วิธีดำเนินการทดลองทางวิทยาศาสตร์

การทดลองทางวิทยาศาสตร์เป็นวิธีที่ผู้คนทดสอบแนวคิดและได้ผลลัพธ์ที่น่าเชื่อถือ จำเป็นอย่างยิ่งที่การทดลองจะต้องได้รับการออกแบบ ดำเนินการ และบันทึกในลักษณะที่ผู้อื่นสามารถทำซ้ำการทดสอบได้ วารสารทางวิทยาศาสตร์รายใหญ่มีกฎเกณฑ์ที่เข้มงวดเพื่อให้แน่ใจว่าการทดลองเป็นไปตามวิธีการทางวิทยาศาสตร์นี้ อย่างไรก็ตาม วิธีการทางวิทยาศาสตร์ไม่ซับซ้อนและสามารถนำไปใช้ในการทดลองในห้องเรียนสำหรับเด็กเล็กได้ง่าย ลองนึกถึงการทดลองวิทยาศาสตร์เหมือนสูตรทำเค้ก หากคุณวางแผน เขียน จากนั้นทำตามขั้นตอนตามลำดับที่ถูกต้อง คุณจะประสบความสำเร็จ

เลือกสมมติฐานที่จะทดสอบ

สมมติฐานคือคำถามหรือข้อความที่สามารถทดสอบได้ ตัวอย่างเช่น,

'แมวร้องเหมียวกับเจ้าของบ่อยขึ้นเมื่อเทียบกับคนแปลกหน้าที่พวกเขาไม่รู้จัก'

นอกจากนี้ยังเป็นเรื่องปกติที่สมมติฐานจะแสดงสิ่งที่คุณคาดหวังที่จะเกิดขึ้นหรือเขียนในลักษณะปลายเปิด ตัวอย่างเช่น 'แมวร้องเหมียวกับเจ้าของหรือคนแปลกหน้าบ่อยขึ้นหรือไม่'

คิดเกี่ยวกับการควบคุม

การควบคุมตัวแปรในการทดลองส่งผลต่อผลลัพธ์และผลลัพธ์ จำเป็นสำหรับการทดสอบที่ประสบความสำเร็จซึ่งปัจจัยทั้งหมดจะถูกควบคุม ยกเว้นปัจจัยที่กำลังทดสอบ หากเรายึดติดกับตัวอย่างแมวในหัวข้อที่ 1 เรากำลังพยายามดูว่ามีคนแปลกหน้าเรียกแมวมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเจ้าของหรือไม่ ดังนั้นปัจจัยหนึ่งที่เปลี่ยนไปคือบุคคลที่สัมผัสกับแมว ปัจจัยอื่นๆ ทั้งหมดจะต้องเหมือนกันหมด ซึ่งรวมถึงแมวที่กำลังทดสอบ ห้อง เวลา เสียงและแสง ความหิวของแมว และแม้แต่เสื้อผ้าที่เจ้าของและคนแปลกหน้าใส่

ยิ่งคุณคิดถึงปัจจัยที่อาจส่งผลต่อผลลัพธ์มากเท่าไหร่ คุณก็จะยิ่งพบมากขึ้นเท่านั้น การควบคุมตัวแปรเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดในการวางแผนการทดลอง ดังนั้นให้พิจารณาอย่างรอบคอบ

อ่านสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์คนอื่นทำ

สำหรับการทดลองแบบมืออาชีพ นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่พยายามทดสอบแนวคิดในรูปแบบใหม่หรือคิดคำถามใหม่แทนที่จะทำซ้ำงานของผู้อื่น เพื่อให้แน่ใจว่างานของพวกเขาเป็นงานใหม่ นักวิทยาศาสตร์ค้นหาบทความในวารสารและอ่านข้อมูลล่าสุดในสาขาวิทยาศาสตร์ของตน

การทำวิจัยต้นฉบับในการทดลองในห้องเรียนเป็นเรื่องที่ท้าทาย อย่างไรก็ตาม นั่นไม่ได้หมายความว่าการอ่านและการศึกษาไม่สำคัญ การวิจัยช่วยให้ผู้คนเข้าใจผลลัพธ์ที่พวกเขาจะบันทึกในภายหลัง และการตรวจสอบการทดลองของพวกเขานั้นสมเหตุสมผลเมื่อเทียบกับสิ่งที่คนอื่นเคยทำมาก่อน

จัดอุปกรณ์ที่คุณต้องการ

การทดลองบางอย่างต้องการสิ่งของมากกว่าการทดลองอื่นๆ หากคุณกำลังทดสอบว่าระดับแสงส่งผลต่ออัตราการเติบโตของพืชอย่างไร คุณจะต้องมีเมล็ดพืช ดิน กระถาง น้ำ ไม้บรรทัด และวิธีการควบคุมและวัดระดับแสง

บางคนพบว่าการทำการทดลองจำลองเพื่อตรวจสอบอุปกรณ์ทั้งหมดที่จำเป็นจะช่วยหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดได้

