แนวคิดการทดลองโดยใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์

วิธีการทางวิทยาศาสตร์เป็นกระบวนการที่ตรวจสอบปัญหา ประกอบด้วยสี่องค์ประกอบ: สมมติฐาน การทดลอง การสังเกต และข้อสรุป สมมติฐานคือคำอธิบายของปัญหาและเป็นข้อเสนอที่จะทดสอบ การทดลองเป็นขั้นตอนที่ใช้ในการทดสอบสมมติฐาน การสังเกตคือข้อมูลที่รวบรวมระหว่างการทดลอง และข้อสรุปก็คือว่าสมมติฐานนั้นถูกต้องตามสิ่งที่สังเกตหรือไม่ ขั้นตอนวิธีการทางวิทยาศาสตร์เหล่านี้เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการพิจารณาว่าสมมติฐานนั้นถูกต้องหรือไม่ แนวคิดการทดลองวิธีทางวิทยาศาสตร์ต่อไปนี้แสดงให้เห็นว่าสามารถใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์ได้อย่างไร

สมมติฐานที่เป็นไปได้เกี่ยวกับปัญหาการรั่วไหลของน้ำมันคือ "น้ำมันมีผลเสียต่อพืชน้ำ" ถึง ทดสอบสมมติฐานโดยใช้ขั้นตอนวิธีการทางวิทยาศาสตร์ พืชน้ำต้องสัมผัสกับน้ำมันและผลลัพธ์ สังเกต เติมน้ำในหลอดทดลองสองหลอดและบีกเกอร์สองอัน วางต้นไฮดริลลาสองต้นลงในบีกเกอร์สองใบ อย่างละต้น จากนั้นพลิกหลอดทดลอง ใช้นิ้วโป้งปิดปลายหลอดเพื่อไม่ให้หกใส่ และใส่ลงในบีกเกอร์แต่ละอัน โดยเอานิ้วโป้งออกเมื่อปากหลอดทดลองสัมผัสกับผิวน้ำ ใส่ยอดพืชลงในหลอดทดลองโดยไม่ให้น้ำไหลออก และเอนท่อชิดขอบของบีกเกอร์ วางบีกเกอร์เคียงข้างกันบนขอบหน้าต่าง

เทน้ำมันเครื่อง 1 ออนซ์ลงในบีกเกอร์ และสังเกตผลกระทบต่อรูปลักษณ์ของพืชและปริมาณออกซิเจนที่สะสมในหลอดทดลอง จากข้อสังเกตเหล่านี้สรุปได้ว่าน้ำมันมีผลเสียต่อพืชหรือไม่ ลองทำการทดลองแบบเดียวกันกับน้ำมันในปริมาณต่างๆ เพื่อดูว่าต้องใช้น้ำมันมากน้อยแค่ไหนจึงจะมีผลกับพืชได้

สมมติฐานที่สำรวจแนวทางการทำฟาร์มอาจเป็น "ปุ๋ยทำให้พืชเติบโตเร็วขึ้น" เพื่อทดสอบสมมติฐานนี้ ให้ปลูกถั่วเขียวสองใบในกระถาง 2 ใบ และวางเคียงข้างกันบนขอบหน้าต่าง ใส่ปุ๋ยลงในหม้อหนึ่งใบแล้วรดน้ำทั้งสองหม้อให้เท่ากันเป็นประจำ

หลังจากที่ถั่วงอกออกและเริ่มเติบโต ให้วัดและบันทึกความสูงของแต่ละต้นทุกวันเป็นเวลาอย่างน้อยหนึ่งสัปดาห์ ขึ้นอยู่กับว่าพืชที่ปฏิสนธิมีขนาดใหญ่กว่าพืชที่ไม่ได้รับการปฏิสนธิหรือไม่ สรุปได้ว่าปุ๋ยทำให้พืชเติบโตเร็วขึ้นหรือไม่ ทำการทดลองซ้ำกับปุ๋ยในปริมาณต่างๆ เพื่อดูว่าปุ๋ยน้อยเกินไปหรือมากเกินไปมีผลเสียหรือไม่

สมมติฐานว่าเหตุใดวัตถุบางชิ้นจึงลอยและบางชิ้นทำไม่ได้ "วัตถุที่มีน้ำหนักเท่ากันลอยได้หรือไม่" ขึ้นอยู่กับปริมาตรของพวกมัน" เพื่อทดสอบสมมติฐานให้ตัดอลูมิเนียมฟอยล์ห้าสี่เหลี่ยมเท่า ๆ กันประมาณห้าคูณห้านิ้ว แต่ละ. สี่เหลี่ยมเหล่านี้มีน้ำหนักเท่ากัน ม้วนแต่ละตารางเป็นลูกบอล ที่เล็กที่สุดให้แน่นที่สุด และที่ใหญ่ที่สุดค่อนข้างหลวมกับส่วนอื่นๆ ในระหว่างนั้น ลูกแน่นมีปริมาตรต่ำสุดในขณะที่ลูกหลวมมีขนาดใหญ่ที่สุด

วางลูกบอลแต่ละลูกในภาชนะที่มีน้ำและบันทึกว่าลูกลอยหรือไม่ จากผลลัพธ์ของคุณ ให้สรุปว่าปริมาณส่งผลต่อการลอยตัวหรือไม่ รวบรวมวัตถุอื่นๆ ที่มีน้ำหนักเท่ากันแต่มีปริมาตรต่างกัน และสังเกตว่าชิ้นใดลอยได้หากการทดสอบดั้งเดิมของคุณไม่สามารถสรุปได้

สมมติฐานเกี่ยวกับประสิทธิภาพของสารทดแทนน้ำตาลอาจเป็น "สารทดแทนน้ำตาลมีรสชาติเหมือนน้ำตาลที่ดี" เพื่อดูว่า สมมุติฐานเป็นจริง เตรียมน้ำมะนาวหนึ่งชุดแล้วใส่น้ำตาลในตัวอย่างหนึ่งในขณะที่ให้ความหวานอีกอันด้วยน้ำตาล แทน. ให้คนอย่างน้อยสิบคนลองทั้งสองอย่างและบันทึกสิ่งที่พวกเขาบอกว่าอร่อยกว่า

ขึ้นอยู่กับว่าผู้ทดสอบรสชาติของคุณพูดว่าน้ำมะนาวที่มีสารทดแทนน้ำตาลมีรสชาติดีหรือดีกว่าเครื่องดื่มที่มีน้ำตาล สมมติฐานนี้เป็นจริงหรือเท็จ ลองทดสอบรสชาติกับอาหารอื่นๆ เช่น คุกกี้ เค้ก หรือไอศกรีม เพื่อให้ได้ภาพที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น ผลการทดสอบจะแสดงให้เห็นว่าสารทดแทนน้ำตาลนั้นดีเท่ากับน้ำตาลหรือไม่ในทุกกรณี ทุกกรณี หรือในบางครั้ง

การทดลองวิธีทางวิทยาศาสตร์อย่างง่ายเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าวิธีการทางวิทยาศาสตร์ได้รับการออกแบบมาเพื่อตรวจสอบแนวคิดใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการที่สามารถทดสอบได้ นักวิทยาศาสตร์พยายามสร้างสมมติฐานเพื่ออธิบายบางสิ่งแล้วทดสอบโดยใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์ทั้งหมดตั้งอยู่บนสมมติฐานที่ได้รับการทดสอบและพบว่าถูกต้อง ในขณะที่มุมมองอื่นๆ ได้พิสูจน์แล้วว่าผิดในลักษณะเดียวกัน