實驗報告撰寫

如何數算數據

2009-05-02T06:22:00.001-07:00

數算數據也有學問? 是的，科學的數據要讓人信服，數據才有意義的。

試看看以下數據:

組	每分鐘氣泡產生速率
A	10
B	100
C	200

你覺得以上哪組數據值得懷疑? C 組? 慢著，這要看你是如何數算的? 如果你是用肉眼觀察的話，那真的會令人懷疑，你不要跟我說你天生異稟，能準確每分鐘數算到200個氣泡! 別人看到你的報告時，誰知道你是不是天生異稟? 所以，你必須把數據控制在一般人可以觀察到的範圍，大概不超過150個是可以接受，這幾乎是極限了!

當然，如果你是用儀器讀取的話，那可能是真的。但使用儀器也要注意，所有儀器皆有其誤差值的。(儀器應該有標明的，誤差值之內的數值一般會視作沒分別，例如以下數據:

重量計:誤差0.2g

組	重量
A	10.0
B	10.4
C	10.2

組 A 跟 C 祗相差0.2，應不視作有差異的! B 組跟 C 組也相差0.2，所以B組跟C組也不視作有差異!

那有問題了，哪 A 組跟 B 組算不算有差異? 答案是算的!

如何解釋實驗結果

2009-04-26T07:44:00.001-07:00

實驗結果的解釋其實有可能錯的!但許多同學也認為這樣不太合理，這是因為過往太著重教科書內的知識，認為解釋(即答案)祗應有一個，既然祗有一個，便一定是對!

但真正的探究實驗，解釋實驗的結果其實祗是一項推測而已，要驗證實驗解釋是否正確，許多時要進行其他實驗才能證實。

舉個例子，參考以下結果:

陽光強度	植物光產生氣泡速率( /min)
1	10
2	20
3	30
4	40
5	50

根據報告結果，陽光強度與植物產生氣泡速率成正比，由於產生氣泡速度可視為是光合作用速率，因此陽光強度愈高，光合作用速度便愈快。(這是描述實驗結果)

但為什麼陽光強度愈高，光合作用速度便愈快? 這便需要你解釋這一實驗結果!

你一定以為這結果很容易解釋，當陽光強度愈大時，光提供較多光能，光合作用速率愈較快。(標準答案呢!)

慢著，假如你不懂得光合作用機制，你可會祗得一個解釋?(試把你想像成是許多年前的科學家一樣)，可能你會如下解釋:

當陽光強度增加時，溫度也一樣增加，溫度增加，化學反應速度也跟著增加，這很正常! 而光合作用肯定是一項化學反應，因此，陽光強度增加時，溫度增加，光合作用速率便增加了! 很合理吧?

來到這裡，可能你開始有點迷茫了，以下2個解釋也挺合理呀!

解釋1, 陽光強度增加，光度增加，提供較多能量，因此光合作用速率增加。

解釋2, 陽光強度增加時，溫度增加，分子間動能增加，反應速率增加，因此光合作用也跟著增加。

當然，現時我們知道解釋(1)才是真正的主要原因。但解釋(2)又錯在那裡? 你又可以想想，從前的科學家是如何估計解釋(1)才是真正的原因。(是接著做一連串的實驗呢!)

備註: 其實解釋(2)也不可以算錯，在某一範圍溫度下，溫度的影響是有的，但超過其一溫度，光合作用的速率便不會比正比例地(相對溫度而言)增加，顯示另一因素(即光能)才更重要!

解釋假說

2009-04-23T08:16:00.000-07:00

雖然未必是必需，但有時仍會在實驗報告中解釋你是如何想出實驗中的假說(hypothesis)的。

因為相同一個現象，可能你想出了許多的假說(即解釋現象的理由)，但選擇證明其中一個假說，總有一個原因吧!

通常這些原因，你認為可能是以下什麼原因?
1. 較易證實
2. 較合理?(但所有假說應該也是合理的!)
3. 成本較低?
4. 其他?

不是說笑，以上(1)及(3)，皆可能是原因!

