Hvordan utføre et vitenskapelig eksperiment

Vitenskapelige eksperimenter er hvordan folk tester en idé og får pålitelige resultater. Det er viktig at eksperimenter utformes, utføres og registreres på en slik måte at andre mennesker kan replikere testen. Store vitenskapelige tidsskrifter har strenge regler for å sikre at eksperimenter følger denne vitenskapelige metoden. Den vitenskapelige metoden er imidlertid ikke komplisert og kan lett brukes i klasseromseksperimenter for små barn. Tenk på et vitenskapelig eksperiment som en oppskrift på å lage en kake; hvis du planlegger, skriver og deretter utfører trinnene i riktig rekkefølge, vil du lykkes.

Velg en hypotese å teste

En hypotese er et spørsmål eller utsagn som kan testes. For eksempel,

'katter mjauer oftere på eierne sine sammenlignet med fremmede de ikke kjenner.'

Det er også greit at en hypotese viser hva du forventer skal skje eller skriver den på en åpen måte. For eksempel, 'mjauer katter oftere på sine eiere eller fremmede?'

Tenk på kontrollene

Kontroll av variabler i et eksperiment påvirker utfallet og resultatene. Det er avgjørende for et vellykket eksperiment at alle faktorer er kontrollert bortsett fra den som testes. Hvis vi holder oss til katteksemplet i seksjon 1, prøver vi å se om en fremmed fremkaller flere mjau sammenlignet med en eier. Så den ene faktoren som endres er personen som kommer i kontakt med katten. Alle andre faktorer må være de samme. Disse inkluderer katten som testes, rommet, tiden, støy- og lysnivåer, hvor sulten katten sannsynligvis vil være, og til og med klærne eieren og fremmede har på seg.

Jo mer du tenker på faktorer som kan påvirke resultatene, jo mer vil du finne. Kontroll av variablene er den mest avgjørende delen av å planlegge et eksperiment, så vurder nøye.

Les hva andre forskere har gjort

For profesjonelle eksperimenter prøver de fleste forskere å teste ideer på nye måter eller tenke på nye spørsmål i stedet for å gjenta andres arbeid. For å sikre at arbeidet deres er nytt, søker forskere etter artikler i tidsskrifter og leser oppdatert informasjon innen sitt vitenskapsområde.

Å utføre original forskning i et klasseromseksperiment er utfordrende. Det betyr imidlertid ikke at lesing og studier ikke er viktig. Forskning lar folk forstå resultatene de senere vil registrere, og å sjekke eksperimentet deres er fornuftig sammenlignet med hva andre har gjort før.

Ordne utstyret du trenger

Noen eksperimenter trenger langt flere gjenstander enn andre. Hvis du tester hvordan lysnivåer påvirker hastigheten en plante vokser, trenger du frø, jord, potter, vann, linjaler og en metode for å kontrollere og måle lysnivåer.

Noen opplever at det å gjennomføre et likt eksperiment for å sjekke alt utstyret som trengs hjelper til å unngå feil.

Lag en spådom

En prediksjon er en utdannet gjetning som svarer på hypotesen. I planteveksteksperimentet som kan være, 'planter vil vokse best ved de høyeste lyskonsentrasjonene.' Husk at det ikke spiller noen rolle om spådommen din viser seg å være riktig eller ikke. Det som er vesentlig er den senere analysen av resultatene og hva det betyr.

Planlegg metoden

Metoden er en steg-for-steg kronologisk sekvens som forklarer hvordan eksperimentet skal gjennomføres. Dette er nyttig for testeren selv, men det er ikke hovedårsaken til at forskere skriver en klar metodikk.

Den perfekte skriftlige metoden for en etterforskning bør kunne plukkes opp av en fremmed og følges uten vanskeligheter. Tenk på prosessen som om du skriver en oppskrift, det skal være tydelige mengder, tider og handlinger skrevet på en lettlest måte.

Begynn å skrive rapporten

Det er best praksis å skrive opp den første delen av eksperimentet før du tester hypotesen. Grunnen til dette er at hvis du skriver rapporten etter at du allerede kjenner resultatene, er det veldig fristende å endre prediksjonen slik at den samsvarer med resultatene. En rapport bør inneholde disse trinnene så langt:

• Hypotese
• Prediksjon
• Utstyr
• Metode

Gjennomfør eksperimentet og noter resultatene

Hvis det er mulig, er det best å samarbeide med andre mennesker når du eksperimenterer, slik at den andre personen kan registrere resultater. Avhengig av testen kan resultatene skrives opp over minutter, timer eller til og med dager.

De fleste registrerer funnene sine i en tabell med tydelig merkede kolonner og rader. Hvis mulig, er det best å gjenta et eksperiment minst tre ganger og få et gjennomsnitt av resultatene. Det gjør resultatene mer pålitelige og en konklusjon sikrere.

Analyser resultatene

Hvordan resultatene analyseres avhenger mye av hva personen studerte. Men i de aller fleste tilfeller vil dette innebære en analyse av tall som tider eller målinger. Disse kan tegnes opp til søylediagrammer, punktdiagrammer eller begge deler. Dette lar folk raskt se om det er en sammenheng mellom faktorer eller variabler som er studert. For eksempel å vise om det er en linje som passer best på en spredningsgraf.

Mange profesjonelle forskere bruker excel-ark og komplekse ligninger for å finne et eksakt forhold mellom variabler, i stedet for visuelt å se om det er en korrelasjon.

Lag en konklusjon

Konklusjonen er en skriftlig del der forskerne reflekterer over hypotesen, spådommene, tidligere forskning og eksperimentresultatene for å oppsummere det de fant ut. Det spiller ingen rolle om spådommen var riktig eller ikke.

Noen ganger kan konklusjonen være at det er en sammenheng mellom to faktorer, for eksempel som forrige eksempel mjauer en katt mer til eieren enn til en fremmed. Et eksperiment kan vise at dette er sant, men forskerne vet kanskje ikke hvorfor. Det er imidlertid en god idé å foreslå en logisk årsak til resultatene og til og med foreslå dette som et nytt eksperiment for fremtiden eller en annen vitenskapsmann.