科学探究的步骤

Question

如题所述

Answer 1

科学探究主要包括观察和提出问题、形成假设、检验求证、得出和解释结论、交流与应用五个步骤：
1. 观察和提出问题：观察是科学探究的基石。通过观察可以发现自然世界中未知的各种事物和现象，从而提出问题，确立探究的主题。因此，观察和提出问题是密不可分的。但是，并不是所有的观察都能导致提出问题。很多时候，我们会深陷于“已知的幻觉”之中，也就是说，当你“掌握”某些知识的时候，会使你所看到的现象符合自己理解的事物模型并从中得到解释。正如德国文学家歌德所说的：“我们只看到我们所知道的”。因此，在科学探究中，个体要经常审视自己知识的界限，发现自己已有知识的局限和矛盾，探寻运用自己的理论所无法解释的难点，从而确立需要探究的事实。从某种意义上讲，科学探究就是要寻找一扇由已知通向未知的“大门”，推动“已知的幻觉”的不断扩张。
2. 形成假设：假设源于个体所提出的问题，是对于问题的一种简洁的陈述，它试图解释一种模式或预测一种结果，是个体在己有的知识经验的基础上所提出的关于问题的可能性解释。假设是科学发展的必经之路。虽然假设只是一种试验性的观点，必须通过观察或实验加以验证，但它能帮助探究者澄清思想和说明关系。德国文学家海涅就曾说过：“谁若为我们指出了走不通的道路，那么他就像为我们指导了正确道路的人一样，对我们做了一件同样的好事”。假设可能有一种，也可能有多种，但不论多少，假设必须具有合理性，才有助于制定解决问题的可行性方案。由于一个假设只是对问题的一种观点和看法，因此在实际的探究中，个体不能将自己限制在一种假设之中，而要尽可能地提出多种假设，以避免那些有可能局限于某种观点的偏见，从而保证研究的开放性，以获得客观、真实的研究结果。
3. 检验求证：检验是对观察和假设的一种验证，通过检验，假设就可能被证实或支持，也可能被否定或推翻，而那些由“权威”传递的错误观念也可以被抛弃。检验使我们能够探查自然世界中那些隐藏在自然现象和事物背后的奥秘，揭示自然的本质。检验的方式主要有两种：一种是引证式，即根据已选择的方案去收集支持假设所需要的事实和证据，经分析、概括而得出结论，从而证明假设成立或者不成立；二是实验式，即个体亲自动手实验，通过分析实验和总结实验结果来验证假设的正确性和有效性。如果所提出的假设在实践过程中行不通，那么就需要重新对问题和假设进行分析，再次提出新的假设和验证假设。实验是有明确程序，并可重复进行的。但同时也不能过度地信任实验，因为实验错误的可能性总是存在的，这种实验错误可以导致错误的结果。
4. 得出和解释结论：在对假设进行验证的基础上，个体概括、归纳其发现，得出并解释结论，形成关于某一现象或问题的科学认识。在此过程中，不仅要收集证据，而且要将观察与实验的结果与自己已有的知识经验联系起来，借助于分析、推理提出现象或结果产生的原因，并在实验证据和逻辑论证的基础上建立各种变量间的联系，从而形成以已有知识和当前观察与实验结果为基础的新的理解。解释必须同自然观察或实验结果所获得的证据一致，遵循证据规则，同时，解释还须接受公开的批评和质疑，并要求运用各种科学的认知方法和过程，如分类、分析、推论、预测、批判性推理和逻辑推理等。
5. 交流和应用：在形成关于某一现象或问题的结论、解释后，个体还需要与他人进行相互交流。在这种交流中，一方面，个体要准确地向其他人阐明自己所探究的问题、方法、探究过程以及结果，并倾听他人对证据和解释的看法和态度；另一方面，他人也有机会就这些结论、解释提出疑问，指出其中有悖于事实证据的地方，或者就相同的观察提出不同的解释等。通过交流，个体可以获得各种可能的解释，有助于将实验证据、已有的科学知识和他们所提出的解释这三者之间更紧密地联系起来，最终解决彼此观点中的矛盾，巩固以实验、事实为基础的论证，促进科学结论的获得。最后，个体还需要将其所获得的结论应用到其他情境中，以进一步验证结论，并扩大和丰富对于自然世界的认识。当然，对于科学探究过程的认识，我们不能采取绝对化、机械化的理解，以为只有经历上述五个阶段的探究才是科学探究。实际上，科学探究的问题是多种多样的，针对不同问题，人们所可能经历的探究过程、采取的探究方式就可能不同，不可能存在某一种绝对、固定化的模式或统一化的模式。同时，在科学探究的过程中，形成假设和检验求证是连续循环、交叉重叠的两个过程，正是在不断地假设→检验→再假设→再检验的过程中，个体不断地丰富、调整和完善对于自然世界的认识，形成科学的世界观。

