0170101生命世界與科學方法02探究自然的科學方法－數位閱讀與測驗

0170101生命世界與科學方法

02探究自然的科學方法

1科學方法

生活中，我們會對一些自然現象產生好奇，麵包為什麼會發霉？鳥類何以能在空中飛翔？颱風是如何形成的？科學家針對各種疑問，會嘗試利用不同的方法尋求答案，這些探究問題的方法，稱為科學方法。

除了進行研究，我們也可以用科學方法來解決日常生活中遇到的各種問題，最常用的科學方法流程包括觀察、提出問題、參考文獻資料、形成假說、設計與進行實驗、分析實驗結果和提出結論等。讓我們以「水分和黴菌的生長關係」為例，認識科學方法的流程（圖1-5）。

圖1-5　科學方法的流程

1. 觀察：觀察通常是科學方法的第一步

2. 提出問題：針對觀察到的現象，提出問題

3. 參考文獻：查詢相關資料以提出各種可能

4. 形成假說：針對問題提出可能的假說，假說（Hypothesis）是對某一現象的可能解釋，此解釋應該要合理，並且能進行科學實驗加以驗證

5. 設計實驗：設計與進行實驗

6. 分析實驗結果：有系統的整理紀錄、製作圖表，並分析結果，驗證假說

7. 提出結論：根據實驗結果提出結論

2實驗設計的重點

「水分和黴菌的生長關係」實驗中，有噴水的吐司是主要觀察對象，稱為實驗組；未噴水的吐司與實驗組作為比較之用，稱為對照組。設計實驗時，必須考慮到各種可能會影響實驗結果的因素，稱為變因。

控制變因為實驗組和對照組相同的各種因素；操作變因為實驗組和對照組不同的單一因素；應變變因為實驗後要測量或比較的項目（表1-1）。

在實驗進行中，須嚴格控制及操作各種變因，才能精確了解不同變因對實驗結果的影響。實驗組與對照組除了要試驗的單一變因（操作變因）不同之外，其餘的變因（控制變因）都必須相同，才能確定是操作變因的差異影響了實驗結果（應變變因）。實驗後，針對結果進行分析，若能以數據或圖表呈現結果，可增加讀者對研究結果的理（圖1-6）。

3實驗的結論與修正

如果實驗結果和假說不符，可能是假說錯誤或實驗設計不當，應重新檢視修正後再次實驗，直到獲得合理的結論為止。實驗往往要重覆驗證多次，即使不同人操作相同的實驗，也應能得到一致的結果。

有些具有獨特性見解的假說，經過多次實驗探討和證實，可成為學說。不過，若日後科學家再以更先進的技術重新設計實驗，或發現新證據，學說仍可能會被修正或推翻。

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