実験設計とは、質問に答え、周囲の世界を理解するために実験を計画する方法です。科学者は実験設計を使用してアイデアをテストし、それが正しいかどうかを調べます。このレッスンでは、科学的方法を使用して実験を設計する方法を理解するのに役立ちます。
科学的方法とは、科学者が世界について学ぶために使用する段階的なプロセスです。これにより、科学者は実験が公正で、結果が信頼できるものであることを確かめることができます。科学的方法の手順は次のとおりです。
科学的方法の第一歩は、質問をすることです。この質問は、あなたが興味を持ち、もっと知りたいと思うものであるべきです。たとえば、「植物は日光の下で成長しますか、それとも日陰の下で成長しますか？」と尋ねることができます。
実験を始める前に、他の人があなたのテーマについてすでに何を知っているかを知ることが重要です。これは背景調査と呼ばれます。本を読んだり、オンラインで調べたり、専門家に尋ねたりして、さらに情報を得ることができます。これは、より良い仮説を立て、より良い実験を設計するのに役立ちます。
仮説とは、実験で何が起こるかを推測することです。テストできるものでなければなりません。たとえば、「植物は日陰よりも日光の下での方が早く成長すると思う」と推測するかもしれません。これがあなたの仮説です。
次は、実験を行って仮説を検証します。実験は、仮説が正しいかどうかを確認する方法です。実験の重要な部分は次のとおりです。
実験を行った後、収集したデータを確認する必要があります。データとは、実験中に収集した情報のことです。チャート、グラフ、または表を使用して、データのパターンを確認することができます。たとえば、植物が毎日どのくらい成長したかを示すチャートを作成できます。
データを分析したら、結論を導き出すことができます。つまり、仮説が正しかったかどうかを判断するのです。たとえば、日光の当たる場所にある植物が日陰にある植物よりも早く成長した場合、仮説は正しかったことになります。そうでない場合、仮説は間違っています。
科学的方法の最後のステップは、結果を伝えることです。つまり、学んだことを他の人と共有するということです。レポートを書いたり、プレゼンテーションを行ったり、ポスターを作成して発見したことを示したりすることができます。これにより、他の人があなたの実験から学び、独自の実験のアイデアを得ることができます。
実験計画は、問題を解決し、質問に答えるためにさまざまな分野で使用されています。以下に例をいくつか示します。
実験設計をよりよく理解するために、自宅でできる簡単な実験を見てみましょう。
質問:液体の種類は氷が溶ける速度に影響しますか?
仮説:氷は冷たい水よりも温かい水の中での方が早く溶けると思います。
材料:
手順：
データ:各ボウルの氷が溶けるまでにかかった時間を書き留めます。
結論:時間を比較して、仮説が正しかったかどうかを判断します。氷は温水でより早く溶けましたか?
このレッスンでは、実験設計と科学的方法について学びました。科学的方法の手順、つまり質問の提起、背景調査の実施、仮説の立案、実験の実施、データの分析、結論の導出、結果の伝達について学びました。また、実験における変数、コントロール グループ、実験グループの重要性についても説明しました。最後に、実験設計の実際の応用と簡単な実験例を見ました。実験設計は、公正かつ信頼できる方法で質問に答え、周囲の世界を理解するのに役立つことを忘れないでください。
