینند آیا همبستگی وجود دارد یا خیر.

نتیجه گیری کنید

نتیجه یک بخش مکتوب است که در آن دانشمندان بر روی فرضیه، پیش‌بینی‌ها، تحقیقات قبلی و نتایج آزمایش تأمل می‌کنند تا آنچه را که یافته‌اند جمع‌بندی کنند. مهم نیست پیش بینی درست بوده یا نه.

گاهی اوقات نتیجه ممکن است این باشد که بین دو عامل رابطه وجود دارد، برای مثال مانند مثال قبلی، یک گربه بیشتر به صاحبش میو میو می کند تا یک غریبه. ممکن است یک آزمایش نشان دهد که این درست است، اما دانشمندان ممکن است دلیل آن را ندانند. با این حال، پیشنهاد یک دلیل منطقی برای نتایج و حتی پیشنهاد آن به عنوان آزمایشی جدید برای آینده یا دانشمند دیگری ایده خوبی است.