像科學家一樣思考問題!你想參加小小科學家育成計劃嗎?(1)

2020-04-29 遠航少年

科學家聽起來是不是有點感覺高不可攀呢?

中小學生能否像科學家那樣開展高大上的科學探索呢?

科學家們是如何思考問題,分析問題的呢?


像科學家一樣思考問題!你想參加小小科學家育成計劃嗎?(1)

神秘的科學家


其實啊,科學家們也沒有那麼神秘,這次我們就通過一個系列文章來介紹科學家們是如何工作的。

我們中小學生也可以像科學家們一樣探索問題呢。


像科學家一樣思考問題!你想參加小小科學家育成計劃嗎?(1)

像科學家們一樣思考問題


Research(研究)某個問題,意味著我們尚不了解這個研究對象。

正如愛因斯坦所說:「如果我們知道自己在做什麼,那就不會被稱為研究」

那麼,您如何去研究哪些尚不了解的東西呢?

科學家們使用的是一套被稱為【科學方法】的結構化方法,今天我們就來介紹一下這種方法的細節。

1. 假設

我們通常從「假設」開始。

假設差不多介於想法和理論之間。假設可能來自一個驗證了某些有趣事實的實驗,也可能純粹來自靈感。例如,假設我正在參觀野生動物公園,並且發現一些火烈鳥保持一條腿站在湖中。

我猜想它們這樣做是為了保持雙腳乾燥,那麼我的這個想法就是我的假設。

像科學家一樣思考問題!你想參加小小科學家育成計劃嗎?(1)

單腿站立的火烈鳥


2. 實驗

下一步是設計一個實驗來測試假設是否成立。

我們必須在設計實驗時考慮到各種可能的出錯的情況,後續我們對此進行了專門的介紹。然後,我們必須實施這個實驗。

為了檢驗關於火烈鳥單腿站立以保持腳乾燥的假設,我們可以預測,如果這是它單腿站立的原因,那麼當它們處於沒有積水的湖邊的話它們就會雙腿站立了。

因此,我們可以設計一個實驗來測試習慣於單腿站立湖面的火烈鳥在旱地上是否會雙腳站立。

像科學家一樣思考問題!你想參加小小科學家育成計劃嗎?(1)

設計實驗來驗證


3. 解釋結果

現在我們必須解釋結果以分析其是否支持假設。

如果是這樣,意味著我們有了新的發現。但是,我們也必須對自己的實驗結果慎重,

我們必須問自己是否有什麼地方出錯了?

以火烈鳥的實驗為例,如果它們在乾燥的土地上仍保持單腿站立,我們可能會得出這樣的結論:我們的假設(猜想)是錯誤的。

它們不是為了保持雙腿乾燥而單腿站立,它們單腿站立是因為另外的原因。也有可能因為火烈鳥在湖邊長期單腿站立,以至於已經習慣了這樣的站姿,因此在旱地上它們繼續這樣做。這可能是他們即使在乾燥的土地上仍保持單腿站立的原因,因此我們的實驗可能沒有告訴我們它們單腿站立的真正原因。

我們在得出任何肯定的結論時必須謹慎一些,實際上我們應該設計一個更好的實驗。

4. 審查

最後一步是將我們獲得的新知識納入我們對研究對象的理解中。不可避免地,這會引發新的問題,我們需要重新做出新的假設。

像科學家一樣思考問題!你想參加小小科學家育成計劃嗎?(1)

小科學家們


並非所有的科學都屬於這種整齊的模式。

有時我們只是在思考「如果……發生,接下來會發生什麼」的問題;

有時,我們正在解決一項技術挑戰,如果能夠成功解決將帶來有益的進步,比如說送人登上月球;

有時候我們進行實驗只是為了提出新的想法。

最後,有些科學不是基於實驗室的實驗,而是取決於理論的發展,比如計算機模擬技術,或者通過觀察我們周圍的世界來進行實驗。

科學可以分為基礎科學或應用科學。在前者中,我們試圖理解周圍世界(或宇宙)的工作方式,而在應用科學中,我們試圖實現特定的目標。

了解火烈鳥為何單腿站立是一門基礎科學,而試圖找到一種治療流感的藥物則是應用科學。 「轉化科學」一詞最近變得很流行,是指將基礎科學研究的發現「轉化」為應用科學的成果。

任何類型的研究都很重要。沒有基礎科學的研究,我們甚至沒有必要的知識來開始進行轉化到應用科學。儘管聽起來好像轉化科學和應用科學更有用,但是實際上基礎科學是應用科學和轉化科學的思想源泉,因此實際上這三者我們都需要。


我們都聽說過牛頓看到蘋果落地思考發現萬有引力的故事,如果是你,你能夠探索落地的蘋果從而發現這個科學規律嗎?

任何天才都不會一夜之間養成的。

掌握科學的思維方法非常重要,遵循科學的方法去思考,才有可能成為未來的科學家!

我們會通過一些示例,來帶領孩子們去像科學家一樣,分析現象,思考問題,發現規律!

