Back to the topics list

експериментальний дизайн

Експериментальний дизайн

Експериментальний план — це спосіб планування експериментів, щоб ми могли відповідати на запитання та розуміти світ навколо нас. Вчені використовують експериментальний дизайн, щоб перевірити ідеї та з’ясувати, чи вони правдиві. Цей урок допоможе вам зрозуміти, як спланувати експеримент за допомогою наукового методу.

Наук.-метод

Науковий метод — це поетапний процес, який вчені використовують для пізнання світу. Це допомагає їм переконатися, що їхні експерименти чесні, а результати надійні. Етапи наукового методу:

• Поставте запитання: що ви хочете дізнатися?
• Дослідіть історію: дізнайтеся, що вже відомо про тему.
• Висловіть гіпотезу: припустіть, що, на вашу думку, станеться.
• Проведіть експеримент: перевірте свою гіпотезу.
• Проаналізуйте дані: подивіться на результати свого експерименту.
• Зробіть висновок: вирішіть, чи була ваша гіпотеза правильною.
• Повідомте про результати: поділіться тим, що ви дізналися з іншими.

Задайте питання

Перший крок у науковому методі – поставити запитання. Це питання має бути тим, що вас цікавить і ви хочете дізнатися більше. Наприклад, ви можете запитати: «Чи рослини ростуть швидше на сонці чи в тіні?»

Проведіть довідкове дослідження

Перш ніж почати експеримент, важливо дізнатися, що інші люди вже знають про вашу тему. Це називається фоновим дослідженням. Ви можете почитати книги, подивитися в Інтернеті або звернутися до експертів, щоб отримати більше інформації. Це допоможе вам зробити кращу гіпотезу та спланувати кращий експеримент.

Сформулюйте гіпотезу

Гіпотеза — це припущення про те, що, на вашу думку, станеться під час експерименту. Це має бути те, що ви можете перевірити. Наприклад, ви можете припустити: «Я думаю, що рослини швидше ростуть на сонці, ніж у тіні». Це ваша гіпотеза.

Проведіть експеримент

Тепер настав час перевірити вашу гіпотезу, провівши експеримент. Експеримент — це спосіб перевірити, чи правильна ваша гіпотеза. Ось деякі важливі частини експерименту:

• Змінні: це те, що ви змінюєте або вимірюєте в своєму експерименті. Є три типи змінних:
  • Незалежна змінна: те, що ви змінюєте. У нашому прикладі це буде кількість сонячного світла.
  • Залежна змінна: те, що ви вимірюєте. У нашому прикладі це буде швидкість росту рослин.
  • Контрольовані змінні: те, що ви залишаєте незмінним. У нашому прикладі це може бути тип рослини, кількість води та тип ґрунту.
• Контрольна група: це група, яка не отримує незалежну змінну. Це допомагає вам побачити, чи справді незалежна змінна має значення. У нашому прикладі контрольною групою будуть рослини, які містяться в тіні.
• Експериментальна група: це група, яка отримує незалежну змінну. У нашому прикладі експериментальною групою будуть рослини, які містяться на сонячному світлі.

Проаналізуйте дані

Після того, як ви проведете експеримент, вам потрібно переглянути зібрані дані. Дані – це інформація, яку ви зібрали під час експерименту. Ви можете використовувати діаграми, графіки або таблиці, щоб допомогти вам побачити закономірності у своїх даних. Наприклад, ви можете створити діаграму, яка показуватиме, наскільки високі рослини росли щодня.

Зробіть висновок

Проаналізувавши дані, можна зробити висновок. Це означає, що ви вирішуєте, чи була ваша гіпотеза правильною. Наприклад, якщо рослини на сонці росли швидше, ніж рослини в тіні, ваша гіпотеза була правильною. Якщо ні, ваша гіпотеза була неправильною.

Повідомте результати

Останнім кроком наукового методу є повідомлення результатів. Це означає ділитися тим, чого ви дізналися з іншими. Ви можете написати звіт, зробити презентацію або створити плакат, щоб показати свої висновки. Це допомагає іншим людям вчитися на вашому експерименті та може дати їм ідеї для власних експериментів.

Програми реального світу

Експериментальний план використовується в багатьох різних областях для вирішення проблем і відповідей на запитання. Ось кілька прикладів:

• Медицина: вчені використовують експериментальний план для тестування нових ліків і методів лікування. Вони проводять експерименти, щоб перевірити, чи діє новий препарат і чи безпечний він для людей.
• Сільське господарство: фермери використовують експериментальний дизайн, щоб знайти найкращі способи вирощування сільськогосподарських культур. Вони можуть випробовувати різні типи насіння, добрив або методи поливу, щоб побачити, який із них дає найкращі результати.
• Наука про навколишнє середовище: вчені використовують експериментальний план для вивчення навколишнього середовища. Вони можуть проводити експерименти, щоб побачити, як забруднення впливає на рослини та тварин, або знайти способи очищення забруднених територій.

Приклад простого експерименту

Давайте розглянемо простий експеримент, який можна провести вдома, щоб краще зрозуміти дизайн експерименту.

Запитання: Чи впливає тип рідини на швидкість танення льоду?

Гіпотеза: я думаю, що лід у теплій воді тане швидше, ніж у холодній.

матеріали:

• Кубики льоду
• Тепла вода
• Холодна вода
• Дві миски
• Таймер

Процедура:

1. Наповніть одну миску теплою водою, а іншу – холодною.
2. Помістіть кубик льоду в кожну миску одночасно.
3. Запустіть таймер і спостерігайте за кубиками льоду.
4. Запишіть час, за який кожен кубик льоду повністю розтане.

Дані: запишіть час, за який лід розтанув у кожній мисці.

Висновок: порівняйте часи та вирішіть, чи була ваша гіпотеза правильною. У теплій воді лід розтанув швидше?

Резюме

На цьому уроці ми дізналися про дизайн експерименту та науковий метод. Ми розглянули кроки наукового методу: постановка запитання, проведення фонового дослідження, висунення гіпотези, проведення експерименту, аналіз даних, висновок і повідомлення результатів. Ми також обговорили важливість змінних, контрольних груп і експериментальних груп в експерименті. Нарешті, ми розглянули реальні застосування експериментального дизайну та простий приклад експерименту. Пам’ятайте, що експериментальний дизайн допомагає нам відповідати на запитання та розуміти світ навколо нас чесно та надійно.