什么是自然科学的实验法
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发布时间：2022-04-29 03:03
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时间：2023-10-08 19:11
1．科学实验的作用
科学实验是推动科学发展和生产技术变革的重要因素。可以说，所有科学上的重大发现和发明创造，都是从科学实验中发掘和提炼出来的。经典力学、光学、电磁学、化学等各门学科，都是在科学实验的基础上建立起来的。因此，没有实验，也就不可能有近代自然科学，也就不可能有现代自然科学的发展。
科学实验除了用于探索真理与发现真理以外，它的另一作用就是用于检验假说，即用于证实真理和发展真理。科学研究中的假说和猜测，只有经过实验或观察，才能证明其是否具有真理性。杨振宁、李政道的微观粒子在弱相互作用下“宇称不守恒”的假说，就是由吴健雄实验所证实的。当然，对实验结果的分析和对现象的解释，也仍需依赖于理论的指导(这个理论也是经过实验证明的)。所以，实践和理论总是互相依存的，理论是通过科学的分析和总结不断深化和发展的。
2、实验研究的几个概念
（1）什么是假设
你研究的问题一旦明确被界定后，就应建立研究假设。所谓研究假设，就是根据一定的观察事实和科学知识，对研究的问题提出假定性的看法和说明。其实，研究假设也就是研究问题的暂时答案。因为你通过对周围事物的观察后，会产生一些疑问，进而对这些疑问进行思考，你会根据自己的理解，或查阅有关资料，或请教有关人员，然后提出假设，对你的疑问作一种临时性的回答。假设与定理或结论本没有很大区别，只不过假设是有待证实的定理或结论，定理或结论是已经证实的假设。二者只有程度上的差异，没有性质上的区别。
假设是刚开始研究问题时的看法，具有一定的猜测性和假定性，但假设要有一定的科学依据，有一定的事实或理论根据，假设不是凭空的瞎想，它和神话、幻想、迷信有原则的区别。一个科学假设，必须能被实验所验证的。如当打开开关灯不亮时，可能有几种假设：①停电；②插座接触不良；③保险丝烧断了；④灯泡烧坏了。这些假设的每一种都是可以直接检验的。
假设的形成要靠科学知识。在科学发展中，对同一问题的研究可以出现两种甚至多种不同的假设。这是由于假设所依据的事实材料和科学知识有限或不同，必然会得出不同的假设。中学生已经掌握了一定的科学理论和科学知识，这对于你的研究假设的形成有了二定的科学知识作为基础，但有些知识你还需要去查阅一些资料或向教师、专家咨询才能得到，要知道在查阅资料和请教有关人员的过程中，也是一个扩大知识面的很好的学习机会呢。
在科学研究中，我们常用实验验证某一假设。在实验过程中，常常需要涉及两个概念——常量和变量。
(2)什么是常量?
在某一数学或自然科学问题讨论过程中(或在某些条件下)保持不变的量就是常量。例如，圆周率π≈3．141 59，自然对数的底e≈2．71828，它们都是常量。
在社会科学研究中，常量是指研究课题中所有个体都具有的特征和条件。如比较两种不同教学方法对五年级学生学习成绩效果的研究中，年级水平就是一个常量，因为五年级这一特征对每一个个体都是相同的，它是研究课程中不变的条件。
(3)什么是变量?