Answer 2

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科学探究 (scientific investigation) 的主要步骤及重要技巧

科学探究是一个探求新知识的过程，这过程包括产生意念、认清问题、拟定假设、设计实验以测试假设、进行实验及收集数据、分析数据、推理及得出结论、最后公布结果。

产生意念

科学探究是从一些糢糊的意念开始；科学家对某课题产生兴趣，希望发掘更多知识。这个过程不但需要科学知识，更要有好奇心及创意。最初提出的意念很多时只是一个糢糊的方向，还需要进一步的巩固及具体化，不过这指示了一个大方向，是探求知识的开始。

认清问题及拟定假设

这是把起初糢糊的概念具体化；认清问题所在。这包括搜集资料、定义问题及提出假设。科学家可用以下方法去搜集与问题有关的资料：

1. 自已的观察或以往所做的研究结果。

2. 阅读文献，如书本、期刊等。

3. 浏览互联网。

4. 与别人交流，如出席科学研讨会。

透过这个步骤，科学家亦可以清楚了解现有知识，去寻找一些新的问题去探究；也可以探究前人所得的结论是否正确；及了解所选课题的重要性或价值所在。

认清问题后，科学家就可以具体地把所研究的问题或假设定下来，这指示以后的工作方向，因此亦非常重要。定义问题及提出假设要用归纳推理 (deduction) – 把不同的资料归纳成一个具体的假设。不过，所提出的假设必须可以透过实验来测试是否成立，否则探究就无法进行。此外，问题需要清楚及具体，才能设计实验去测试假设。

设计实验以测试假设

清楚问题所在后，科学家就可以设计适当的实验去测试科假设是否成立。实验设计通常是实验成败的关键。实验设计应要考虑以下几方面：

1. 实验会有甚麼变项 (variables)，例如长度、距离及速度等。

2. 用甚麼方法 (如用甚麼仪器) 测量这些变数。

3. 选取样本或受试者：选取那些样本或受试者、样本或受试者数目、选取方法等。

例如科学家若需要做实验性探究 (experimental research)，就要设立实验组及控制组，也要有一个公平的比较；即是实验组及控制组的特徵要相同，及只改变一个变项，去测量另一个变项是否有差别。

进行实验及收集数据

在进行实验前应要有一个具体及详细的计划书，说明怎样去进行实验。计划书的内容应包括以下各项：

1. 进行实验的时间表。

2. 人力及资源分配方法。

3. 财政预算。

4. 预计会有甚麼困难及解决办法。

然后，科学家就会按照计划进行实验。进行实验时，科学家不但会收集数据，还会细心观察整个实验过程及可见现象，并详细记录下来，以作日后分析之用。不过，科学家在实验进行时可能会遇到一些预计以外的困难，他们可能要改变原定的计划或实验设计，以解决问题。

分析数据

科学家会把所得数据输入电脑及储存起来，亦会把数据备份 (backup)，以防资料流失。输入数据时要特别注意数据的准确性，以免影响日后所得结论。科学家会把数据整理及组织，以便进一步分析，例如可用平均数及标准差去代表一组数据，或利用一些图表把结果具体地显示出来。

推理及得出结论

科学家基於所得数据去推论实验结果是否支持假设，科学家先基於所得数据作出结论，但这结论通常只可应用在一个狭窄的范围内，因此他们会跟文献的资料或现有的知识作比较和综合，推理出更广泛的结论，指出所得结论可以应用在甚麼其他地方。科学家可提出引致所见现象的原因，或分析结果是否显示变数间有因果关系，他们也可以检视所得结果是否与现有知识有出入，及提出引致分别的原因；此外，科学家亦会指出该研究的局限，及可改进的地方；亦会建议下步可以做的探究。

公布结果

科学家会用文字 (如在期刊发现文章发表文章) 或口头形式 (如在会议发表报告) 公报研究结果及结论，让其他人知悉他的工作；亦藉此与别人交流意见或分享经验。科学家不但要让别人明白自己的研究，报告亦要使别人可以重覆自已所做的实验。

无论用甚麼形式，一个报告应详细及具体地描述以下项目：

1. 研究的重要性及研究背境资料。

2. 研究的假设及探讨的问题。

3. 研究的方法，包括实验设计、变数、测量方法及取样等。

4. 研究的结果 － 观察纪录、所得数据、数据分析方法及结果 (最好以图表显示)。

5. 讨论 － 基於数据作出结论、解释结果及推论所得结果的应用或影响。

怎么变成简体字了？？？？

Answer 3

Answer 4

Answer 5

1.提出问题
2.建立假设
3.设计实验方案
4.收集事实与证据
5.检验假设
6.交流本回答被提问者采纳