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如何做科展？
- 為什麼要進行科學探究活動
科學活動的目的有以下數點：
- 幫助你更加理解世界；
- 如何以科學的方法研究自然界的現象；
- 在探究活動中增加對科學概念的理解；
- 理解科學知識、科學理論等是如何產生的；
- 認知與情意需求的滿足；
- 科學探究活動的一般步驟
要有效的從事科學探究，方法固然有許多，各個科學家採用的也未必完全相同，但一般學校實驗室進行的科學探究活動，仍可歸納成下列幾個步驟，提供同學參考：
- 選擇主題
- 研究與主題相關內容
- 提出假設
- 擬定計畫
- 開始實驗
- 進行觀察
- 分析結果
- 寫報告做摘要
- 寫看版
- 準備展出
在進行科學活動之時，要同時列出時間表，把握每個步驟進行的時間，限時完成每個步驟是非常重要的。
選擇主題
- 提示單
在整個科學探究活動過程中，選擇題目是最重要的一個步驟。選擇題目要把握下列幾個原則：
- 自己的興趣。
- 研究內容與結果要能夠加以測量。
- 結果要以數據呈現。
換言之，你要找到一個自己有興趣的問題，而這個問題的答案要能以科學探究的方式加以回答。
問題的來源可以是：新聞、科學雜誌、與科學有關的電視節目、學校圖書館、課本、雜誌，甚至於家人、朋友、同學皆可提供。
找到題目之後，要注意限制你探究的範圍。例如你要研究鐵的性質，你只需要在鐵的諸多性質中擇一研究即可，你不可能在一個探究活動中，去研究包含鐵的生銹、鐵的導電性、鐵的硬度、鐵的導熱，鐵的合金......等所有性質。
- 工作單
- 請描述自己對科學展覽的初步規劃，包含你要做的題目是甚麼？你如何做？為何選這個題目？
- 教師及同組同學的評語：範圍是否適合？可否從另一角度研究？太困難？太簡單？數據能否量化？
修飾主題
- 提示單
決定完主題之後，就要訂立一個研究計畫。研究計畫處理的就是因果關係。例如：如果你的研究主題是探討鐵在溶液中的生銹情形，溶液的酸鹼性就是因，鐵生銹的情形就是果。所以你的研究計畫，就要包含這些因果關係的測量與數據。在科學研究裡的因就是自變項，而果就是依變項。
一般而言，我們所控制的自變項只有一種，在這種條件下，你可以探討：(1) 酸的種類對生銹速率的影響；或者探討 (2) 酸的濃度 (PH 值) 對生銹速率的影響。
注意：不論自變項或依變項，這些因素要能夠以數據的形式加以測量。
- 工作單
- 簡要敘述研究主題：
- 表列四個自變項 (因) 及四個依變項 (果)，按照自己最感性趣的變項列出。
- 小組討論的結果：
- 變項是否適合？為甚麼？
- 可增減哪些變項？
探究主題
- 提示單
- 對主題的探究：
當你決定了研究主題，而且與同組同學討論之後，你就要廣泛閱讀一些與研究主題的相關文獻(參考資料)，以增進你的研究品質。所以你必須要加強理解、研究所牽涉到的概念、原理等知識。你要知道所研究的主題有沒有人做過？做到何種程度？與你的有何不同？
- 將閱讀過的參考資料做成筆記：
>在寫總結報告及作結論時，筆記的幫助很大。作筆記可參考下列內容：
- 使用三孔活頁紙；
- 封面寫：研究筆記；
- 首頁寫上暫定的研究主題的名稱；
- 每個記錄都要在頁面上寫上日期；
- 記錄每個查到的資料；
- 正確與清晰的記錄下你的想法，如果要記錄數據，最好做成圖表呈現；
- 特別值得一提的想法也要加以記錄，後面也許用的上，但要註明出處；
- 日期：1998/7/23
- 參考文章名稱：
- 作者：
- 書名：
- 出版社：
- 頁數：
- 選用內容：
- 對本研究的意義：
筆記內的樣本頁：
- 對主題的探究：
- 工作單
以下列表格檢查研究筆記內容
提出假設
- 提示單
所有的科學研究都有一個預定的目的或假設。你要回答何種問題？要找出何種實驗數據？你只能在一個科學活動中回答很有限的一、二個問題，所以一定要將研究目標的假設，加以限制。
同學最容易犯的錯誤就是，去挑選一個需要許多資訊、技能、以及工作量的研究目的，超出自己的理解能力，與工作時間的許可範圍。例如實驗儀器材料不易得到，價格高昂，或者需花費極多時間與精力去解決儀器材料問題，以致耽誤研究的進度。