变量一般指研究者操纵、控制或观察的条件或特征。变量也称“变数”。在数学或自然科学问题的讨论中，可以取不同数值的量。如物体运动所经过的距离就是一个变量。在社会科学研究中，变量指不同的个体具有不同的价值或条件的特征。如研究两种不同教学方法对五年级学生成绩的影响中，每个学生的分数就是一个变量。变量的种类有很多，常见的有自变量和因变量。
自变量和因变量这两个名词是从数学引用过来的。在数学中，y=f(x)这一方程式中的x是自变量，y是因变量。因变量是随着自变量的改变而改变的。例如，指示剂颜色的变化是随着溶液的酸碱性的变化而变化的。当溶液至酸性时，酚酞指示剂呈无色；当溶液呈碱性时，酚酞指示剂呈红色；因此溶液的酸碱性是自变量，而酚酞指示剂的颜色变化是因变量。
在社会科学研究中，自变量常常是一个分类变量。例如，研究者要研究不同教学方法对学习成绩的影响，于是必须先采用不同的教学方法进行教学，然后再测量并比较学生的学习成绩的改变。在此例中，不同的教学方法是自变量，而学生的学习成绩就是因变量。这里，自变量是居于因的地位，因变量是居于果的地位。
3．科学实验的分类
科学实验的方法是多种多样的，根据实验设计的目的和特点，通常可将实验划分为数个类别。以下我们介绍几个在“研究性学习”活动中可能应用到的实验方法：
(1)定性实验。
定性实验是用来判定实验对象的性质及其外部联系、影响性质的因素以及各因素之间的关系的研究活动，如判定某种物质的成分，探讨研究对象的内部结构等等。富兰克林的风筝实验、法拉第的电磁实验、赫兹的电磁波实验、迈克尔逊一莫雷否定“以太”存在的实验，都是属于定性实验。定性实验是一种初步的鉴别事物性质的实验方法，要想对研究对象获得更为深入和全面的认识，还必须运用定量实验方法。
(2)定量实验。
定量实验是用来测定研究对象的量，以及量与量之间的关系，并据此可求出经验公式、经验定律的研究活动。如焦耳测定热功当量实验，斐索测定光速的实验，以及工程上的零件磨损实验、轴承寿命实验和内燃机油耗实验等。定性实验是定量实验的基础，定量实验是定性实验的深化。只有在把研究对象的有关数据测量出来并用数学式来表示时，才能准确地把握事物的性质和运动规律，对这个事物才算有了更深刻的认识。此外，在科学研究中，定性实验和定量实验也不能绝对分开，因为任何事物都是由一定的性质和一定的数量关系所组成的。所以，在定性实验中也要注意量的概念。没有量的概念，有时也难于区别不同事物的质。
(3)析因实验。
析因实验是由已知结果去寻找未知原因和分析因果关系的一种研究方法。例如牛奶为什么会变酸，最初就是由法国生物学家巴斯德通过实验找到原因的。又如，金属切削加工时要产生大量的热，寻找影响切削热的因素以及各种因素对切削热的影响程度的实验也是析因实验。运用析因实验方法时，要力求全面把握影响结果的各种因素。因为任何一个事物的变化过程，或是其结果，往往是有多种原因或受多种因素影响的，不是哪一个因素单独作用的结果。
(4)对照实验。
对照实验也叫对比实验，它是用对比的方法进行分析研究，以揭示对象某种特性的研究方法。对照实验的方法是把实验对象分为两个或两个以上的等组，其中一个是对照组，作为比较的标准，其余的是试验组，分别给予不同的实验条件和环境，以判别它们的某种性质特点，通过比较对照，取得实验数据和结论。
4．实验研究的步骤
（1）制定实验计划
制定实验计划时，要重点考虑这些问题：搜集有关材料文献；确定实验内容；选择实验方法；安排实验时间；落实实验仪器设备；确定实验材料或实验对象；对实验结果作出预测；等等。
（2）组织实验实施
按计划控制好实验条件，及时搜集实验信息，包括对实验现象的记录、对数量因素的测定等，要特别注意保持好原始记录。
