Language
Country/Area
No result found
科學實驗的背後：為何每個小細節都能改變結果？
科學實驗是支持或反駁假設的一種程序，或者是為了確定某些未經嘗試的事物的有效性或可能性而進行的調查。通過操縱特定因素，實驗提供了因果關係的洞察，展示了當某一特定因素被改變時，所產生的結果會如何改變。實驗的目標和規模各異，但無論如何，重複的程序和對結果的邏輯分析始終是其核心。
實驗可以提升測試成績，幫助學生更專注於學習的材料。
在科學教室中，實驗和其他類型的動手活動對學生的學習至關重要。無論是基本的自我實驗，還是科學家們經過多年的系統研究，實驗都各具特色，從個人非正式的自然比較（如品嚐多種巧克力以找到最愛），到需要複雜儀器進行的高度控制實驗（如探測亞原子的過程）。
實驗的目的與方法
在科學方法中，實驗是一個經驗性的程序，它仲裁競爭的模型或假設。研究人員也會利用實驗來測試現有理論或新的假設，支持或反駁它們。實驗通常測試一個假設，即對某一過程或現象的運作方式的期待。但它也可能旨在回答一個“如果”的問題，而不對實驗結果有特定的期待，或者用來確認先前的結果。
在實驗中，若所有控制按預期運行，便可以推斷實驗如預期運作，並且結果是由受測變量的影響所導致的。
實驗的設計需要考慮混淆變量，這些因素會影響實驗的準確性和可重複性。透過科學控制或隨機分配，混淆變量通常可以排除。在物理科學和工程領域，實驗是科學方法的主要組成部分。而在醫學和社會科學領域，實驗研究的普遍程度則因學科而異。
歷史背景
現代實驗的系統方法在阿拉伯數學家和學者伊本·海塞姆的作品中顯現出來。他在光學領域進行了實驗，根據可見實驗結果等因素控制實驗。他是最早使用歸納實驗方法以達成結果的學者之一。反觀英國哲學家弗朗西斯·培根，他提倡依賴可重複觀察的實驗方法，並首次整合了我們今天所理解的科學方法。
實驗是一種幫助人們評斷兩個或多個競爭性解釋或假設的步驟。
伴隨著科學方法的發展，許多學者對不同領域的應用帶來了重大的進展和發現。伽利略准確測量時間並進行實驗以得出有關自由落體運動的結論，而安托萬·拉瓦錫利用實驗闡述了燃燒和生物化學的新領域。
實驗的類型
根據不同學科的專業規範，實驗可分為多個類型。在某些學科（如心理學或政治科學）中，「真正的實驗」是一種社會研究方法，其中包含兩種類型的變量：由實驗者操縱的獨立變數和被測量的依賴變數。控制實驗通常通過將實驗樣本的結果與控制樣本進行比較來進行，控制樣本與實驗樣本幾乎相同，但一個方面有所不同，即要測試的獨立變量。
良好的實驗設計往往需要考慮混淆變量，而在進行人類實驗時，需要對外部變量進行特殊保護。
在許多學科中，不同形式的實驗如自然實驗和田野實驗也很常見。自然實驗通常無法進行控制實驗，因此研究者只能依賴觀察系統中變量的關係，而田野實驗則是在實際環境中進行，以檢驗理論的有效性。
因此，科學實驗的每個小細節都能夠大幅改變最終的結果，這使得研究人員面對著無數的變量和條件變化。在這一切變數的影響下，我們如何確保自己獲得的結果是可靠的呢？