但假如你想不到許多解釋呢? 撰寫實驗報告時，你仍要解釋你的假說(hypothesis)，令人明白為何你會這樣理解某一現象。

例如，你觀察到有人煮菠蘿炒手肉時，要先把菠蘿混和牛肉一段時間後才加熱，你如果解釋這現象?

你可能用?的概念來解釋，但為什麼? 為什麼你有這樣的想法?

要記著，科學為腦的鍛鍊便是不斷問為什麼，鍛鍊自己的任何事件背後總有一個理由!

如何描述趨勢

2009-04-23T08:07:00.000-07:00

好的描述趨勢準則是: 任何人根據你的描述也能繪出相同的曲線圖。

試試描述以下不同曲線圖的趨勢:

(A) 當X上升時，Y的數值跟著上升，直至X達到一定數值後，Y便不再改變。
(B)當X是0時，Y也是0; 當X上升時，Y隨著增加，直至X達到一數值時，Y的數值便不再增加，一直維持不變。

你認為以上(A)或(B)的描述，更能準確描述上圖的曲線趨勢?

答案是(B)
(A) 描述不足之處，起碼有以下:
(1) 無法知道初值的關係，即X數量是0的時候，Y是多少?
(2) 當Y不再改變指的是什麼?是數值不再變化?還是增加速率不再發生變化?

上圖刻意用X及Y表示，以免你受到既定的已知「事實」誤導而作出錯誤的描述。

試看看以下例子:

根據上圖，你會得出以下那些趨勢描述?
(1) 陽光愈大，強度愈大，光合作用速率愈快。
(2) 陽光強度太大時，光合作用速率會變慢。

以上第2項趨勢描述是錯的，或者應該說是不能直接由上圖中得知。
祗在有限光強度下，陽光強度愈大，光合作用速率會愈怏。
根據上圖，陽光光度增加時，光合作用速率沒有變慢，一直維持最高水平，雖然實際上，是真的會下跌的。

上圖可能是最容易描述的趨勢圖，試試以下多類趨勢圖，你又能準確描述嗎?

好的實驗結果描述法

2009-04-23T08:03:00.000-07:00

何謂好的實驗結果?

首先你先要理解，科學家通常不希望浪費時間。因此，好的方法實驗結果描述最好具備以下條件。

1. 能祇看實驗結果便能大致清楚實際的目的設計及結果。
2. 不需要在實驗報告中不同位置查找才能知道實驗的設計(譬如用什麼自變項及依變項)
3. 必需記錄原始數據，適當時候要作些計算。讓別人可更快判斷你的實驗數據的可信性。
4. 必需具標題，使人立即清楚實驗目的。

以下是一個示例，有關光強度對光合作用速度的影響。

裝置光合作用速度
1 30
2 40
3 50
4 60
以上的結果描述有何問題?如果總分是5分的話，你認為可獲多少分?

是零分!(雖然以上的結果常見於科學科試題)

單看以上的結果，完全不清楚實驗是如何設計的!不清楚實驗設計，無法判斷結果是否可信! 以上的結果，連最起碼的自變項也沒有!也不知道是否原始數據?(沒可能一個裝置祗有一個數據吧?)

至少，以上的結果表達應該如下表達:
光強度產生氣泡速度(個/分鐘)
1 2 3 平均
1 28 32 30 30
2 35 40 45 40
3 50 48 52 50
4 40 80 60 60

當然，以上的結果仍有一些問題，譬如不同的光強度是如何提供的?你能想出多少種提供不同光強度的方法?
不過，你有否察覺，以上某些數據的確有些問題?這正是為何你要列出原始數據的原因。

如何撰寫假設

2009-03-25T08:47:00.000-07:00

許多生物實驗需要設立一些假設(Assumption)。注意，是假設，不是假說(hypothesis)。許多同學都不太會撰寫假設。

首先，你必須清楚，理論上，進行實驗時應該只係保留一個變項(自變項 independent variable )，然後量度結果(依變項dependent variable)。其他一切環境因素應保持一致。

實際上，理論歸理論，進行實驗時許多環境因素我們不一定能保持完全一樣，生物實驗尤其如此。起碼使用活生生的材料時便不能保證2只生物是(實驗及對照組)完全相同的。(所以，你現在明白為何複製生物對科學研究的重要嗎?)