（3）对实验过程中得到的零散的资料加以整理，形成形象直观、有条理的资料，以利于下一步的分析研究。对于所得到的数据资料，可以用表格等形式加以整理。
（4）分析试验结果
对实验过程中得到的数据进行分析，找出共性、特征、规律等，并得出结论。
（5）撰写实验报告
根据要求写出实验报告。报告的内容可分为题目、问题的提出、研究过程、研究的方法和内容、结论等。
5．科学实验的要求
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时间：2023-10-08 19:11
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1．科学实验的作用
科学实验是推动科学发展和生产技术变革的重要因素。可以说，所有科学上的重大发现和发明创造，都是从科学实验中发掘和提炼出来的。经典力学、光学、电磁学、化学等各门学科，都是在科学实验的基础上建立起来的。因此，没有实验，也就不可能有近代自然科学，也就不可能有现代自然科学的发展。
科学实验除了用于探索真理与发现真理以外，它的另一作用就是用于检验假说，即用于证实真理和发展真理。科学研究中的假说和猜测，只有经过实验或观察，才能证明其是否具有真理性。杨振宁、李政道的微观粒子在弱相互作用下“宇称不守恒”的假说，就是由吴健雄实验所证实的。当然，对实验结果的分析和对现象的解释，也仍需依赖于理论的指导(这个理论也是经过实验证明的)。所以，实践和理论总是互相依存的，理论是通过科学的分析和总结不断深化和发展的。
2、实验研究的几个概念
（1）什么是假设
你研究的问题一旦明确被界定后，就应建立研究假设。所谓研究假设，就是根据一定的观察事实和科学知识，对研究的问题提出假定性的看法和说明。其实，研究假设也就是研究问题的暂时答案。因为你通过对周围事物的观察后，会产生一些疑问，进而对这些疑问进行思考，你会根据自己的理解，或查阅有关资料，或请教有关人员，然后提出假设，对你的疑问作一种临时性的回答。假设与定理或结论本没有很大区别，只不过假设是有待证实的定理或结论，定理或结论是已经证实的假设。二者只有程度上的差异，没有性质上的区别。
假设是刚开始研究问题时的看法，具有一定的猜测性和假定性，但假设要有一定的科学依据，有一定的事实或理论根据，假设不是凭空的瞎想，它和神话、幻想、迷信有原则的区别。一个科学假设，必须能被实验所验证的。如当打开开关灯不亮时，可能有几种假设：①停电；②插座接触不良；③保险丝烧断了；④灯泡烧坏了。这些假设的每一种都是可以直接检验的。
假设的形成要靠科学知识。在科学发展中，对同一问题的研究可以出现两种甚至多种不同的假设。这是由于假设所依据的事实材料和科学知识有限或不同，必然会得出不同的假设。中学生已经掌握了一定的科学理论和科学知识，这对于你的研究假设的形成有了二定的科学知识作为基础，但有些知识你还需要去查阅一些资料或向教师、专家咨询才能得到，要知道在查阅资料和请教有关人员的过程中，也是一个扩大知识面的很好的学习机会呢。
在科学研究中，我们常用实验验证某一假设。在实验过程中，常常需要涉及两个概念——常量和变量。
(2)什么是常量?
在某一数学或自然科学问题讨论过程中(或在某些条件下)保持不变的量就是常量。例如，圆周率π≈3．141 59，自然对数的底e≈2．71828，它们都是常量。
在社会科学研究中，常量是指研究课题中所有个体都具有的特征和条件。如比较两种不同教学方法对五年级学生学习成绩效果的研究中，年级水平就是一个常量，因为五年级这一特征对每一个个体都是相同的，它是研究课程中不变的条件。
(3)什么是变量?