現免費徵集願意參與到我們的活動的孩子,有意向的請轉發私信聯繫。


像科學家一樣思考問題!你想參加小小科學家育成計劃嗎?(1)

發現萬有引力的牛頓,和地上的蘋果

相關焦點

  • 小孩學奧數學編程都不如學這個:像科學家一樣思考問題(9)
    科學家們為什麼把事情搞得這麼複雜?如果你與科學家去交談,他們通常不會給出直接的答案。例如,如果您問科學家「這種藥物安全嗎?」,通常他都不會簡單地回答「是」,它可能會附帶一些聲明。儘管這可能會激怒到您,但其實是有很多充分的理由的。
  • 要想成為科學家,女性必須像男性一樣思考嗎?
    上述例子經常被用來證明,厭惡女性的男性科學家允許他們對女性的偏見歪曲科學的客觀性。根據這種觀點,並不是科學本身,而是各個男性科學家散布了女性低等的陳腐觀念。電影《隱藏人物》(2016)劇照。在科學種族主義的問題上,人們也提出了類似的主張。
  • 像火箭科學家一樣思考:3個方法打破常規思維,幫你解決各種難題
    文章結尾附有思維導圖,幫你梳理文中脈絡精華。歡迎閱讀,你離知識又近一步。今天分享的書籍是《像火箭科學家一樣思考》。作者奧贊·瓦羅爾,前火箭科學家,美國俄勒岡州路易拉克大學法學院最年輕的終身教授。暢銷書作家亞當·格蘭特眼中「最有趣的新人作家」。
  • 像火箭科學家一樣思考: 這些簡單的策略可以讓你在工作和生活中取得巨大的飛躍
    Strategies You Can Use to Make Giant Leaps in Work and Life 作者 | 奧贊·瓦羅爾 【美國】《像火箭科學家一樣思考那就是,火箭科學家思考的關鍵,在於一放一收。放,指的是超出所有存量的經驗,去天馬行空的思考。收,指的是把所有能想像到的事情,盡一切可能落地實現。接下來,我就從一放一收這兩方面出發,為你解讀這本書。第一部分第一部分,我們先來說說,火箭科學家是怎麼產生那些奇思妙想的?關鍵在於這三個方法。
  • 要像科學家一樣去思考
    你知道迄今為止,人類最多可以活到幾歲嗎?120歲!隨著科學、醫療、生活水平的進步人的壽命的確越來越長了。但,還是有極限。正如鍾南山院士表示:雖然多項研究表明人的自然壽命可以很長,但因為種種原因,大多數人都活不到那個歲數。
  • 湖州南潯一學校引進美國STEM課程 教孩子像科學家一樣思考
    浙江在線杭州10月30日訊(通訊員 鄭淑婧 浙江在線記者 王湛)近日,湖州南潯,上海外國語大學附屬浙江宏達學校格物樓五樓的微格教室(裝備有錄像系統、電視設備,能夠進行教學探究、技能訓練的特殊教室)裡,30多個二年級的孩子們在科學老師吳建偉帶領下,正在上一門叫做「高樓模型」的STEM課。
  • 4本頂級科學家的傳記故事|在信息爆炸時代,像科學家一樣思考
    想在密密麻麻的顱部血管網縫隙中定位病灶、取出腫瘤,對腦外科醫生的挑戰何其巨大?但是現在有了顱腦手術機器人,可以通過定位系統掃描,精密計算最佳路徑,輔助醫生手術。各種高精度手術機器人的背後,當然也離不開醫生與科學家的不懈努力。
  • 招募 | 獨立1日營 | 基因探秘——小小科學家走進交大
    交大生命技術學院由交大與中國科學院聯合建立,生物學在被列入「雙一流」建設學科名單,是生物工程一級學科博士點。小小科學家們在這個環節將學習如何提取DNA,並進行染色,製作成屬於自己的DNA項鍊。提取出來的DNA加入酒精封存是可以保存好多年的喲!
  • 美國科學家發現猴子也能像人一樣思考和後悔(圖)
    猴子像人一樣會感到後悔並從中吸取教訓據英國《每日電訊報》5月14日報導,美國科學家近日對猴子前扣帶皮質的腦區進行觀察發現,猴子也能夠思考,並且會像人一樣感到後悔。科學家們讓猴子從一排隱藏的獎品中挑選獎品。在每一次試驗中猴子們從圍成一圈的8個同樣大小的白色正方形中選出其中一個。揭開白色正方形下面即露出一個彩色的正方形,猴子就可以領到相應的獎品。北卡羅萊納州杜克大學醫學中心研究員本·海登(Ben Hayden)說,「這是第一個證據,證明了猴子可以像人一樣思考。」訓練猴子將高價值的獎品與綠色聯繫起來,把低價值的獎品與其他顏色聯繫起來。
  • 科學家奶爸的宇宙手繪背後的故事(三)