如果我們估計變動的環境因素對實驗結果影響不大，不太影響實驗準確性的話，許多時我們仍會繼續進行實驗的。但要緊記，你仍應儘量可能保持環境因素不變，否則太多假設的話，實驗的準確性便非常存疑了!

因此，撰寫假設時，應注意以下數點:
1. 一般實驗的假設不會超過 3條的。
2. 一般環境因素(例如溫度，壓力等)不能作假設，因為這些因素一般來說你可以完全控制得到的。
3. 不能列出一些沒可能是真實的假設，譬如假設2隻生物完全相同。

你應該好好設計及控制實驗的變數，不要企圖用得許多假設。

那即是如何假設?很難說，因為不同實驗也不同，要多用腦袋想想實驗設計有什麼可能影響的結果的因素。

假設(assumption)是甚麼?

2008-10-19T01:21:00.000-07:00

假設(assumption)是甚麼?

許多實驗都要有假設(assumption)(注意! 不是假說(hypothesis))，但甚麼是假設? 為甚麼要列出假設?

決定自變項及依變項速成法

2007-11-15T07:05:00.001-08:00

有些同學可能對如何列出自變項(indepedent variable)及依變項(dependent variable)有些疑惑，這裡提供一個簡單的方法，試試是否可更快列出正確的自變項及依變項。

首先你必須清楚掌握實驗目的。

以下實驗為例:

「研究加熱對細胞膜透性的影響。」

然後，請記住:

自變項: 解答你在這實驗中你會改變的項目(即由你控制的項目)。

依變項: 解答你在這實驗中會觀察的項目(一般來說是你在實驗進行時會量度的項目)。

自變項及依變項一般皆能在實驗目的中找到。

就以上實驗目的:

自變項: 是加熱(即不同溫度)

依變項: 細胞透性的變化(但觀察甚麼才能知道?)(可能是:材料的重量改變)

因此:

自變項是: 不同的溫度(注意: 不是溫度)

依變項是: 材料的重量變化。

注意: 無論是自變項或依變項皆是你在實驗設計中真正操作(改變或量度)的變項。

參考網址: http://en.wikipedia.org/wiki/Independent_variable

如何撰寫實驗設計原理

2007-11-13T08:00:00.001-08:00

首先你必須先明白，究竟撰寫實驗設計原理的目的是甚麼?

撰寫的目的是: 解釋你的實驗設計為何能達到你的實驗研究目的。

由此可知，你必須先弄清楚你實驗研究目的!

我們用以下例子作說明:

實驗的目的是: 研究光強度對光合作用速率的影響。

基本上，你要先弄清楚甚麼是自變項(independent variable)，甚麼是依變項(dependent variable)才能繼續下去。大部份實驗皆有自變項及依變項的。(甚麼實驗沒有??)

接下來，你要決定如何提供實驗中的自變項及如何量度(或觀察)實驗中的依變項。
你不要以為控制自變項很容易，就以上實驗目的而言，自變項很明顯是「光強度」。但如何提供不同的光強度呢?

少說也有起碼 5 種方法! 譬如:
1. 以不同距離的光源
2. 用可調較電力的光源
3. 用不同層數的紗布遮蓋光源
4. 用不同光強度的光源
5. 用不同數目的光源

6. ....

以上有些方法可能非常明顯與光強度的關係，有些則要想一想!

以上的方法有分別嗎? 你會選擇哪一方法? 你選擇的準則是甚麼? 為何這些方法跟提供不同的光強度有關? 你選擇的方法有否限制? 你需要預先撰寫實驗中的假設嗎?

以上問題皆是撰寫你的實驗設計原理時必須列出的!

未完成! 還有....依變項如何量度?

是否要列出所有使用的材料及儀器

2007-11-12T19:41:00.000-08:00

答案又未必!

