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實驗(experiment)是在設定的條件下,用來檢驗某種假設,或者驗證或質疑某種已經存在的理論而進行的操作。

  • 通過控制變量產生不同的結果,實驗有助於人們理解現象之間的因果關係
  • 實驗的目標各有不同,尺度也有大有小,但實驗總是依賴可重複的操作,以及對結果的邏輯分析。
  • 即使很小的孩子也能進行基礎的實驗,以理解世界萬物的運行方式。
  • 兒童能做基礎的實驗來理解物體落地的現象,科學家團隊則可花數年時間進行系統探究才能進一步理解某些現象。
  • 在科學課上,實驗等動手活動對學生的學習非常重要。
  • 實驗能提高學生的考試成績,助長學生的學習興趣,使學生學習更投入,長期的實驗的效果尤為顯著。
  • 實驗可以是個人日常生活中自然的觀察比較行為(如試嘗一盒巧克力以找到最喜愛的口味),也可以是嚴格控制的(如在許多研究亞原子的科學家的監督下使用複雜設備開展的實驗)。
  • 自然科學和社會科學使用的實驗有相當大的不同。

科學實驗對兒童的幫助

  • 不做[科學實驗]對孩子有什麼壞處吧?
  • 孩子生來就對外界事物好奇,處於積極主動吸取知識的時間。
    • 如果這時不做點科學實驗,童年就缺失一些有趣的東西,即使上學後學到這些科學知識,也沒有太大興趣。
  • 本來就是天生的興趣,還不用特別培養,直接順著這個興趣來就行。
    • 要是培養音樂等愛好興趣,需要很長時間來培養,最終還不一定堅持下來。
  • 對外界好奇就會一直有疑問,有疑問不能自己解答,然後就會追著家長天天問。
    • 與其這樣,還不如直接拿個科學小實驗來演示下,簡單直觀。
  • 如果別人家的孩子經常做一些有趣的科學小實驗,會懂得很多。
    • 如果自己家的孩子啥都沒有做過,在知識上就落後一步,對身心有一定影響。
  • 做[科學實驗]對孩子的好處:
  • 可以培養動手能力,這個不用說太多,每個科學實驗都是需要動手來做的,不是純知識,也不用記公式,做了就懂。
    • 比如看到我文章的圖片,會思考自己如何動手做出來,並且即使做出來,有成功也會有失敗。成功了固然可喜,失敗了也會尋找原因。
  • 可以培養動腦能力,在做的過程中會有思考的過程。
    • 在大人看來非常簡單的實驗,小朋友們還會做失敗,為什麼呢?那是因為大人多多少少都是有些基本常識的,小孩子生下來可能第一次見過,第一次做,失敗是非常正常的。
    • 在不斷走向成功的過程中,會有很多思考過程,都是一點一滴嘗試摸索出來的。
  • 可以培養思維能力,同樣一個實驗,孩子做出來的步驟肯定不一樣。
    • 在做的過程中,他們會不斷思索不同的做法,這個就是舉一反三的思維方式。
    • 反而大人們做的時候卻中規中矩,沒啥大的創新。
    • 與其買磁力片玩具、樂高玩具,還不如做點實驗實在。
  • 可以作為學校課程的補充,提高孩子的綜合能力。
    • 學校是純知識灌輸,然後拿考試來檢驗吸收消化情況,最終培養了一大批考試機器、啞巴英語。[1]

科學實驗的目的

  • 實驗乃是一切科學活動之具體表現,許 多抽象的科學思維與理念,往往須藉助實驗的表達,方能獲得大眾的支持與認同;
    • 在比較符合真實世界的實驗中,經常也能發現到一些意想不到的科學事實與現象,進而促成新的科學思維與理念之誕生,實驗除了提供科學新知的客觀認知能力外,其本身也兼具科學新知的開發潛力,對於近代的科學文明與傳承,可說功不可歿,貢獻良多。.
  • 」強調親自動手做 」一直為實驗的基本特質,因為從實際動手做的過程中,可讓許多相關的科學觀念自然而然地經由人的感官直接感受得知,就好似孩提時代喜歡以觸摸來感覺週遭事物一樣地深刻自然,使科學知識的認知與理解變得極為真實且有趣。
  • 談到實驗的基本精神與操作,都是比較偏重實際﹑客觀與應用,這對於強調實務理念的技職教育而言,似乎有些許近似。
  • 受過技職訓練的學生應可比普通高中生更能勝任實驗。
  • 一般職校出生的學生固然非常喜愛親自動手去操作實驗,但對於整個實驗的架構,也就是實驗的原理﹑目的﹑探討方式與記錄結果,卻常常不能予以重視與掌握。

如果只是一昧地裝置及操作儀器,則便無法從實驗中汲取深刻的科學概念與訊息,而且也失去了實驗的真正意義與價值。

  • 根據本人近幾年來對技職學生的觀察探訪以及個人深思的結果,發覺如物理等科學性的實驗,似乎與一般講究實務的職校實習課程有所差異,本人在此如野人獻曝地將這些差異簡略歸納於下,期望深受職校實習影響的學生能有所領悟或感觸,並帶給大家一些省思的方向:
  • (一)背景的差異--科學實驗大多基於驗證某項科學定律或理論而設計,譬如:為證明牛頓第二運動定律而設計氣墊軌道實驗﹑為驗證聲速與溫度之關係而設計共鳴空氣柱實驗等等;但職校實習卻是為某台工具機或某些設備 的應用而設計,譬如:為熟悉車床的操作而有螺絲﹑鋼尺的製作設計﹑為熟悉打字機而有打字實習等等。
  • (二)硬體需求的差異--科學實驗如前所述主要是求證某些定律 或理論,因此,對於實驗的硬體設備並無特定的要求,換言之,只要能夠驗證該定律,任何不同的實驗器材均可適用,而且器材架構普遍傾向簡單﹑易於控制。
  • (三)準備工作的差異--科學實驗進行前必先對有關的理論及原理作簡單查閱與認識,如此才能掌握住實驗觀察的對象與記錄的方式。
  • (四)結果的差異--科學實驗結果大多是一些數據﹑表格與關係圖,必須運用數理統計與科學分析來表達及求證科學理論;而職校實習的結果多半是一些成品,必須直接根據這些具體的成品來展示其操作技巧精良與否。
  • (五)觀念的差異--科學實驗特別注重誤差的觀念,也就是對於實驗中的誤差,不僅要估算而且還要加以探討,如果誤差經統計後降至在可容忍的範圍內,則基本上這項實驗還是成功的。
  • (六)心態的差異--因科學實驗之重心係在於原理與定律的驗證,故在操作過程中應具備〞為什麼〞的心態,對於每個實驗步驟均應儘量瞭解它與原理之間的關係及用意,如此才能掌握實驗的精髓,避免不必要的誤差及人為操作疏失。[2]

參考來源

  1. 王顥. 王顥:科學實驗對孩子有什麼好處?. 壹讀. 2015-12-29 [2021-06-30] (中文). 
  2. 技職學生應有之科學實驗觀. 雲林科大. [2021-06-30] (中文).