变量一般指研究者操纵、控制或观察的条件或特征。变量也称“变数”。在数学或自然科学问题的讨论中，可以取不同数值的量。如物体运动所经过的距离就是一个变量。在社会科学研究中，变量指不同的个体具有不同的价值或条件的特征。如研究两种不同教学方法对五年级学生成绩的影响中，每个学生的分数就是一个变量。变量的种类有很多，常见的有自变量和因变量。
自变量和因变量这两个名词是从数学引用过来的。在数学中，y=f(x)这一方程式中的x是自变量，y是因变量。因变量是随着自变量的改变而改变的。例如，指示剂颜色的变化是随着溶液的酸碱性的变化而变化的。当溶液至酸性时，酚酞指示剂呈无色；当溶液呈碱性时，酚酞指示剂呈红色；因此溶液的酸碱性是自变量，而酚酞指示剂的颜色变化是因变量。
在社会科学研究中，自变量常常是一个分类变量。例如，研究者要研究不同教学方法对学习成绩的影响，于是必须先采用不同的教学方法进行教学，然后再测量并比较学生的学习成绩的改变。在此例中，不同的教学方法是自变量，而学生的学习成绩就是因变量。这里，自变量是居于因的地位，因变量是居于果的地位。
3．科学实验的分类
科学实验的方法是多种多样的，根据实验设计的目的和特点，通常可将实验划分为数个类别。以下我们介绍几个在“研究性学习”活动中可能应用到的实验方法：
(1)定性实验。
定性实验是用来判定实验对象的性质及其外部联系、影响性质的因素以及各因素之间的关系的研究活动，如判定某种物质的成分，探讨研究对象的内部结构等等。富兰克林的风筝实验、法拉第的电磁实验、赫兹的电磁波实验、迈克尔逊一莫雷否定“以太”存在的实验，都是属于定性实验。定性实验是一种初步的鉴别事物性质的实验方法，要想对研究对象获得更为深入和全面的认识，还必须运用定量实验方法。
(2)定量实验。
定量实验是用来测定研究对象的量，以及量与量之间的关系，并据此可求出经验公式、经验定律的研究活动。如焦耳测定热功当量实验，斐索测定光速的实验，以及工程上的零件磨损实验、轴承寿命实验和内燃机油耗实验等。定性实验是定量实验的基础，定量实验是定性实验的深化。只有在把研究对象的有关数据测量出来并用数学式来表示时，才能准确地把握事物的性质和运动规律，对这个事物才算有了更深刻的认识。此外，在科学研究中，定性实验和定量实验也不能绝对分开，因为任何事物都是由一定的性质和一定的数量关系所组成的。所以，在定性实验中也要注意量的概念。没有量的概念，有时也难于区别不同事物的质。
(3)析因实验。
析因实验是由已知结果去寻找未知原因和分析因果关系的一种研究方法。例如牛奶为什么会变酸，最初就是由法国生物学家巴斯德通过实验找到原因的。又如，金属切削加工时要产生大量的热，寻找影响切削热的因素以及各种因素对切削热的影响程度的实验也是析因实验。运用析因实验方法时，要力求全面把握影响结果的各种因素。因为任何一个事物的变化过程，或是其结果，往往是有多种原因或受多种因素影响的，不是哪一个因素单独作用的结果。
(4)对照实验。
对照实验也叫对比实验，它是用对比的方法进行分析研究，以揭示对象某种特性的研究方法。对照实验的方法是把实验对象分为两个或两个以上的等组，其中一个是对照组，作为比较的标准，其余的是试验组，分别给予不同的实验条件和环境，以判别它们的某种性质特点，通过比较对照，取得实验数据和结论。
4．实验研究的步骤
（1）制定实验计划
制定实验计划时，要重点考虑这些问题：搜集有关材料文献；确定实验内容；选择实验方法；安排实验时间；落实实验仪器设备；确定实验材料或实验对象；对实验结果作出预测；等等。
（2）组织实验实施