一般實驗室中常用及常見的儀器，其實也不用列出的。因為當我們要進行實驗時，我們會假設應很容易找到那些沒有列出的物品。

當然，如果你把所有儀器都列出的話，其實也沒有人會覺得你有問題的。

但有一項必須提醒，應儘可能列出材料的名稱及其生長階段，以便其他人能清楚選擇的材料是否適合這實驗。 (在生物實驗而言，選擇不同的生物材料可以有很大的影響!)

不肯定哪些是常用及常見的儀器? 那你把所有用品列出吧!

如何適當篩選數據

2007-11-12T07:09:00.000-08:00

首先必須說明，這裡並不是建議你做假，選擇一些預期的數據，這樣做會使得你的實驗結果不可信。

基本上，所有原始數據還是要列出的。

試參考以下的 3 組數據，以下的數據是有關在某光強度下，不同植物的光合作用速率(以釋出氧氣速率作指標)

	1	2	3	4	5	6	7	平均
A	8	9	11	15	16	17	19	13.6
B	8	9	11	15	16	15	14	12.6
C	8	9	11	15	15	12	10	11.4

你會如何處理以上數據?

1.計算平均數?
2.先剔除一些數據?

先確定一項知識: 在某一特定的光強度下，你認為光合作用的速率應是相對固定的? 還是不穩定呢?

我想速率應是穩定的較合理吧!為甚麼?

當然，如要求量度到恆定的數據的話，那又似乎沒可能! 為甚麼? 試想想其答案吧。

對於 A 組數據，你留意到嗎? 數據不斷上升，似乎仍未穩定下來。這些數據似乎並不應作為真正可用的數據!

對於 B 組數據，15, 16, 15, 14 似乎明顯是一組的，其他的數據，可刪掉吧!

對於 C 組數據，先升後降，不符估計的結果。估計最後的結果應是穩定的。如何辦?

註: 但必須用心記住，剔除某些數據是建基於我們現時的知識水平。科學人都相信，任何事情皆有其原因的，研究一個不在預期的結果，可能是另一重要科學新發現的開始呢!

實驗目的要詳細列明生物樣本名稱嗎

2007-11-06T07:18:00.000-08:00

實驗目的要詳細列明生物樣本名稱嗎?

撰寫實驗目的時應儘可能具體及仔細的，即不會引致他人產生誤會。

因此，原則上應列明使用的生物品種名稱的。

但，有時你可能祇想研究某類生物的反應，而並不是某品種(species)的反應，便可以不用列明生物品種的名稱。

例如以下兩個實驗目的
1. 量度植物表皮細胞的水潛能。
2. 量度紫萬年青葉片下表皮細胞的水潛能。

明顯地，第 2 個實驗目的是較具體及仔細的。

至於第 1 個實驗，即使完成這實驗，結論也可能沒有甚麼參考價值。除非你認為:

- 所有(或大部份)植物的表皮細胞的水潛能應該是差不多的。
- 可以找到一種典型的植物作代表。

但你也要留意，即使你相信以上是對的，假如其他人不同意的話，你的實驗結論還是很大機會被視作沒參考價值的。

甚麼時候要撰寫「假說」

2007-11-06T06:55:00.000-08:00

許多同學撰寫實驗報告時似乎都拿掐不定，甚麼時候應該列出「假說」(hypothesis)?

許多時其實同學是把「假說」與「估計」(guessing)混淆了，變成甚麼實驗也好像應該有「假說」似的。

這裡提供一個簡單的方法，應該適用於大部份的情況，以決定是否需於實驗報告中列出「假說」?

假如實驗目的是「證實甚麼甚麼........」(To prove that ......)的話，那這個實驗便需要假說，其餘便不需要!

為甚麼可以這樣說呢?

你可以再想清楚一點，甚麼是「假說」?

「假說」是對某現象所作的可能解釋。由於祇是可能的解釋，因此便需要設計實驗去證實這解釋是否正確!

不過，坦白說，以上的方法其實是有點次序錯亂的問題的。因為，進行實驗前，其實你應該先決定這個實驗需否假說(即是否在解釋某一個現象?)，再撰寫實驗目的!

