教師講義(互動版)
單元1 ── 科學方法
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單元 1 科學方法
一、科學的精神
科學是藉由
、
與
等過程,來認識自然現象並解決問題的方法。
科學重視親自「觀察」與「實驗」,再用邏輯「推理歸納」出結論;強調客觀、求真、可重複驗證。
二、科學方法的步驟
1
觀察
:對周遭事物細心留意,發現問題。
2
定義問題
:把觀察到的現象化成明確的問題。
3
提出假設
:根據已知知識,對問題提出
的答案。
「假設」是暫時性、而且「可以用實驗檢驗」的答案,不是最終結論,也不是隨意猜測。
4
蒐集資料
:查閱文獻或做初步調查來蒐集數據。
5
實驗驗證
:設計
來驗證假設是否正確。
用「控制變因法」設計實驗(一次只改變一個因素),才能公平檢驗假設。
6
歸納結論
:分析數據,得出結論,並與假設對照。
三、控制變因法(三種變因)
操縱變因
:實驗中刻意
的因素(只能有
1
個)。
操縱變因是研究者「主動改變」的因素,一次只能有一個,否則無法判斷是哪個因素造成結果。
控制變因
:實驗中保持
的其他所有因素。
除了操縱變因以外、所有可能影響結果的因素都要維持相同,這樣比較才公平。
應變變因
:因操縱變因改變而產生
的結果(也就是我們所測量的項目)。
應變變因是「測量到的結果」(例如株高),不是測量的工具(例如尺)。
四、實驗範例:肥料對植物生長的影響
組別
肥料
(操縱變因)
水量
(控制變因)
日照
(控制變因)
株高
(應變變因)
實驗組
有施肥
記錄
對照組
不施肥
記錄
除了「肥料」(操縱變因)不同之外,水量、日照等其餘條件都要維持「相同」,這就是設置對照組的意義──讓差異只可能來自肥料。
五、課後練習解答
1.
科學方法的正確順序為:
最容易錯的是順序:「定義問題」要在「提出假設」之前。
2.
操縱變因最多只能有
個,目的是確保實驗結果的
。
一次只改變一個變因,才能確定差異是由「該因素」造成,結果才可靠、公正。
3.
研究「光照時間是否影響植物開花」:
① 操縱變因:
② 應變變因:
③ 控制變因(任兩個):
口訣:操縱=「我改變的」、應變=「我測量的結果」、控制=「維持不變的其他條件」。
學生常把「應變變因」誤寫成測量工具(如「尺」),要引導他們回答「測量到的結果」(如「株高」)。