下課時間, 狐狸貓與小數蛙在教室內玩丟橡皮擦的遊戲。 在教室後面平坦的地板上, 將各自的橡皮擦順著地板滑出去。 看誰的橡皮擦滑得比較遠 最遠的獲得勝利。 小數蛙發現, 無論他使用多麼大的力氣丟橡皮擦, 總是丟得比狐狸貓還要近。 小數蛙喃喃自語: 「奇怪, 為什麼我們兩個人的橡皮擦一樣大, 你卻總是丟得比我還要遠?」 狐狸貓得意地回道: 「那是因為, 我的力氣比你還要大阿。」 小數蛙不服氣的說:「 才不是呢, 我跟你比腕力時, 總是平手, 我跟你的力道是一樣大的。 那你試試看拿我的橡皮擦丟丟看, 看可不可以丟到相同的位置。」 在日常生活中, 我們會遇到許多疑問, 當疑問產生的時候, 會想辦法去解決, 並且會嘗試許多方法來應證自己的觀點。 狐狸貓與小數蛙在玩丟橡皮擦的時候, 雙方總是希望自己可以贏得勝利, 所以他們需要一個合乎邏輯的科學方法來驗證, 使自己心中的疑問獲得解答, 而且得到的答案是經過嚴謹評估的結果, 並且是具有信服力的。 那我們要怎麼樣獲得一個公正且具信服力的答案呢? 前面章節有提到, 我們可以使用「科學的方法」 那現在我們先來複習一下 科學的方法包含哪些呢? 從日常生活中透過細微觀察, 來發現問題後, 會進行相關的文獻蒐集, 蒐集更多具有公信力的資料, 了解更多要探討的知識內容, 並由思考形成一個自己的實驗假說, 像是狐狸貓認為自己是因為自己力氣大, 才丟贏小數蛙; 假說成立後, 則會進行相關實驗來驗證自己的假說, 或是反駁原本的疑問; 由得到的實驗結果進行結果分析與解釋, 最後得出結論。 記起來了嗎~ 觀察->產生問題->文獻探討->假說->實驗->結果分析->提出結論 接下來,我們來練習一下 在對我們的疑問進行實驗之前,我們會先進行哪件事情呢? 產生問題 文獻探討 設定假說 以上都是在實驗之前要進行的 狐狸貓認為自己是因為力氣較大, 所以在丟橡皮擦比賽時可以獲得勝利。 小數蛙則懷疑兩人比賽的結果, 並非力氣的差別造成的。 在這種時候, 我們就可以使用科學的方法來驗證。 小數蛙透過與狐狸貓的丟橡皮擦競賽中, 發現就算狐狸貓用相同的力氣丟, 橡皮擦也不一定會落到一樣的地方。 小數蛙將所要提出的問題列出來: 「為什麼用一樣的力氣丟橡皮擦, 卻不一定會落在一樣的位置上呢?」 接著,他搜集相關資料, 發現物體在地上滑行時, 會有「摩擦力」這種東西。 摩擦力會影響物體在滑行時的順暢程度。 在比賽中, 小數蛙與狐狸貓用的是同一個平面, 橡皮擦的大小也一樣, 唯一的不同, 是橡皮擦的外包裝。 狐狸貓發現: 「我的橡皮擦沒有外包裝, 表面比較光滑; 小數蛙的橡皮擦有外包裝, 表面比較粗糙, 有較多的摩擦力。」 小數蛙將所想的假說列出來: 「橡皮擦外包裝越粗糙, 會有越多的摩擦力, 以相同力道丟出後, 橡皮擦滑行距離越短。」 有了實驗假說後, 狐狸貓與小數蛙就可以一起設計一個應證的實驗。 首先, 準備表面粗糙的砂紙, 以及表面光滑的色紙; 將這兩種不同材質的紙類包在兩塊一模一樣的橡皮擦外面; 並選擇一塊平滑的桌面為實驗場地; 這時狐狸貓為了實驗的公正性, 準備了彈弓。 將兩根木筷子綁在桌子邊緣, 將橡皮筋綁在木筷上, 製作簡易的彈弓。 以求在實驗中, 每一次滑動橡皮擦的力道是完全一樣的。 小數蛙將實驗分為兩個組別, 分別為實驗組與對照組。 實驗組是為了符合假說而設計的改變。 對照組則是沒有經過特別改變的組別。 實驗組是包著較粗糙砂紙的橡皮擦; 對照組則為包著較光滑色紙的橡皮擦。 在經過多次實驗後, 狐狸貓與小數蛙發現: 在同樣的場地、 用同樣的橡皮擦、 同樣的力道, 打出兩種不同外包裝的橡皮擦。 結果得到: 不管用什麼力道測試, 包裝砂紙的橡皮擦滑行的距離 都會比包裝著色紙的橡皮擦還要短。 得出的結果可以驗證原本的假說: 「橡皮擦外包裝越粗糙, 會有越多的摩擦力, 以相同力道丟出後, 橡皮擦滑行距離越短。」 而根據這個結果, 可以歸納出一個結論: 「橡皮擦外包裝的材質會影響橡皮擦滑行距離; 橡皮擦外包裝越粗糙, 摩擦力越大, 橡皮擦滑行距離越短。」 實驗結束後, 想邀請你一起來思考一下, 下列哪一項目, 是要在實驗以前, 一定要準備的 一個明確的結論 結果的分析 充分的文獻蒐集 在設計實驗之前, 我們需要閱讀大量的資料, 來探討我們所好奇的問題。 透過眾多文獻的蒐集, 可以大概解釋我們所提出的問題, 但我們還是會有疑惑。 也因為文獻蒐集的這個步驟, 我們依據前人做實驗的經驗, 來設計出一個具有公信度的實驗流程。 好的,那我們來整理一下 要驗證科學性的問題時, 我們需要細心的觀察生活中的所有小細節, 才可以生成我們的問題, 經由嚴密的資料搜索後, 可以列出對於問題的假設; 設計具有公信度的實驗, 進一步驗證我們的假說; 實驗所得到的結果, 再經由討論與分析; 可以得出一個結論。 透過這樣一連串嚴謹的程序。 可以解決生活中我們對於各種現象的疑惑, 得出一個具有說服力的論點。