以下內容是有關如何設計實驗的。
用以下實驗來做例子:
實驗目的: 找出光強度與光合作用速率的關係
假說是甚麼?
- 這實驗不需要解釋甚麼現象，因此沒有假說。
留意: 假設光強度與光合作用速率有關，不是假設或假說來的! 這是本來這實驗要研究的內容。
沒有假說，便沒有預測。
但自變項(自變量)及依變項(因變量)必定有的。
實驗設計的目的是要使用甚麼方法(即如何提供自變量及量度甚麼因變量)，來達致實驗原來的目的。因此跟實驗目的有很大關係。這實驗的目的是: 找出光強度與光合作用速率的關係。
研究的因素是光強度，研究的對象是光合作用速率，因此
1. 自變項(自變量)是光強度，是進行實驗時操控的變項。(實驗者改變的項目)
2. 依變項(因變量)是光合作用速率，是實驗中要量度的變項。
實驗設計原理，寫的便是如何提供自變項及量度依變項，以能準確達到實驗的目的。
但提供不同方法時，有些方法很直接，無需多作解釋，別人也清楚及認同。但有些方法則未必，別人可能不太清楚為何這些方法代表相關的變項。
自變量(自變項)是甚麼?
例如以上光強度這個自變項，要如何提供不同的光強度呢? 以下是可能有的幾種的方法:
1. 直接調節燈光的亮度。(如可以的話)
2. 找不同數目的半透光物料遮蓋燈泡。(例如用紗布或半透光紙)
3. 燈泡與植物不同的距離。
4. 用數量不同的燈泡。
5. 其他....
以上的方法都能提供不同的光強度，有些很直接(例如直接調節光亮度)，有些不太直接(例如距離)，有些別人可能覺得操作不易準確量化(例如用不同數量物料遮蓋燈泡)，有些則可能不太明白跟光強度的關係是甚麼(例如距離，距離跟光強度有甚麼關係)?
無論選擇以上甚麼方法(或其他方法)，都需要解釋你選擇的方法為何可準確代表光強度? 如不可以準確代表的話，假設是甚麼? (留意，不太準確不代表不可以使用!)有些方法太直接，才可能不需要解釋。
當然，有時別人是否看得明白，也要看看報告者的認知水平。所以如何撰寫這部份許多時也要視乎看報告的人是甚麼。
不過，DSE的實驗報告，你要假設看報告者是一般人，所以如不是太直接的方法的話，都要解釋清楚。
有些同學可能覺得，每個實驗，不是應該有一個標準唯一的最佳方法嗎?
其實真的沒有唯一方法的，因為選擇哪些方法，會考慮有多項因素，包括:
1. 準確度(即能否達到實驗的目的)
2. 操作(是否容易安裝)
3. 費用
4. 所需時間
以上各項因素中，準確度當然是最重要的! 但也不是唯一，每個實驗設計要求的最低準確度也是不同的，並不是愈高愈好的。
科學家進行實驗，最理想的是以最快的時間，用最少的價錢，完成別人接受的準確度便可以。畢竟同一個實驗研究，於全世界可能有很多人同時進行的!
因變量(依變項)是甚麼?
至於光合作用速率，也可以有多個方法量度。基本上，所有量度化學反應速率，都有以下方法可量度，包括:
1. 產生產物的速率(在光合作用中，應是食物或氧氣的產生速率)
2. 原料的消耗速率(在光合作用中，應是二氧化碳或水)
3. 吸收能量的速率(在光合作用中，應是吸收光能的速率)
以上的祇是基本策略而已，實際選擇甚麼要視乎可行性，哪些更準確?
其實，量度光合作用速率更複雜，試想想，如何量度以上的參數變化速率? 假設你選擇了氧氣的產生速率，你要解釋，為何選擇氧氣產生速率，而不是其他變項? 再者，氧氣產生速率也未算很具體的! 如何量度? 量度氣泡產生速率抑或氣體體積的變化速率? 分別有甚麼優缺點?
還有，如選擇氧氣產生速率的話，有沒有想過，其實這不是真正的光合作用速率來的，因為氧氣會被植物細胞利用，進行呼吸作用，因此其實是低估了的。哪有沒有更準確的方法? 如果沒有的話，我們便可能需要做一些假設，例如植物消耗氧氣的速率是恆定的(如何知道? 其實不可能知道的)，如不恆定的話，我們便無法準確掌握光合作用速率的變化。
看到這裡，同學明白甚麼是「假設」嗎? 設定甚麼假設，跟實驗設計有很大關係! 例如這例子，如不選用氧氣產生速率的話，根本便不需要假設植物消耗速率是恆定的。
至於控制變項是甚麼?
這跟實驗目的有關，這實驗要研究光強度對光合作用速率的影響。那自然除了光強度之外，任何可能影響光合作用速率的因素皆要保持恆定! 這些便是控制變項。留意，不是把所有環境因素(例如相關濕度、氣壓等等)都列作控制變項，因為有些環境因素跟光合作用速率是無關的。
我們應該儘可能保持控制變項不變，如無法做到的話，那便需要做些假設(假設不變)或索性放棄這實驗設計。
看到這裡，同學是否覺得，實驗設計未必是一件簡單的工作! 其實是需要創意的，好的科學家會想出一些既準確、容易操作、成本低、實驗需時短的設計。
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