كيف تجري تجربة علمية

التجارب العلمية هي كيفية اختبار الأشخاص لفكرة ما والحصول على نتائج موثوقة. من الضروري أن يتم تصميم التجارب وتنفيذها وتسجيلها بطريقة تمكن الأشخاص الآخرين من تكرار الاختبار. المجلات العلمية الكبرى لديها قواعد صارمة لضمان أن التجارب تتبع هذه الطريقة العلمية. ومع ذلك ، فإن الطريقة العلمية ليست معقدة ويمكن استخدامها بسهولة في التجارب الصفية للأطفال الصغار. فكر في تجربة علمية كوصفة لصنع كعكة ؛ إذا كنت تخطط ، اكتب ، ثم نفذ الخطوات بالترتيب الصحيح ، فستكون ناجحًا.

اختر فرضية لاختبارها

الفرضية هي سؤال أو بيان يمكن اختباره. على سبيل المثال،

'القطط تموء في كثير من الأحيان لأصحابها مقارنة بالغرباء الذين لا يعرفونهم.'

من المقبول أيضًا أن تُظهر الفرضية ما تتوقع حدوثه أو تكتبه بطريقة مفتوحة. على سبيل المثال ، 'هل تموء القطط كثيرًا على أصحابها أو الغرباء؟'

فكر في الضوابط

يؤثر التحكم في المتغيرات في التجربة على النتيجة والنتائج. من الضروري لإجراء تجربة ناجحة أن يتم التحكم في جميع العوامل باستثناء تلك التي يتم اختبارها. إذا تمسكنا بمثال القطة في القسم 1 ، فإننا نحاول معرفة ما إذا كان الشخص الغريب يتسبب في المزيد من المواء مقارنة بالمالك. لذا فإن العامل الوحيد الذي يتم تغييره هو اتصال الشخص بالقط. يجب أن تكون جميع العوامل الأخرى هي نفسها. يتضمن ذلك القط الذي يتم اختباره ، والغرفة ، والوقت ، ومستويات الضوضاء والضوء ، ومدى جوع القطة المحتمل ، وحتى الملابس التي يرتديها المالك والغريب.

كلما فكرت في العوامل التي يمكن أن تؤثر على النتائج ، ستجد المزيد. يعد التحكم في المتغيرات هو الجزء الأكثر أهمية في التخطيط للتجربة ، لذا فكر جيدًا.

اقرأ ما فعله العلماء الآخرون

بالنسبة للتجارب المهنية ، يحاول معظم العلماء اختبار الأفكار بطرق جديدة أو التفكير في أسئلة جديدة بدلاً من تكرار عمل الآخرين. للتأكد من أن عملهم جديد ، يبحث العلماء عن مقالات في المجلات ويقرأون أحدث المعلومات في مجال علومهم.

يعد إجراء بحث أصلي في تجربة الفصل الدراسي أمرًا صعبًا. ومع ذلك ، هذا لا يعني أن القراءة والدراسة ليست مهمة. يسمح البحث للأشخاص بفهم النتائج التي سيسجلونها لاحقًا ، والتحقق من تجربتهم أمر منطقي مقارنة بما فعله الآخرون من قبل.

رتب المعدات التي تحتاجها

تحتاج بعض التجارب إلى عناصر أكثر بكثير من غيرها. إذا كنت تختبر كيف تؤثر مستويات الضوء على معدل نمو النبات ، فستحتاج إلى بذور وتربة وأواني وماء ومساطر وطريقة للتحكم في مستويات الضوء وقياسها.

يجد بعض الناس أن إجراء تجربة وهمية للتحقق من جميع المعدات اللازمة يساعد على تجنب الأخطاء.

توقع

التوقع هو تخمين متعلم يجيب على الفرضية. في تجربة نمو النبات التي قد تكون ، 'ستنمو النباتات بشكل أفضل عند أعلى تركيزات الضوء'. تذكر أنه لا يهم إذا كان تنبؤك صحيحًا أم لا. المهم هو التحليل اللاحق للنتائج وما يعنيه ذلك.

خطط للطريقة

الطريقة عبارة عن تسلسل زمني خطوة بخطوة يشرح كيفية إجراء التجربة. هذا مفيد للمختبرين أنفسهم ، لكنه ليس السبب الرئيسي الذي يجعل العلماء يكتبون منهجية واضحة.

يجب أن تكون الطريقة المكتوبة المثالية للتحقيق قادرة على التقاطها من قبل شخص غريب ومتابعتها دون صعوبة. فكر في العملية كما لو كنت تكتب وصفة ، يجب أن تكون هناك كميات وأوقات وإجراءات واضحة مكتوبة بطريقة سهلة القراءة.

ابدأ بكتابة التقرير

من الأفضل كتابة الجزء الأول من التجربة قبل اختبار الفرضية. والسبب في ذلك هو أنك إذا كتبت التقرير بعد أن تعرف النتائج بالفعل ، فمن المغري للغاية تغيير التنبؤ لمطابقة النتائج. يجب أن يتضمن التقرير الخطوات التالية حتى الآن:

• فرضية
• تنبؤ
• ادوات
• طريقة

قم بإجراء التجربة وسجل النتائج

إذا كان ذلك ممكنًا ، فمن الأفضل العمل مع أشخاص آخرين عند إجراء التجارب ، حتى يتمكن الشخص الآخر من تسجيل النتائج. اعتمادًا على الاختبار ، قد تتم كتابة النتائج على مدار دقائق أو ساعات أو حتى أيام.

يسجل معظم الأشخاص النتائج التي توصلوا إليها في جدول به أعمدة وصفوف محددة بوضوح. إذا كان ذلك ممكنًا ، فمن الأفضل تكرار التجربة ثلاث مرات على الأقل والحصول على متوسط ​​النتائج. هذا يجعل النتائج أكثر موثوقية والاستنتاج أكثر ثقة.

تحليل النتائج

تعتمد طريقة تحليل النتائج كثيرًا على ما كان الشخص يدرسه. ومع ذلك ، في الغالبية العظمى من الحالات ، سيتضمن ذلك تحليل الأرقام مثل الأوقات أو القياسات. يمكن رسمها في الرسوم البيانية الشريطية أو المخططات المبعثرة أو كليهما. يتيح ذلك للناس معرفة ما إذا كانت هناك علاقة بين العوامل أو المتغيرات المدروسة بسرعة. على سبيل المثال ، عرض ما إذا كان هناك خط أفضل ملاءمة في الرسم البياني المبعثر.

يستخدم العديد من العلماء المحترفين أوراق Excel والمعادلات المعقدة للعثور على علاقة دقيقة بين المتغيرات ، بدلاً من رؤية ما إذا كان هناك ارتباط بصريًا.

تقديم استنتاج

الاستنتاج عبارة عن قسم مكتوب حيث يفكر العلماء في الفرضية والتنبؤات والبحوث السابقة ونتائج التجربة لتلخيص ما توصلوا إليه. لا يهم إذا كان التنبؤ صحيحًا أم لا.

في بعض الأحيان قد يكون الاستنتاج هو أن هناك علاقة بين عاملين ، على سبيل المثال ، كما في المثال السابق ، تميئ قطة لمالكها أكثر من كونها غريبة. قد تظهر التجربة أن هذا صحيح ، لكن العلماء قد لا يعرفون السبب. ومع ذلك ، من الجيد اقتراح سبب منطقي للنتائج وحتى اقتراح ذلك كتجربة جديدة للمستقبل أو لعالم آخر.