按计划控制好实验条件，及时搜集实验信息，包括对实验现象的记录、对数量因素的测定等，要特别注意保持好原始记录。
（3）对实验过程中得到的零散的资料加以整理，形成形象直观、有条理的资料，以利于下一步的分析研究。对于所得到的数据资料，可以用表格等形式加以整理。
（4）分析试验结果
对实验过程中得到的数据进行分析，找出共性、特征、规律等，并得出结论。
（5）撰写实验报告
根据要求写出实验报告。报告的内容可分为题目、问题的提出、研究过程、研究的方法和内容、结论等。
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科学实验是推动科学发展和生产技术变革的重要因素。可以说，所有科学上的重大发现和发明创造，都是从科学实验中发掘和提炼出来的。经典力学、光学、电磁学、化学等各门学科，都是在科学实验的基础上建立起来的。因此，没有实验，也就不可能有近代自然科学，也就不可能有现代自然科学的发展。
科学实验除了用于探索真理与发现真理以外，它的另一作用就是用于检验假说，即用于证实真理和发展真理。科学研究中的假说和猜测，只有经过实验或观察，才能证明其是否具有真理性。杨振宁、李政道的微观粒子在弱相互作用下“宇称不守恒”的假说，就是由吴健雄实验所证实的。当然，对实验结果的分析和对现象的解释，也仍需依赖于理论的指导(这个理论也是经过实验证明的)。所以，实践和理论总是互相依存的，理论是通过科学的分析和总结不断深化和发展的。
2、实验研究的几个概念
（1）什么是假设
你研究的问题一旦明确被界定后，就应建立研究假设。所谓研究假设，就是根据一定的观察事实和科学知识，对研究的问题提出假定性的看法和说明。其实，研究假设也就是研究问题的暂时答案。因为你通过对周围事物的观察后，会产生一些疑问，进而对这些疑问进行思考，你会根据自己的理解，或查阅有关资料，或请教有关人员，然后提出假设，对你的疑问作一种临时性的回答。假设与定理或结论本没有很大区别，只不过假设是有待证实的定理或结论，定理或结论是已经证实的假设。二者只有程度上的差异，没有性质上的区别。
假设是刚开始研究问题时的看法，具有一定的猜测性和假定性，但假设要有一定的科学依据，有一定的事实或理论根据，假设不是凭空的瞎想，它和神话、幻想、迷信有原则的区别。一个科学假设，必须能被实验所验证的。如当打开开关灯不亮时，可能有几种假设：①停电；②插座接触不良；③保险丝烧断了；④灯泡烧坏了。这些假设的每一种都是可以直接检验的。
假设的形成要靠科学知识。在科学发展中，对同一问题的研究可以出现两种甚至多种不同的假设。这是由于假设所依据的事实材料和科学知识有限或不同，必然会得出不同的假设。中学生已经掌握了一定的科学理论和科学知识，这对于你的研究假设的形成有了二定的科学知识作为基础，但有些知识你还需要去查阅一些资料或向教师、专家咨询才能得到，要知道在查阅资料和请教有关人员的过程中，也是一个扩大知识面的很好的学习机会呢。
在科学研究中，我们常用实验验证某一假设。在实验过程中，常常需要涉及两个概念——常量和变量。
(2)什么是常量?
在某一数学或自然科学问题讨论过程中(或在某些条件下)保持不变的量就是常量。例如，圆周率π≈3．141 59，自然对数的底e≈2．71828，它们都是常量。
在社会科学研究中，常量是指研究课题中所有个体都具有的特征和条件。如比较两种不同教学方法对五年级学生学习成绩效果的研究中，年级水平就是一个常量，因为五年级这一特征对每一个个体都是相同的，它是研究课程中不变的条件。
(3)什么是变量?