甚麼情況下需要繪製圖表

2007-11-05T05:02:00.001-08:00

回答這問題前，首先你要想想使用圖表的優點。

圖表可以讓人:

更容易比較不同數據的大小差別。(當然，假如祗有一兩個數據的話，便可能沒有甚麼分別。)
更容易觀察到數據的變化趨勢。

所以，一般情況下，繪製圖表有一定好處，尤其是數據量多的時候。

但要留意，原始數據還是需要列出的。

因為，圖表也可能會騙人的! 無論是有意或無意，由於使用不同比例的 X 軸或 Y 軸，有些可能變化不大的數據，在圖表中可能被誇大!

試看看以下兩圖表，哪一的變化較大?

答案可能是一樣的! 祗是 Y 軸的座標比例不同罷了!

考考自己對X軸及Y軸內容的理解

2007-10-30T08:05:00.000-07:00

以下是某實驗的結果

呼吸速率(以產生二氧化碳速率表示) (ml /min)	20	30	40	50	60
外界溫度(攝氏度)	10	20	30	40	50

繪製圖表時，究竟哪一應放在 X 軸? 哪一應放在 Y 軸?

答案是: 不知道!

這要看實驗目的是甚麼?

假如實驗目的是「研究外界溫度對呼吸速率的影響」的話，X 軸應是外界溫度; Y 軸的是呼吸速率。

假如實驗目的是「研究呼吸速率對外界溫度的影響」的話，X 軸應是呼吸速率; Y 軸的是外界溫度!

繪畫圖表時如何決定X及Y軸內容

2007-10-30T07:37:00.001-07:00

以下是有關光強度如何影響光合作用速率的實驗結果:

光強度(隨意單位)	1	2	3	4	5
氣泡釋出數目速率(數目/分鐘)	0	6	15	30	45

繪製圖表時，究竟哪一應放在 X 軸? 哪一應放在 Y 軸?

還記得嗎?

X 軸標示的應是「自變項」(independent variable)，即受控制的變數，亦即是實驗進行時你會控制的項目。

Y 軸則是標示「依變項」(dependent variable)，即會隨受控制變數而變的數據，當然，有時依變項的數據未必有任何變化的。因此，我們倒不如把 Y 軸的內容看成是實驗中要量度的數據。

根據以上的原則，以上的實驗結果的數據，哪一應放在 X 軸? 哪一應放在 Y 軸?

X 軸應是光強度。
Y 軸應是氣泡釋出數目速率。

你是如何知道的? 因為光強度的數據較有規律?

錯! 雖然通常受控制的變項的確較有規律，但有時可能要量度的數據也同樣很有規律地變動。

答案應是根據實驗目的而得知的!

以上的實驗目的是: 研究光強度對光合作用速率的影響。
要研究的變數是光強度，因此光強度是自變項。(位於 X 軸)
要研究的項目是光合作用速率，因此光合作用速率應是依變項。(位於 Y 軸)

考考自己的理解: 時間究竟應放在 X 軸抑或是 Y 軸?

描述實驗結果

2007-10-30T03:09:00.000-07:00

試試描述以下的實驗數據:

溫度(攝氏度)	4	20	30
光合作用速率	12	20	40

描述一:
攝氏4度時，光合作用速率是12; 20度時速率是 20; 30度時速率是 40

你覺得以上的描述有問題嗎?

何謂撰寫清晰的實驗步驟

2007-10-30T03:01:00.000-07:00

有一個方法可以用以衡量實驗步驟是否清晰，就是找別人跟著你的步驟做一次，看看過程是否一樣的。

如何列出實驗所需儀器及材料

2007-10-30T01:45:00.000-07:00

要清楚地列出實驗所需儀器及材料，你可以假設自己要列一張清單給別人，讓別人按你的清單執拾所需的物品。如果你漏了物品或表達不清楚，你便可能因儀器不足或不適合而做不成實驗。

習慣一下，科學家要求的是嚴謹仔細，雖然你可以重新再列出所需儀器，但這樣便會浪費時間，不值得吧!