假設最好能以一個句子敘說清楚。如果作不到，就表示需要對研究主題作進一步的釐清。以下一些關於假設的敘述格式可作為參考：
- 假設________與________間有直接關係。
- 本研究假設改變________將會導致________的變化。
- 假設酸的種類與鐵的生銹有直接關連。
- 本研究假設酸的種類會導致鐵生銹速率的變化。
例如：
假設如果敘述的很清楚，研究題目就可由假設中生成。研究題目要敘述的很完備，但不要太長。確定題目之前，試著多寫幾個題目比較後再做決定。例如酸的種類對鐵釘生?影響的比較研究。
- 工作單
- 寫出能反映出研究目的假設
- 由研究假設暫訂研究題目
- 同組同學討論結果
擬定計畫
- 提示單
- 決定研究所需的儀器與藥品或其他材料。
- 與老師或是與實驗室管理員確定器材室是否有這些藥品或器材。
- 如果器材室沒有，就要查藥品及儀器目錄，這是研究者的職責。
- 將你查到的藥品與材料清單註明需用日期後，交給老師或實驗室管理員。
- 或者透過關係去查一下學校附近的大學，請求支援。
- 研究計畫的一個非常重要層面，就是要決定到底要測量甚麼？如何測量？採用什麼工具？所以要與老師及同組同學多溝通。
- 為了有效的擬定計畫，要多了解各變項所扮演的角色。
自變項
自變項就是你希望控制的變因，以觀察其導致的結果。例如酸的不同種類就是自變項。
依變項
變因造成的結果就使依變項，鐵釘生?的速率就是依變項。
控制變因
改變自變項，將其他變因維持不變，稱為控制變因。例如改變酸的種類，但溫度、PH值等維持不變，溫度及PH值即稱為控制變因。
控制組
控制組是為了與實驗組對照，以找出真正影響實驗結果的變因。例如加入一些中性化合物到水溶液中作為控制組，以與實驗組 (加酸) 對照。
接下來就要設計實驗步驟，步驟要非常詳細；當別人看到你的研究步驟，也可重複你的研究。當然好的研究計畫也可允許一些彈性存在，也可因實際需要而更改計畫，解決困難，以達最佳的學習成效。
- 工作單
- 依變項：_______________ 測量單位：_______________
使用工具：_____________ 有效數字位數_______________
- 自變項：_______________ 測量單位：_______________
使用工具：_____________ 有效數字位數_______________
- 所有維持不變的控制變因：_______________
- 對控制組的描述：_______________
- 所有使用藥品：_______________
- 如何配製：_______________
- 依變項：_______________ 測量單位：_______________
進行實驗
- 提示單
可以在家中或實驗室中進行實驗。試驗進行中，不論藥品或儀器都可能因不當使用、疏忽、而造成傷害。實驗進行前要注意以下安全守則：
- 實驗是嚴肅的工作不可嬉戲
- 只能作前述經由教師核可的實驗
- 保持實驗場所的整潔
- 工作前先確知滅火器、洗眼檯、淋浴蓮蓬的位置
- 戴護目鏡
- 儀器使用前要經過教師的檢查
- 每一步驟都要使用正確的工具
- 可燃物與易燃物要遠離火源
- 勿將臉靠近任何藥品
- 立刻清理溢出液體
- 任何意外要向老師或家長報告
- 蒸氣及氣體溢出的實驗要在通風櫥裡進行
- 勿直視雷射光紫外光與太陽光
- 檢查取用的藥品名稱是否正確用量是否過多
- 勿使用未貼標籤的藥品
- 勿直接手觸、舔嚐藥品
- 勿將多餘的藥品倒回藥瓶
- 強酸要緩緩加入水中
- 限制致癌物的使用
- 勿隨意混合藥品
- 工作單
記錄數據
- 再準備一本實驗用筆記本 (三孔活頁)，封面寫上實驗記錄筆記本。所有與實驗有關的觀察資料皆需記錄，包含補充資料、遇到的問題，以及如何解決此問題。
- 實驗步驟可以表格或段落的形式書寫，盡量不用第一人稱書寫。
- 所有使用的儀器名稱及商標皆需註明。
- 清楚指出自變項與因變項，控制組與實驗組。