变量一般指研究者操纵、控制或观察的条件或特征。变量也称“变数”。在数学或自然科学问题的讨论中，可以取不同数值的量。如物体运动所经过的距离就是一个变量。在社会科学研究中，变量指不同的个体具有不同的价值或条件的特征。如研究两种不同教学方法对五年级学生成绩的影响中，每个学生的分数就是一个变量。变量的种类有很多，常见的有自变量和因变量。
自变量和因变量这两个名词是从数学引用过来的。在数学中，y=f(x)这一方程式中的x是自变量，y是因变量。因变量是随着自变量的改变而改变的。例如，指示剂颜色的变化是随着溶液的酸碱性的变化而变化的。当溶液至酸性时，酚酞指示剂呈无色；当溶液呈碱性时，酚酞指示剂呈红色；因此溶液的酸碱性是自变量，而酚酞指示剂的颜色变化是因变量。
在社会科学研究中，自变量常常是一个分类变量。例如，研究者要研究不同教学方法对学习成绩的影响，于是必须先采用不同的教学方法进行教学，然后再测量并比较学生的学习成绩的改变。在此例中，不同的教学方法是自变量，而学生的学习成绩就是因变量。这里，自变量是居于因的地位，因变量是居于果的地位。
3．科学实验的分类
科学实验的方法是多种多样的，根据实验设计的目的和特点，通常可将实验划分为数个类别。以下我们介绍几个在“研究性学习”活动中可能应用到的实验方法：
(1)定性实验。
定性实验是用来判定实验对象的性质及其外部联系、影响性质的因素以及各因素之间的关系的研究活动，如判定某种物质的成分，探讨研究对象的内部结构等等。富兰克林的风筝实验、法拉第的电磁实验、赫兹的电磁波实验、迈克尔逊一莫雷否定“以太”存在的实验，都是属于定性实验。定性实验是一种初步的鉴别事物性质的实验方法，要想对研究对象获得更为深入和全面的认识，还必须运用定量实验方法。
(2)定量实验。
定量实验是用来测定研究对象的量，以及量与量之间的关系，并据此可求出经验公式、经验定律的研究活动。如焦耳测定热功当量实验，斐索测定光速的实验，以及工程上的零件磨损实验、轴承寿命实验和内燃机油耗实验等。定性实验是定量实验的基础，定量实验是定性实验的深化。只有在把研究对象的有关数据测量出来并用数学式来表示时，才能准确地把握事物的性质和运动规律，对这个事物才算有了更深刻的认识。此外，在科学研究中，定性实验和定量实验也不能绝对分开，因为任何事物都是由一定的性质和一定的数量关系所组成的。所以，在定性实验中也要注意量的概念。没有量的概念，有时也难于区别不同事物的质。
(3)析因实验。
析因实验是由已知结果去寻找未知原因和分析因果关系的一种研究方法。例如牛奶为什么会变酸，最初就是由法国生物学家巴斯德通过实验找到原因的。又如，金属切削加工时要产生大量的热，寻找影响切削热的因素以及各种因素对切削热的影响程度的实验也是析因实验。运用析因实验方法时，要力求全面把握影响结果的各种因素。因为任何一个事物的变化过程，或是其结果，往往是有多种原因或受多种因素影响的，不是哪一个因素单独作用的结果。
(4)对照实验。
对照实验也叫对比实验，它是用对比的方法进行分析研究，以揭示对象某种特性的研究方法。对照实验的方法是把实验对象分为两个或两个以上的等组，其中一个是对照组，作为比较的标准，其余的是试验组，分别给予不同的实验条件和环境，以判别它们的某种性质特点，通过比较对照，取得实验数据和结论。
4．实验研究的步骤
（1）制定实验计划
制定实验计划时，要重点考虑这些问题：搜集有关材料文献；确定实验内容；选择实验方法；安排实验时间；落实实验仪器设备；确定实验材料或实验对象；对实验结果作出预测；等等。
（2）组织实验实施
按计划控制好实验条件，及时搜集实验信息，包括对实验现象的记录、对数量因素的测定等，要特别注意保持好原始记录。
（3）对实验过程中得到的零散的资料加以整理，形成形象直观、有条理的资料，以利于下一步的分析研究。对于所得到的数据资料，可以用表格等形式加以整理。
（4）分析试验结果
对实验过程中得到的数据进行分析，找出共性、特征、规律等，并得出结论。
（5）撰写实验报告
根据要求写出实验报告。报告的内容可分为题目、问题的提出、研究过程、研究的方法和内容、结论等。
5．科学实验的要求
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