這其實是一系列企圖想要將科學方法融入日常教學的歷程
一開始從實驗的結果來回應一個待答問題
包含實驗步驟如何安排,操縱變因、控制變因、應變變因的意義與選擇
甚至自己要設計一個表格來記錄你的實驗結果
這樣的實驗結果你會如何下結論讓別人更容易理解?
通常應變變因有數字的量測或質性的觀察
這是兩種不同的分析模式
有數字的紀錄比較客觀,甚至我們希望多位學生去操作
但質性的觀察通常有階段性的、階級性的描述(越來越暗、越來越大等)
所以反而希望讓單一個學生操作(觀察)整個實驗來記錄
這樣反而相對是比較適合的方法
有數字的量測通常都會進入物理量的分析
所以實驗的次數(紀錄)至少要有5組以上
分析的方法很多,大部分都會畫成平面座標圖來看趨勢
因此趨勢圖的意義就必須在這個時候特別說明
不然許多學生只會將所有點連接起來,反而呈現出一個莫名其妙的圖形
還有XY座標分別放哪個變因,都會影響別人對你的實驗結果的解讀
但如果紀錄的是質性觀察
時間若不夠,勉強3組也可以接受
表格的設計就比較不會那麼堅持直式或橫式了
甚至可以更開放成整體描述的方法紀錄(雖然我不喜歡這樣的記錄方式)
因此紀錄表格的設計就會影響判斷的習慣
通常有數字的紀錄我們會希望同一個物理量以橫式的方法紀錄
這樣未來用電腦分析時比較容易抓數據
但也不是不能用直式,這就讓學生自己去體會了
最後實驗結論的撰寫是很多學生沒有的經驗
因此先給一個通用的句型
如果屬於數字型的量測,重點可能會在圖形的趨勢分析,甚至進一步看出數學關係
藉由改變...(某樣東西)的...(物理量A),我觀察到...(物理量B)也會跟著變化,但...(物理量C)不會跟著改變,進一步再從圖形分析,我發現...(某物理量)和...(某物理量)有著...的數學關係。因此我推論(某樣東西)的...(物理量A),(會或不會)影響...(物理量B或C)
但如果是質性描述的結論,就會比較單純去判斷是否有因果即可
藉由改變...(某樣東西)的(物理量A),我觀察到...(物理量B)也會跟著變化,但...(物理量C)不會跟著改變,因此我推論(某樣東西)的...(物理量A),(會或不會)影響...(物理量B或C),(會改變的那兩個物理量)兩者有著...的關係。
實驗結論一開始一定就是客觀描述實驗過程和結果
再經由圖形(數字量測)或變化趨勢(質性觀察)來推論因果
這個推論必須站在實驗結果的立場來下,而不是純理論
因此有可能操縱變因和應變變因有相關,但最後你的推論卻是沒有因果
此時就需要介入理論支持你最後的推論
通常在國中一開始我們不會搞到這麼複雜
但如果進入高中的獨立研究就很可能會出現這樣的實驗結論了
這些科學訓練的歷程很緩慢,成效也不容易立即呈現
更不可能抓除一個獨立的時間來教導學生
所以融入原本就要上的課程中就會是一個比較可行的折衷方法
批改這樣的實驗報告很痛苦,需要來來回回數次
但苦甜苦甜的滋味大概也只有老師能體會了~~