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科學方法

本指南提供了科學方法的分解,以及幫助您將科學方法應用到您的學習中的資源。

科學方法是什麼?

科索(2011)認為,科學方法是一種具體的循序漸進的方法,旨在回答一個問題或證明一個假設。它是所有科學學科中使用的過程,被用於進行大大小小的實驗。幾個世紀以來,它一直被用來解決科學問題和尋找解決方案。雖然不同學科的術語可能不同,但科學方法遵循以下六個步驟(Larson, 2015):

點擊每個鏈接了解科學方法的每一步,或者觀看下麵的視頻了解每一步的介紹。

研究開始

研究開始搜索時是否有可用的功能DragonQuest.你可能會注意到,當你在DragonQuest中輸入一個通用搜索詞時,你的第一個結果是一個研究啟動器。

    如果有的話,研究發起者會出現在你的搜索結果的頂部。

    研究起動器條目類似於維基百科的主題條目,但是研究開始都是從塞勒姆出版社、大英百科全書和美國國家傳記等優質資源中選取的。研究開始如果你還不確定你的主題細節,可以從這裏開始你的研究。有幾個與科學方法的步驟相關的研究啟動器:

    使用研究啟動器

    使用研究初學者來說,點擊標題,就像點擊其他任何標題一樣DragonQuest條目。然後你會發現這個主題的概覽。這個條目很容易找到

    • 可以縮小搜索範圍的子主題
    • 支持您的主張的背景信息
    • 你可以在你的研究中使用和引用的資源

    我們不建議您使用研究開始雖然作為一個來源本身,因為引用的困難。

    引用研究發起人

    使用研究開始不建議作為實際來源。

    正如我們不推薦使用維基百科作為資料來源一樣,研究開始是一樣的。使用研究開始作為一個起點,你可以了解如何縮小搜索範圍,並使用它的參考書目找到你可以引用的資源。

    我們推薦這樣做是因為引用研究開始可能是棘手的,因為有時它將沒有足夠的書目數據來創建您的參考頁麵。

    觀察

    要開始使用科學方法,你必須觀察一些東西並發現一個問題。你基本上可以觀察任何事情,比如人、地點、物體、情況或環境。觀察的例子包括:

    • “我的棉襯衫在雨中比我朋友的絲襯衫更濕。”
    • “我吃完餅幹比吃完沙拉更累。”

    一旦你做了一個觀察,它將導致創建一個科學問題(Larson, 2015)。這個問題關注的是你觀察到的某個特定部分:

    • 為什麼棉襯衫在雨中比絲綢襯衫更容易濕?
    • 為什麼我吃了一塊餅幹比吃了一份沙拉更累?

    科學問題導致研究和製定假設,這是科學方法的下一步。觀看下麵的視頻了解更多關於觀察的信息。

    研究

    一旦你從你的觀察中確定了一個主題和問題,就該進行一些初步研究了。它的目的是為你的研究問題找到一個潛在的答案,或給你如何起草你的假設的想法。在某些情況下,一旦確定了假設,它還可以幫助你設計實驗。利用圖書館和/或互聯網來研究你的主題或問題是個好主意。還建議查看不同來源類型的信息,例如:

    • 報紙
    • 學術期刊
    • 網站
    • 新聞報道
    • 視聽媒體(收音機、播客等)

    背景信息

    收集大量的信息是很重要的背景信息在你的主題或問題上,這樣你就能徹底理解主題。找到並理解其他人已經寫過的關於你的研究問題的內容也是至關重要的。這會阻止你在一個已經有明確答案的問題上進行試驗。

    如果您在進行初步研究時需要幫助,請查看本框底部的定位背景信息指南。

    如果你不確定你應該從哪裏開始研究,你可以通過我們的A-Z數據庫列表從“科目”下拉菜單中選擇“科學”。我們也有一些涵蓋科學主題的研究指南,可以在我們的幫助頁麵。

    不知道從哪裏開始你的研究?嚐試在我們的數據庫中搜索所有列表或者用我們的專文數據庫

    假設

    當你收集了關於你的研究問題的足夠的信息,並且確定你的問題還沒有得到回答時,你就可以形成一個假設。一個假設是一個有根據的猜測或可能的解釋,旨在回答你的研究問題。它通常遵循“如果,那麼……”的句子結構,因為它解釋了兩個變量之間的因果關係。假設應該在兩個變量之間形成一種關係。

    • 假設舉例:“如果我把一分錢泡在檸檬汁裏,它會比泡在肥皂裏看起來更幹淨。”

    在這個例子中,它解釋了一分錢和不同清洗劑之間的關係。在製定你的假設時,重要的是要確保你的“然後”陳述是可以定量或定性地衡量的。在上麵的例子中,假設的一個實驗是測量硬幣在接觸肥皂或檸檬汁後的清潔度。

    關於假設的更多信息,請查看DragonQuest關於假設的研究入門在這裏.或者,你可以觀看下麵的視頻了解更多關於製作假設的細節。

    實驗

    科學方法的第四步是實驗階段。這時你需要設計一個實驗來檢驗你的假設。實驗的目的是找出改變一件事如何影響另一件事(Larson, 2015)。為了檢驗一個假設,你必須在你的實驗中實現和改變不同的變量。

