什么是科学方法?

科学方法是一种实验过程,用于探索观察和回答问题。这是否意味着所有的科学家都会这么做完全这个过程吗?不。有些科学领域比其他领域更容易测试。例如,研究恒星如何随着年龄的增长而变化或恐龙如何消化食物的科学家无法将一颗恒星的生命快进100万年,也无法通过喂食恐龙来进行医学检查来验证他们的假设。当直接实验是不可能的,科学家修改科学方法。事实上,有多少科学家,就有多少种科学方法!但即使经过修改,目标仍然是一样的:通过提问、仔细收集和检查证据,以及看看是否所有可用的信息都能组合成一个合乎逻辑的答案,来发现因果关系。

尽管我们将科学方法作为一系列步骤来展示,但请记住,新的信息或想法可能会导致科学家在这个过程中的任何时候备份和重复步骤。像科学方法这样的过程,包括这样的备份和重复,称为迭代过程。

无论你是在做一个科学展览项目,一个课堂科学活动,独立研究,或任何其他动手实践的科学探究,了解科学方法的步骤将帮助你集中你的科学问题,并通过你的观察和数据来尽可能地回答问题。

科学方法流程图

科学方法图解。科学方法从一个问题开始,通过背景研究试图回答这个问题。如果你想为一个答案或一个答案本身找到证据,那么你就构建一个假设,并在实验中验证这个假设。如果实验成功,数据得到了分析,你就可以证明或者反驳你的假设。如果你的假设被推翻了,那么你可以带着获得的新信息回去,创建一个新的假设,重新开始科学过程。

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科学方法的步骤

1.问一个问题

当你对你观察到的事物提出一个问题时,科学方法就开始了:如何,什么,何时,谁,哪,为什么,或在哪里?

对于一个科学展览项目,一些老师要求问题是可以测量的,最好有一个数字。

有关此步骤的详细帮助,请使用以下资源:

2.做背景调查

与其从零开始制定一个回答问题的计划,不如成为一名有头脑的科学家,利用图书馆和互联网研究来帮助自己找到做事的最佳方式,并确保自己不再重复过去的错误。

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3.构造一个假说

假设是对事物如何运作的一种有根据的猜测。这是一种试图用一种可以验证的解释来回答你的问题的尝试。一个好的假设可以让你做出预测:
“如果_____(我这样做)_____, _____[这]_____会发生。”

陈述你的假设和你将要测试的结果预测。预测必须易于衡量。

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4.通过做实验来验证你的假设

你的实验测试你的预测是否准确,从而你的假设是否被支持。你的实验要公平,这很重要。通过确保每次只改变一个因素,而保持所有其他条件不变,您可以进行公平的测试。

你还应该多次重复你的实验,以确保第一个结果不是偶然的。

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5.分析你的数据并得出结论

一旦你的实验完成,你收集你的测量结果并分析它们,看看它们是否支持你的假设。

科学家经常发现他们的预测是不准确的,他们的假设没有得到支持,在这种情况下,他们会交流他们的实验结果,然后回到过去,根据他们在实验中所学到的信息,构建一个新的假设和预测。这将科学方法的大部分过程重新开始。即使他们发现他们的假设被支持了,他们也可能想要用新的方式再次验证它。

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6.交流你的结果

为了完成您的科学展览项目,您将在最终报告和/或展示板中与他人交流您的结果。专业科学家做的事情几乎完全一样,他们在科学杂志上发表他们的最终报告,或在海报上展示他们的结果,或在科学会议上的讲话。在科学博览会上,不管你的发现是否支持你最初的假设,法官都对你的发现感兴趣。

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常见问题

科学方法的六个步骤是什么?

科学方法的六个步骤包括:1)就你观察到的东西提出一个问题;2)做背景研究以了解关于这个话题的已知信息;3)构建一个假设;4)通过实验来验证假设;

什么是科学方法的例子?

科学方法的一个简单例子是:
  • 问一个问题:为什么格陵兰岛在地图上看起来这么大?
  • 背景研究:要知道格陵兰岛的陆地面积是美国的四分之一。还要了解墨卡托投影图是通过将图像从一个球体转移到包裹在圆柱体中的球体上的一张纸来制作的。
  • 假设:如果我做一个墨卡托投影图,那么在地图中间的项目会看起来它们的真实大小,而在两极的项目会看起来比它们的实际大小更大。
  • 实验:使用一个在每个极点和赤道上都有1英寸× 1英寸正方形的球体来制作墨卡托投影图。在墨卡托投影图上测量正方形。
  • 分析数据,得出结论:地图中间的方块每边平均1英寸,而两极的方块每边平均3英寸。总之,用于制作墨卡托投影地图的投影过程在两极造成了扭曲,但在赤道却没有。这就是为什么靠近北极的格陵兰岛看起来比实际要大。
  • 沟通:制作一个视频,写一份报告,或者做一个演示来教育其他人关于这个实验。

谁发明了科学方法?

科学方法不是由任何人发明的,而是几个世纪以来关于如何最好地发现自然世界如何运作的争论的结果。古希腊哲学家亚里士多德是最早提倡用观察和推理来弄清楚自然如何运作的人之一。阿拉伯穆斯林数学家和科学家哈桑·伊本·海瑟姆(hassan Ibn al-Haytham,在西方世界被称为Alhazen)经常被认为是第一个论述实验重要性的人。从那时起,大量科学家写了关于科学应该如何进行理想的文章,并为我们对科学方法的现代理解做出了贡献。这些科学家包括罗杰·培根、托马斯·阿奎那、伽利略·伽利雷、弗朗西斯·培根、艾萨克·牛顿、约翰·休谟和约翰·斯图亚特·密尔。今天的科学家们在探索新技术和新科学领域的同时,继续发展和完善科学方法。

科学家们真的在使用科学方法吗?

科学家们确实使用科学的方法,但并不总是完全按照教室里教授的有组织的步骤进行。就像一个厨师会做一些更改配方,因为成分,科学家可能改变科学方法,跳过步骤,步骤之间来回跳,或重复步骤的一个子集,因为他或她是处理不完美的现实世界的情况。但是科学家们总是努力通过使用观察、实验和数据来支持或拒绝对现象如何工作的解释来保持科学方法的核心原则。虽然实验被认为是检验解释的最佳方式,但在天文学等科学领域,这并不总是可能的。
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