更新时间:2024-05-21 15:52
科学实验法按不同作用分为析因实验、判决实验、探索实验和比较(对照)实验、中间实验;从结果的性质进行分为、定性实验、定量实验和结构分析实验。它往往离不开一起的帮助。
指人们根据一定的科学研究目的,利用科学仪器设备,在人为控制或模拟的特定条件下,排除各种干扰,对研究对象进行观察的方法。
1、为自然科学获取新的、第一手资料
2、检验理论、假说正确性的唯一标准
3、人为控制研究对象、创造极端条件、模拟实验对象
1、确定研究方向:考虑研究新颖性、可行性、推广价值、成本、影响因素等
2、查阅资料(调查、采访、参考文献等),确定具体课题
3、设计实验方案:时间、器材、人员、所需数据(宁多勿少)及记录方式(表格、图像、摄像机等)、假设结论;控制单一变量
4、进行实验:严格按照科学实验要求,真实记录数据,同时记录出现问题
5、分析和整理数据
6、得出结论,反思实验过程中的不足以及可继续探索之处
(1)有目的地操纵自变量。 研究者人为地去控制自变量的发生和发展,使实验沿着研究者预定的方向进行从而取得自己所需要的研究结果。
(2)实验过程控制严密。
排除其它无关因素的影响,控制无关因素,使实验除了自变量以外的其它条件保持一致,这样才能保证实验研究具有一定的效度。
(3)有严谨的实验设计和程序 在研究问题、研究假设、实验处理、被试的选择、条件的控制、实验设计的方式、实验材料与工具、实验程序等方面都要在实验设计中明确地规定下来,只有这样才能保证实验结果具有科学性和有效性。
(4)可以在相同的情况下重复进行,以便验证结果的可靠性与有效性。只要理论假设正确,设计严密,操作严谨,经过重复实验后所得到的实验结果应大致相同。
以不同作用进行分类
1、 析因实验 寻找引起某些变化或结果的原因
从已知的结果中去找出未知的原因 广泛应用
2、判决实验 判定某种假说是否正确而安排的实验 能够宣判一假说的前途命运 判决微观粒子在弱相互作用下宇称不守恒假说
3、探索实验 创设一定的条件来达到某一目的而安排 从已知的原因来发现它将产生的未知结果 推翻了“热素”说
4、比较(对照)实验 两个或两个以上的相似组群进行比较生命科学药品疗效的试验,农业科学研究中的田间试验
5、中间实验 最后确定其科研成果能否应用于生产的科学价值。 科学研究中已取得初步成效,在生产应用前必须进行模拟生产条件农业科学研究和工程技术试验中较复杂、规模又比较大的研究项目
从结果的性质进行分类
定性实验是指为了测定研究对象的性质及其组成部分而安排的实验。其目的就是为了判定某种组成部分是否存在,或是否起作用。它的特点是回答“有没有”或者“是不是”等问题。这种实验在科学研究中经常使用。科学史上很多著名的实验都属于定性实验,如戴维用氧化二氮作麻醉剂的实验,美国科学家富兰克林揭开雷电之谜的实验等等。
定量实验是指在测定研究对象的组成成分的基础上,进一步测定各组成成分之间的数量关系,确定含有某一组成成分的数值等实验。在化学实验中,往往不仅要了解某一化合物的化学组分,而且在此基础上还要进一步确定其各组分的含量,或者了解化学反应中各组分参与反应的消耗量,或者了解各组分的最佳配方比例等等。在物理学实验中往往要确定某一物质的物理特性,如溶点、沸点、冰点以及其他一些物理学常用数值等,这些都属于定量实验的范围。法国化学家拉瓦锡就是在大量定量实验基础上,建立氧化还原理论的。
定性实验和定量实验虽然是不同性质的实验,但是它们之间又是不可割裂的。定性实验是定量实验的基础,只有在确定了某一物质的组成成分以后,才能进一步测定其含有的数值。同时,也只有经过定量实验,才能对这一物质的整体性质有所了解。因此,从定性实验发展到定量实验,这是认识不断深化的表现。特别当定量实验与数学方法相结合之后,它在科学技术发展过程中的作用日益突出,运用的范围也日益广泛,这是现代科学技术发展的重要特点之一。
实验方法离不开仪器的帮助,而仪器的精密度直接影响实验的效果,这对定量实验尤为突出。定量实验的精确与否,又会直接引起研究对象性质判别上的差异。
结构分析实验是指为了测定研究对象的空间结构状况并对其进行分析而安排的实验。它既有定性的一面,也有定量的一面。如沃森—克里克的DNA双螺旋结构的发现,苯结构的实验等等,都属于这一类。
其他分类法
按照实验场所的不同进行分类
如地面实验、空间实验、地下实验等