ทำนายฝัน

การคาดคะเนเป็นการเดาที่มีการศึกษาซึ่งจะตอบสมมติฐาน ในการทดลองการเจริญเติบโตของพืชที่อาจเป็น 'พืชจะเติบโตได้ดีที่สุดที่ความเข้มข้นของแสงสูงสุด' จำไว้ว่าไม่สำคัญว่าคำทำนายของคุณจะถูกต้องหรือไม่ สิ่งที่สำคัญคือการวิเคราะห์ผลลัพธ์ในภายหลังและความหมาย

วางแผนวิธีการ

วิธีการนี้เป็นลำดับตามลำดับเวลาทีละขั้นตอนที่อธิบายวิธีดำเนินการทดลอง สิ่งนี้มีประโยชน์สำหรับผู้ทดสอบเอง แต่ไม่ใช่เหตุผลหลักที่นักวิทยาศาสตร์เขียนวิธีการที่ชัดเจน

วิธีการเขียนที่สมบูรณ์แบบสำหรับการสืบสวนควรจะสามารถถูกหยิบขึ้นมาโดยคนแปลกหน้าและปฏิบัติตามโดยไม่ยาก คิดเกี่ยวกับกระบวนการเสมือนว่าคุณกำลังเขียนสูตรอาหาร ควรมีจำนวน เวลา และการกระทำที่ชัดเจนซึ่งเขียนในลักษณะที่อ่านง่าย

เริ่มเขียนรายงาน

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดคือเขียนส่วนแรกของการทดสอบก่อนทดสอบสมมติฐาน เหตุผลก็คือ หากคุณเขียนรายงานหลังจากที่ทราบผลลัพธ์แล้ว การเปลี่ยนแปลงการคาดคะเนให้ตรงกับผลลัพธ์นั้นเป็นสิ่งที่ดึงดูดใจมาก รายงานควรมีขั้นตอนเหล่านี้:

• สมมติฐาน
• คาดการณ์
• อุปกรณ์
• วิธี

ดำเนินการทดลองและบันทึกผล

ถ้าเป็นไปได้ เป็นการดีที่สุดที่จะทำงานร่วมกับผู้อื่นเมื่อทำการทดลอง เพื่อให้บุคคลอื่นสามารถบันทึกผลลัพธ์ได้ ผลลัพธ์อาจเขียนเป็นนาที ชั่วโมง หรือแม้แต่วันทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการทดสอบ

คนส่วนใหญ่บันทึกสิ่งที่ค้นพบในตารางที่มีคอลัมน์และแถวกำกับไว้อย่างชัดเจน หากเป็นไปได้ ควรทำการทดสอบซ้ำอย่างน้อยสามครั้งและได้ผลลัพธ์โดยเฉลี่ย ทำให้ผลลัพธ์มีความน่าเชื่อถือและสรุปผลได้อย่างมั่นใจยิ่งขึ้น

วิเคราะห์ผลลัพธ์

วิธีการวิเคราะห์ผลลัพธ์ขึ้นอยู่กับสิ่งที่บุคคลกำลังศึกษาเป็นอย่างมาก อย่างไรก็ตาม ในกรณีส่วนใหญ่จะเกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ตัวเลข เช่น เวลาหรือการวัด สิ่งเหล่านี้สามารถวาดเป็นกราฟแท่ง ไดอะแกรมกระจาย หรือทั้งสองอย่าง ซึ่งช่วยให้ผู้คนทราบได้อย่างรวดเร็วว่ามีความสัมพันธ์ระหว่างปัจจัยหรือตัวแปรที่ศึกษาหรือไม่ ตัวอย่างเช่น แสดงว่ามีเส้นที่เหมาะสมที่สุดบนกราฟกระจายหรือไม่

นักวิทยาศาสตร์มืออาชีพหลายคนใช้แผ่นงาน excel และสมการที่ซับซ้อนเพื่อค้นหาความสัมพันธ์ที่แน่นอนระหว่างตัวแปร แทนที่จะมองเห็นด้วยตาเปล่าว่ามีความสัมพันธ์กันหรือไม่

ได้ข้อสรุป

บทสรุปเป็นส่วนที่เป็นลายลักษณ์อักษรซึ่งนักวิทยาศาสตร์ได้ไตร่ตรองถึงสมมติฐาน การคาดคะเน การวิจัยก่อนหน้านี้ และผลการทดลองเพื่อสรุปสิ่งที่พวกเขาค้นพบ ไม่ว่าคำทำนายจะถูกต้องหรือไม่ก็ตาม

บางครั้งข้อสรุปอาจเป็นได้ว่ามีความสัมพันธ์ระหว่างสองปัจจัย เช่น ในตัวอย่างก่อนหน้านี้ แมวร้องหาเจ้าของมากกว่ากับคนแปลกหน้า การทดลองอาจแสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้เป็นความจริง แต่นักวิทยาศาสตร์อาจไม่รู้ว่าทำไม อย่างไรก็ตาม เป็นความคิดที่ดีที่จะเสนอเหตุผลเชิงตรรกะสำหรับผลลัพธ์ และแม้แต่แนะนำว่านี่เป็นการทดลองใหม่สำหรับอนาคตหรือนักวิทยาศาสตร์คนอื่น