- 步驟要寫的很清楚，其他有興趣者也可依此步驟重作此實驗
進行觀察
- 提示單
你可以在實驗記錄簿上以表格來記錄數據，表格記錄可使數據變得有條理與組織，而且在寫總結報告時，只要將原有表格複製即可。
例如：要測量不同種類的酸對鐵生?速率的影響，可設計下列表格；
首先要決定生銹速率如何測量？(單位時間內鐵減輕的重量)
標題：1M 的硫酸對鐵生銹速率 (克/分) 的影響
依此類推，將實驗結果加以記錄。
要注意自變項與因變項的單位，標題最好也要附加單位。
以函數圖形表示變項間的關係
通常以橫座標表 (x 軸) 自變項，以縱座標 (y 軸) 表因變項，在各座標上取適當的截距單位，則可顯現出兩個變項間的關係。
- 工作單
觀察結果
研究活動名稱：______________________
將觀察數據填入下列表格， 並將數據轉換成表格，加上標題、測量單位。
理解觀念
- 提示單
為了能有效的由實驗中引出結論，必須要對實驗活動所牽涉到的所有科學概念、原理、及理論有透徹的了解。例如實驗目的是為了理解酸的種類與鐵銹的關係，就必須知道甚麼是酸，鐵銹的化學成份及其相關化學反應。
- 工作單
寫出至少三段與本實驗相關的背景知識，解釋每個科學概念、原理、及術語名詞，愈詳盡愈完備愈佳。
相關科學概念、原理及術語的解釋與說明
分析結果
- 提示單
科學研究的目的之一，是決定自變項與因變項之間是否確有因果關係？而且此因果關係不是機率所造成的。
你必須要對數據做一些分析，才能由實驗研究得出邏輯結論。分析實驗結果要經過三個過程：
- 對此研究相關概念要完全理解。
- 對數據要做統計分析。
- 對分析的意義做合於邏輯的解釋。
分析結束後的下一步驟是對研究結果提出解釋。為何有些現象會發生？例如：為何不同的酸會造成鐵生銹速率的不同？為何某些酸的生銹速率會特別快(慢)？這些資料都要到圖書館做更多的探究，而且要將這些查到的資料加到參考資料內。
- 工作單
先將結果加以敘述，再解釋之。
- 依照本研究的數據得出如下結果：
- 這些結果可能是因為下列原因造成的：
準備展出
- 提示單
寫研究報告
研究報告是為了要去說服讀者，研究者所獲致的結論是正確的。如果你的報告寫的清晰又正確，將有助於你達到上述目的。
研究報告要用打字處理，要包含下列各項：
- 標題首頁
- 引言
- 研究假設
- 實驗步驟
- 結果分析
- 結論
- 可能應用
- 參考資料
- 致謝
標題首頁：
標題置於頁中，不必寫作者與校名。
引言：
引言不要超過一頁，其目的是吸引讀者對你的研究主題感到興趣。引言可以從題目的來源開始討論。解釋為何要做此題目的原因(受新聞事件的影響，或有何個人的理由？)，題目的意義等。簡要描述其他研究者所作的相關研究，結束時要提到此研究的意義，以及驗證了何種假設。
研究假設：
研究假設要以完整的句子敘述。
實驗步驟：
實驗步驟以表格、流程圖、或文字敘述來表示；避免將人稱代詞(你、我、他)融入敘述中。器材與步驟可寫在一起。要清楚指出自變項與因變項，實驗組與控制組(如果有的話)。步驟要清晰到有興趣者可重複你的實驗。
結果與分析：
所蒐集的數據要在此階段處理，可列表或者繪製函數圖。表與圖要在不同的頁面上呈現，然後對此表格及函數圖形作分析。每個表格及圖形皆要有標題、數據要有單位，圖形的刻度要適當，表格上要以數字標明實驗順序。
可以在結果敘述完之後，再對結果作分析與討論。所有的分析要附上必要的計算，計算紙也要附有標題。
結論：
結論要包含有：說明研究、數據、與圖形分析的結果。結論要能與假設相呼應，也可進一步對結論加以分析、解釋，以及討論其他研究者的相關研究，與你的研究有何異同。
應用：
此研究有何意義？有何啟示？略為敘述你的研究對學科概念，或特殊的社會價值有何含意？
參考資料：
所有參考過的相關資料依固定的格式在此列出。
致謝：
列出所有曾經在此研究中幫過你的人，包括家長、老師、實驗室管理員、大學等。
- 工作單
科學探究活動計畫表 研究群姓名：
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