Merancang Eksperimen

Komponen rancangan yang baik

• Tujuan, kenyataan hubungan yang disiasat, biasanya bermula dengan 'Untuk menyiasat kesan... terhadap...'.
• Hipotesis, ramalan boleh diuji bagaimana pemboleh ubah dimanipulasikan menjejaskan pemboleh ubah bergerak balas.
• Pemboleh ubah, pemboleh ubah dimanipulasikan, pemboleh ubah bergerak balas, dan senarai pemboleh ubah dimalarkan, setiap satu dinyatakan jelas.
• Radas dan bahan, senarai lengkap semua yang diperlukan, termasuk kuantiti atau kepekatan khusus jika relevan.
• Kaedah, langkah bernombor menerangkan tepat bagaimana eksperimen disediakan dan dijalankan, dengan cukup terperinci supaya orang lain boleh mengulanginya.
• Kawalan, susunan tanpa faktor yang diuji, atau pada tahap asas, digunakan untuk perbandingan menunjukkan keputusan disebabkan pemboleh ubah dimanipulasikan.

Menulis kaedah ujian adil

1. Nyatakan bagaimana setiap tahap pemboleh ubah dimanipulasikan akan disediakan, seperti kepekatan atau suhu berbeza.
2. Terangkan tepat bagaimana pemboleh ubah bergerak balas akan diukur, termasuk instrumen digunakan dan unit.
3. Nyatakan bagaimana pemboleh ubah dimalarkan akan dikekalkan malar merentasi setiap susunan.
4. Terangkan bagaimana eksperimen akan diulang (biasanya sekurang-kurangnya dua kali lagi, untuk tiga bacaan keseluruhan) untuk mengira purata dan meningkatkan kebolehpercayaan.
5. Terangkan bagaimana keputusan akan dicatat, biasanya dalam jadual dengan tajuk lajur jelas.

Mengapa kawalan diperlukan

Susunan kawalan tidak termasuk faktor yang diuji, atau dikekalkan pada tahap asas tetap, supaya keputusannya boleh dibandingkan dengan susunan ujian. Perbandingan ini mengesahkan sebarang perubahan pemboleh ubah bergerak balas disebabkan pemboleh ubah dimanipulasikan, dan bukan faktor tidak dikawal dalam eksperimen.

Contoh perancangan lengkap

Kenyataan masalah. Rancang satu eksperimen untuk menyiasat kesan keamatan cahaya terhadap kadar fotosintesis dalam tumbuhan air seperti Hydrilla.

Tujuan. Untuk menyiasat kesan keamatan cahaya terhadap kadar fotosintesis dalam Hydrilla, diukur sebagai bilangan gelembung gas dibebaskan seminit.

Hipotesis. Semakin tinggi keamatan cahaya, semakin tinggi kadar fotosintesis, jadi lebih banyak gelembung gas dibebaskan seminit, sehingga kadar itu mendatar pada keamatan tinggi.

Pemboleh ubah. Dimanipulasikan: keamatan cahaya, diubah dengan meletakkan lampu pada jarak tetap (contohnya 10, 20, 30, 40 dan 50 cm). Bergerak balas: kadar fotosintesis, dikira sebagai gelembung seminit.

Dimalarkan: suhu air, keratan Hydrilla yang sama, dan kepekatan larutan natrium hidrogen karbonat yang digunakan sebagai sumber karbon dioksida.

Radas dan bahan. Pucuk Hydrilla, bikar, larutan natrium hidrogen karbonat, corong turas, tabung uji, lampu meja, pembaris meter, termometer, dan jam randik.

Kawalan dan ulangan. Satu susunan yang disimpan dalam gelap bertindak sebagai kawalan, yang sepatutnya tidak menghasilkan gelembung. Setiap bacaan diulang tiga kali dan purata bilangan gelembung seminit dikira untuk meningkatkan kebolehpercayaan.

1. Letakkan pucuk Hydrilla dengan hujung potong menghala ke atas dalam bikar berisi larutan natrium hidrogen karbonat dan tutup dengan corong turas serta tabung uji yang disongsangkan.
2. Letakkan lampu 10 cm daripada bikar dan biarkan tumbuhan selama dua minit supaya kadarnya menjadi stabil.
3. Kira bilangan gelembung gas yang dibebaskan dalam satu minit, dan rekodkannya.
4. Ulang kiraan dua kali lagi pada jarak yang sama dan kira puratanya.
5. Alihkan lampu ke 20, 30, 40 dan 50 cm secara bergilir, mengulang kiraan pada setiap jarak sambil mengekalkan suhu malar.
6. Rekod semua bacaan dalam jadual dan plot graf bilangan gelembung seminit melawan keamatan cahaya.

Soalan perancangan dengan jawapan

Tugasan asli ringkas ini melatih kemahiran berasingan yang diberi markah dalam soalan perancangan.

Tugasan 1 (tujuan dan hipotesis). Satu penyiasatan menguji bagaimana kepekatan amilase mempengaruhi masa untuk mencernakan kanji. Tulis satu tujuan dan satu hipotesis.

Jawapan model. Tujuan: untuk menyiasat kesan kepekatan amilase terhadap masa untuk mencernakan kanji. Hipotesis: semakin tinggi kepekatan amilase, semakin singkat masa untuk mencernakan kanji.

Tugasan 2 (pemboleh ubah dan kawalan). Bagi penyiasatan itu, nyatakan pemboleh ubah bergerak balas dan terangkan satu kawalan yang sesuai. Jawapan model. Pemboleh ubah bergerak balas: masa untuk kanji dicernakan sepenuhnya, ditunjukkan apabila larutan iodin tidak lagi bertukar biru-hitam.

Kawalan: satu tabung dengan kanji dan air suling tetapi tanpa amilase, yang kanjinya tidak dicernakan.

Tugasan 3 (kebolehpercayaan). Terangkan bagaimana rancangan itu menjadikan keputusan boleh dipercayai. Jawapan model. Setiap kepekatan diuji tiga kali dan masa purata dikira; mengulang ujian membolehkan bacaan anomali dikenal pasti dan mengurangkan kesan ralat rawak.

Memasukkan keselamatan dalam rancangan

Rancangan yang lengkap menyatakan langkah keselamatan yang sesuai dengan radas dan bahan, kerana markah diberi untuk kaedah yang boleh dijalankan dengan selamat.

• Namakan bahayanya, seperti air panas, nyalaan terbuka, atau skalpel tajam, dan langkah berjaga-jaga yang mengawalnya.
• Pakai gogal keselamatan semasa memanaskan cecair atau mengendalikan larutan merengsa seperti asid atau alkali pekat.
• Kendalikan bahan hidup dan cecair biologi dengan berhati-hati, dan basuh tangan selepas eksperimen.
• Tutup dan sejukkan sebarang radas pemanasan sebelum mengemas, dan lupuskan bahan kimia mengikut arahan.

Kesilapan biasa

Sumber:SRC-DSKP-EN

Soalan lazim