2014年3月9日 星期日

如何推論實驗結論(draw conclusion)?



推論實驗結論可能是既容易、又可能是很困難的能力,許多人都經常出錯

因為這涉及極嚴密的科學邏輯思維過程,一般人日常生活時根本不會以這方式思考問題。

要明白如何作出科學實驗的結論,你必須緊記以下數項:

1. 涉及的科學實驗類型屬需要進行假說(hypothesis)的實驗
        - 即是涉及解釋現象的實驗,而不是觀察不同因素之間關係的實驗
2. 假說中祇應涉及一項因素(即自變項)
        - 涉及兩項因素的話,科學上是無法作出作何有意義的結論的。
3. 作出假說(hypothesis)後,跟著會作出一些實驗的預測(prediction)
        - 預測不是估計! 不是亂猜結果! 預測亦不是預計的結果。
        - 預測是用來方便出作結論。
4. 假如結果符合預測的話,我們會推出結論(這結論挺容易列出! 根本就是把假說重寫一次,在前面加「證實」兩字便可以。
5. 假如結果不符合預測的話,可能有兩個可能性:
  (1) 實驗沒有出錯的話,結論一樣容易撰寫,在原假說前面加上「不」字便可以,嚴格來說,應加「不能證明」,而不是「不」。不過在中學階段,許多時候會簡化用「不」字,因為對許多同學來說,無法理解「不」與「不能證明」。例如:你覺得以下兩句有分別嗎?
        種子萌發不需要光
        無法證明種子萌發需要光
  (2) 如檢視後發覺實驗設計或操作出錯,便沒有任何結論可言!
         - 但中學生的實驗報告中經常列出許多誤差及錯誤,但最後又有實驗結論! 實際操作時根本不會發生。坦白說,真正做科學研究的人,如發現實驗出錯的話,根本連實驗報告也不會公開!

重要提示: 還有一項非常重要,科學的結論一定要非常準確,不會有多於一項可能性,才是標準的科學結論。

以下是標準的科學結論的流程:

結果(1)------>結論(1) (沒可能有多於一個結論。即使有,那是由結論(1)再引申出來的)

以下的狀況不可能發生於真正的科學實驗:

結果(2),結論可能是(3),可能是(4),可能是(5)…..

你說,可能連進行實驗的你,也無法羅列所有可能性,你的所謂結論又有多準確?
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我們用以下的例子來作說明。

 如果祇希望理解以下題目的答案的話,你可以祇閱讀針對這題目的解說便可以,但如想清楚了解同類型題目(即是科學研究步驟),你有需要閱讀以下的詳細解說。

以下的實驗研究的是光對洋葱萌發的影響。











假說是: 洋葱萌發需要光 (注意,祇有一項,水分不是研究因素,因兩者皆有水分)
預測是:
假如洋葱萌發需要光的話,
有光供應的洋葱便會萌發,而沒有光供應的洋葱便沒有萌發。

結果符合預期話的話,結論便是洋葱萌發需要光;
結果不符合預期的話,結論便是洋葱萌發不需要光(嚴格來說是無法證明洋葱萌發需要光!)

根據以上的說明,你能否知道以下兩題目的答案?

1. 若一星期後兩個燒杯內的洋葱萌發,你可得出甚麼結論?
A.      洋葱萌發不需要光。
B.      洋葱萌發不需要水。
C.      洋葱萌發不需要水或光。
D.     沒有結論。

答案是B答案很明顯,因為不符合預期。

2. 若一星期後兩個燒杯內的洋葱均沒有萌發,你可得出甚麼結論?
A.          洋葱萌發不需要光。
B.          洋葱萌發不需要水。
C.          除光及水外,洋葱的萌發還需要其他因素。
D.         沒有結論。

答案是 D。留意,以上的預測根本沒有題目所說的狀況(即沒有兩者皆沒有萌發這預測),所以很簡單,答案就是沒有結論!

簡單的解釋如下:

以上的結果(即兩者皆沒有萌發),根本連洋葱萌發是否需要光也無法證明,因此選項C的寫法本身便是錯的,因選項C是假如光是其中一項萌發所需因素。


複雜的解釋如下:
你是否仍在疑惑,為何會沒有結論呢? 你會不會想,任何結果總應該有個結論才對? 是不是?

以上不是曾說,假如有許多可能性的話,於科學實驗結論上來說,那是沒有意義的

說回以上的實驗,假如結果是兩者皆不會萌發,你覺得可列出多少可能性?

1. 除光及水之外,還有其他因素(題目的選項之一)
2. 其實以上的實驗根本便無法證明洋葱萌發需要光(因為洋葱沒有萌發,沒有符合預期)
3. 可能水不足夠
4. 可能洋葱死亡了
5. 可能實驗時的溫度太低了(較列出其他因素佳)
6. …..

注意:
1. 科學的結論是用來讓其他科學家作為進行跟進實驗的依據,這麼多可能性的所謂結論,對科學家而言是沒有任何意義的。

2. 還有一項,科學結論從來都沒有「不」這個字的,嚴格來說真的祇有「無法證明」。科學實驗永遠無法百分百證明不存在的事實。舉個例,有關禽流感人傳人的研究,你會聽到真正科學家表達的時候,祇有以下兩個情況:
   (a) 已證實禽流感人傳人 
   (b) 無法證實禽流感人傳人
        很不幸,一般人聽到「無法證實禽流感人傳人」這句話的時候皆會非常困擾,要求科學家說清楚指的是禽流感是不是已人傳人(是或不是)


 看不明白?你需要進行多些練習才容易掌握,畢竟對中學生而言,進行的實驗不多,以上的說明是有點抽象。憑抽象的概念進行推論,是個不簡單的過程。在大學修讀研究院的學生倒是天天也在做實驗,才能真正掌握!

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