    變量

    你在實驗中修改的任何東西都被認為是變量。變量有兩種類型:

    • 獨立變量:在實驗中被修改的變量對因變量有直接影響。它是你在實驗中控製的變量(Larson, 2015)。
    • 因變量:在實驗中被測試的變量,其測度與自變量(因變量)的變化直接相關依賴對自變量)。這是你用來證明或推翻你的假設的度量。

    每個實驗也必須有一個對照組,這是一個在實驗期間保持不變的變量(Larson, 2015)。它用於比較因變量的結果。在上麵的樣本假設的情況下,控製變量將是一分錢,不接受任何清潔劑。

    研究方法

    進行實驗有幾種方法。你采取的方法取決於你自己的優勢和劣勢,你的主題/假設的性質,以及你所擁有的進行實驗的可用資源。如果你不確定你想用什麼研究方法進行實驗,你可以查看我們的研究方法指南如下。DragonQuest也有一個研究啟動器的研究方法,位於在這裏

    在設計你的實驗時:

    • 把你進行實驗所需的材料列一個清單。如果你需要購買額外的材料,做一個預算。
    • 考慮你的實驗的最佳地點,特別是如果外部因素(天氣等)可能會影響結果。
    • 如果你需要額外的實驗資金,建議你考慮為你想獲得資金的實體寫一份研究計劃書。你可以在下麵查看我們撰寫研究計劃書的指南。

    你也可以觀看下麵的視頻來了解更多關於設計實驗的知識。或者,你可以查看DragonQuest的研究入門實驗在這裏

    在進行實驗時:

    • 記錄或寫下你的實驗過程,這樣每個變量都能被同等測試。你很可能會進行不止一次的實驗,所以重要的是每次都要進行完全相同的實驗(Larson, 2015)。
    • 注意可能影響你的實驗和結果的外部因素。外部因素可能包括天氣模式、時間、位置和溫度。
    • 在實驗過程中佩戴防護設備以保證自己的安全。
    • 把你的結果記錄在一個可轉移的平台上(穀歌電子表格,Microsoft Excel等),特別是如果你計劃使用計算機程序對你的數據進行統計分析。你也應該用電子方式備份你的數據,這樣你就不會丟失它!
    • 用表格或圖表手工記錄數據。的(行)表示自變量,而(列)應代表因變量(Riverside Local Schools, n.d.)。
    • 為意想不到的結果做好準備。一些實驗可能會意外地“出錯”,導致數據與計劃的不同。如果這發生在你的實驗中,不要感到失敗!一旦測試完成,您就可以分析並確定為什麼實驗結果會不同。

    分析結果

    在得出結論之前,你必須查看所有的證據並加以分析。數據分析是“解釋我們以圖表或圖表的形式收集、組織和展示的數據的意義的過程”(Riverside Local Schools,第1頁)。如果您在記錄數據時沒有創建圖形或圖表,您可以選擇創建一個來分析結果。或者,你可以選擇根據你在實驗中使用的圖表創建一個更詳細的圖表。圖表組織數據,以便您可以輕鬆地識別趨勢或模式。模式是相似性、差異性和關係,它們告訴你一個實驗的“大局”(Riverside Local Schools, n.d.)。

    需要考慮的問題

    在分析數據時需要考慮以下幾點:

    • 我到底想從這些數據中發現什麼?
    • 我的數據和我的假設有什麼關係?
    • 數據中是否有明顯的模式或趨勢?如果是的話,這些模式意味著什麼?
    • 我的數據質量好嗎?我的數據有任何偏差嗎?
    • 在實驗中檢索這些數據有什麼限製嗎?

    一旦你確定了模式或趨勢,並考慮了上述問題,你就可以總結你的發現,得出你的最終結論。

    得出結論

    得出結論是科學方法的最後一步。它讓你有機會把你的發現結合起來,並把它們傳達給你的聽眾。一個結論是“對你從實驗中學到的東西的總結”(Riverside Local Schools,第1頁)。為了得出結論,你需要將你的數據分析與你的假設進行比較,並基於比較做出陳述。你的結論應該回答以下問題:

    • 你的假設正確嗎?
    • 我的數據支持我的假設嗎?
    • 如果你的假設是錯誤的,你從實驗中學到了什麼?
    • 如果重複實驗,你需要改變一個變量嗎?
    • 你的數據是否連貫且容易理解?
    • 如果實驗失敗了,你學到了什麼?

    一個強有力的結論也應該(美國心理協會,2021年):

    • 用你收集的數據來證明。
    • 提供僅限於你研究的樣本的概括。
    • 將你的初步研究(背景信息)與你的實驗聯係起來,並說明你的結論是如何相關的。
    • 要有邏輯,並解決任何潛在的差異(美國心理協會,2021年)。

    報告你的結果

    一旦你得出了你的結論,你就要把你的結果告訴別人。這可以是一份正式的研究論文,演示,或者是你提交給老師的作業。如果你想向學術期刊提交一篇原創文章,在發表之前需要經過批準和同行評審。然而,我們必須注意那些掠奪性的發行商。你可以在下麵查看我們的掠奪性出版指南。

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