試試看，以下哪些儀器或材料是的表達不太清晰的?
1. 試管(test tube)
2. 滴管(dropper)一支
3. 植物一株
4. 電子磅(electronic balance)
5. 移液管(pipette)一支
6. 滴定管(burette)一支

建議寫法
1. 試管(test tube) (應列出數量，例如試管10支，試管基本上的大小是標準的，所以不用標明容量)
2. 滴管(dropper)一支(這一項沒大問題，滴管的大小基本上也是標準的，一般是 2 ml)
3. 植物一株(必須列明植物的品種及生長狀況，例如年幼的洋紫蘇植物一株)
4. 電子磅(electronic balance)(不同的量重儀器是有重量範圍的，因此必須註明使用甚麼範圍的磅，例如 2kg 的電子磅，最高可量度 2 kg 的重量。)
5. 移液管(pipette)一支(移液管是有不同容量大小的，必須註明。例如 1 ml 移液管, 5 ml 移液管)
6. 滴定管(burette)一支(滴定管也是有不同容量的，也必須註明。)

有時，為何簡化，避免使用量詞，通常是這樣表示數量的:
1. 試管 x 2 (即試管 2支)
2. 滴管 x 5 (即滴管 5 支)

如何撰寫實驗原理

2007-10-30T01:41:00.000-07:00

實驗設計的原理的內容應是
- 用以解釋你的實驗設計如何能達到實驗目的。

因此，必須先準確界定實驗的目的。

繪製圖表基本準則

2007-10-30T01:26:00.000-07:00

目的:
- 使人能容易看到實驗的結果。

基本的繪圖準則:
1.標題
2. 適當的 X 軸及Y軸

- X 軸一般標註的是自變項(獨立變數)(independent variable)

- Y 軸一般標註的是依變項(dependent variable)
3. 連線準確

- 不要繪畫了一些實驗結果沒有的數據。

4. 選擇合適的圖表顯示方式，包括:

- 折線圖

- 曲線圖

- 直方圖

為了使圖表更易於讓人讀取，應注意以下事項:

1. 應盡用座標紙，不要太大也不要太小，約佔座標紙的四分之三面積。

2. 要清楚顯示不同的數據點。

如何撰寫「實驗目的」

2007-10-17T06:18:00.000-07:00

實驗目的(Experiment purpose/aim) 應如何撰寫?

基本上，實驗大致上分為三大類:

1. 去證實一個「假說」。實驗目的便應是「證實.....假說」(To prove that.....)

- 例: 證實光合作用需要光。(To prove that light is a factor for photosynthesis)

2. 找出特定的數據。實驗目的便應是「找出......」(To determine.....)

- 例: 找出植物細胞的水潛能。(To determine the water potential of plant cells)

3. 觀察某些數據的變化。實驗目的便是「觀察....」(To observe......)

- 例: 觀察不同顏色的光對光合作用的影響。(To observe the effect of coolur of light on photosynthesis)

不同的實驗目的會影響實驗結論的寫法。

但，究竟撰寫實驗目的時應否寫得很仔細呢? 譬如，是否需要列出使用的生物種類名稱?

如何撰寫標題

2007-10-17T06:17:00.000-07:00

標題的撰寫目的是讓人清楚實驗研究的大約課題範圍。一般來說，撰寫標題:
1. 不需要完整句子。
2. 要列出多詳細是很難說的，視乎你的研究目的及撰寫後發表給甚麼人觀看有關。

大約而言，生物學也有一定組織層次。
以中學的生物學為例，有關光合作用的課題，可包括以下:

光合作用的定義
光合作用的過程
光反應
暗反應
光合作用所需條件
植物的適應特徴
光合作用的限制因素
影響光合作用速率的因素

以上祇是從教科書的目錄中抄錄下來吧了。

如果你的實驗是有關植物光合作用的話，你的實驗標題大概便應該根據以上課題選擇吧。

其他課題，大概也是如此處理。

假如你忘記了不同課題的層次的話，那對不起，你還是要好好掌握一下各生物學課題的範圍吧!