    趁著孩子們對流浪地球的好奇和關注,我們設計了一份針對孩子們的調查問卷,想知道孩子們心中對科幻電影存在著哪些疑問和好奇。25、1瓶酒真的能夠使MOSS癱瘓嗎?5、太陽會爆炸嗎?9、居住地下城的人們如何生活?10、比鄰星在哪,離我們有多遠?23、MOSS系統真的有智商嗎?24、MOSS系統會背叛人類的控制嗎?27、在空間站與地球通訊可以像我們打電話一樣方便、實時嗎?
  • 愛因斯坦崇拜的人——牛頓(1)
    在閱讀中希 望你們與科學家碰撞出科技的火花,也許下一位科學家就在你們其中。沒錯,他就是艾薩克·牛頓,他可是英國乃至世界歷史上最偉大的一位科學家。有很多人研究過去的科學家,對於阿基米德、愛因斯坦等,都稱他們為了不起的科學家。
  • 「小小科學家,探索萬物由來」主題故事會長沙站舉行
    11月15日,「小小科學家,探索萬物由來」主題故事會長沙站在肯德基叮叮mall餐廳歡樂開啟。紅網時刻11月15日訊(記者 湯紅輝)11月15日,肯德基小書迷王國和Discovery好奇DD龍聯合舉辦的「小小科學家,探索萬物由來」主題故事會長沙站在肯德基叮叮mall餐廳歡樂開啟。
  • 立法制約科學家(下)——科學家作惡的內在原因
    [12]如果你還是站在已經走到盡頭的工業文明、美國式現代化、極端城鎮化的立場上,那你只能最終走向災難,走向毀滅。2、科學家作惡的內在原因科學家和科學家群體是工業文明的最大受益者,因此期待科學家「覺悟」、自我反省、自我革命,是一種「空想」。
  • 江蘇又出一位「小小科學家」,他是蘇州中學盧冠宇!
    盧冠宇同學成為繼蘇州中學劉君達同學之後,第二位問鼎「明天小小科學家」稱號的蘇中學生,他們也是江蘇省目前獲得「明天小小科學家」稱號僅有的兩位同學。期間參加了全國物理學科的冬令營和夏令營,進入「英才論壇」,參加國際交流比賽、全國科創大賽,到此次明天小小科學家獎勵活動的全國終評。
  • 「小小科學家公開課」第十七講——電動懸浮球
    7月7日下午,由天水市圖書館主辦、天水春暉教育承辦的「小小科學家」公開課第十七講在市圖書館成功舉辦。(小小科學家公開課現場)本次公開課的主題為「電動懸浮球」,活動吸引了來自秦州區共35名小學生參加。天水春暉教育的張冬老師首先跟孩子們探討了什麼是「伯努利原理」,認識了氣流運動的原理。然後,大家興致勃勃地製作自己的電動懸浮球。
  • 《中國現代科學家(八)》自提預售開始!科學家系列你集齊幾組?
    于敏 (1926—2019):河北寧河人。在中國氫彈原理突破中解決了一系列基礎問題,提出了從原理到構形基本完整的設想,起了關鍵作用。此後長期領導核武器理論研究、設計,解決了大量理論問題。對中國核武器進一步發展到國際先進水平作出了重要貢獻。
  • 能造出像人一樣「思考」的機器嗎?—新聞—科學網
    如今的人工智慧系統已經在不少具體問題的解決能力上超過了人類,那麼,我們究竟能否製造出像人一樣「思考」的機器?人工智慧會有一天超越人類智能嗎? 計算型智能只是人類智能的一種類型 下圍棋是人類的高級智能活動之一,過去人們認為計算機不可能超越人類的這種智能。因此,下圍棋也被視為人工智慧的「聖杯」。
  • 關注丨2020年第20屆「明天小小科學家」獎勵活動通知
    本屆活動申報期為2020年10月1日至11月10日,具體申報程序和要求請登錄「明天小小科學家」獎勵活動網站查閱(網址:http://mingtian.xiaoxiaotong.org)。活動按申報、審查、初評、終評、公示、獎勵六個階段組織實施。終評活動計劃於2021年5月中旬在北京舉行。
  • 火星探測中你最想知道的那些問題(一)
    火星的大氣(一)(選自《科學家奶爸的宇宙手繪》)火星自駕遊路線(選自《科學家奶爸的宇宙手繪》)探測器發射火箭(選自《科學家奶爸的宇宙手繪》)航天探測器(選自《科學家奶爸的宇宙手繪》)是不是還有很多問題,比如:
  • 恐龍滅絕的原因,科學家是如何像偵探一樣發現證明真相的?(四)
    到了6610萬年,又開始了一輪猛烈的噴發,在其後的71萬年裡,總計噴出了不少於1百萬立方千米的物質。其中相當大的一部分是在6600萬年之後的3萬年裡噴發出來的。2020年論文中白堊紀末期全球溫度分布模擬 (圖右單位為攝氏度)在2020年,一篇發表在《美國國家科學院院刊》的科學論文中