科学研究プロジェクトを実施する方法

著者: Monica Porter
作成日: 17 行進 2021
更新日: 1 J 2024
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サイエンスフロンティア21 (64)1分子で見る細胞膜の世界 ~国際共同研究「膜機構プロジェクト」の挑戦~
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科学研究プロジェクト(DANCKH)は、科学的手法を使用して、誰かがどのように機能するかを学習およびテストします。 DANCKHには、トピックの調査、テスト可能な運用理論(または仮説)の確立、実験の実施、最終的には結果の記録と報告が含まれます。学校のサイエンスフェアのプロジェクトに参加したい場合は、おそらくこの順序に従う必要があります。ただし、DANCKHの実行方法を知っていると、科学に情熱を持っている人、そして問題解決スキルを向上させたい人にとっては役に立ちます。

手順

パート1/2:科学的手法の使用

  1. 質問をします。 多くの場合、DANCKHの最も難しい部分は、調査したいものを特定することです。その後のすべてのステップは選択したアイデアによって異なるため、時間をかけて選択してください。
    • 興味を持ったり、驚いたり、混乱したりすることを考えて、プロジェクトを調査するのにもっともらしい問題になるかどうかを確認してください。何を勉強したいかをまとめた質問を1つしてください。
    • たとえば(これはこのセクション全体で使用されている例です)、ピザボックスからソーラーポットを作るプロジェクトを行うことができると聞きました。ただし、このプロジェクトの実現可能性については懐疑的であるか、少なくともポットが適切に機能するかどうかについては懸念があります。したがって、あなたの質問は、「さまざまな条件下で機能する簡単なソーラークッカーを作ることは可能ですか?」ということかもしれません。
    • 選択したトピックが許可された時間、予算、スキルレベルの範囲内で解決可能であり、宿題/フェア/コンテストのガイドラインに違反していないことを確認してください(たとえば、試してはいけません)動物のテスト)。ヘルプが必要な場合はオンラインでアイデアを検索できますが、他の人のプロジェクトをコピーしないでください。これは規則に反し、不正直です。

  2. トピックを研究します。 科学的な文献や参考文献を読んだり、オンラインで検索したり、知識のある人と話をしたりして、研究を行うことができます。トピックを掘り下げると、DANCKHを構築するのに役立ちます。
    • プロジェクトの要件を理解します。多くのサイエンスフェアでは、参照用に少なくとも3つの確立された信頼できる有用な情報源を使用する必要があります。
    • リソースは中立(たとえば、ビジネス製品と提携していない)、流行(1965年以降百科事典なし)、信頼性(上記で匿名化されていない)である必要があります。オンラインフォーラム)。あなたは確かに組織や科学雑誌によって認められたオンラインリソースを使用することができます。必要に応じて、教師またはプロジェクト運営者に指導を求めてください。
    • たとえば、「ピザボックスからソーラーポットを作る方法」という検索用語は、他の情報よりも科学的根拠が強い(したがって信頼性が高い)多くの情報源につながります。広く認知されているジャーナルに適切なトピックがある記事は、貴重なリソースと見なされます。
    • 対照的に、ブログ投稿、匿名記事、コミュニティ投稿資料は受け付けられません。 wikiHowのような貴重なウェブサイトにアクセスすること(そしてピザボックスから作られたソーラークッカーに関する記事があります)は、DANCKHにとって貴重なリソースとは見なされません。脚注(定評のある文書へのリンク)がたくさんある堅実な基本記事を選択すると、受け入れられる可能性が高くなりますが、これについては、インストラクターである祖先と話し合ってください。フェアなど

  3. 仮説を立てます。 仮説は、あなたが尋ねる質問とその後の研究に基づいた、パフォーマンスまたは予測の理論です。仮説は正確で明確でなければなりませんが、DANCKHが成功するために真実であることが証明される必要はありません(科学では、失敗は成功するものと同じくらい重要です)。
    • 多くの場合、「if / then」構造で考えることにより、質問を仮説に変換できます。おそらく、あなたは自分の仮説を(少なくとも最初は)「もしそうなら」と定義したいと思うでしょう。
    • 上記の例では、「ピザボックスで作られたソーラーポットは、日光が多いときに安定して動作することができます」という仮説を立てることができます。

  4. 実験を設計します。 仮説を立てたら、それが正しいか間違っているかを証明する時が来ました。実験は、その仮説を確認または否定することにのみ焦点を当てるべきです。あなたが正しいか間違っているかは問題ではなく、プロセスをどのように進めるかが重要であることを忘れないでください。
    • 実験を設計するときは、変数を考慮することが重要です。科学実験には3つのタイプの変数があります。独立変数(変更する)。従属変数(独立変数に対応する変更);および制御変数(変更なし)。
    • 実験を計画するときは、必要な物資を考慮する必要があります。それらが市販されていて手頃な価格であることを確認するか、さらに良いことに、家庭ですぐに入手できる消耗品を使用してください。
    • ピザボックスで作られたソーラークッカーの場合、消耗品は見つけやすく、設置も簡単です。鍋、調理材料(米など)、太陽は制御変数です。その他の環境条件(時間、日付、季節など)は独立した変数です。調理済みオブジェクトの「調理済み」は従属変数です。
  5. 実験を行います。 すべての準備と計画が完了した後、仮説の正確さをテストしなければならない決定的な瞬間がついに来ました。
    • テストを実行するために計画した手順をフォローアップします。ただし、実験が計画どおりに機能しない場合は、ステップの形状を変更するか、別の材料を使用してください。 (本当にフェアの賞を獲得したいのであれば、このステップは非常に重要です!)
    • 一般的な慣行として、サイエンスフェアでは、科学的な結果を確実にするために、少なくとも3回実験を実行する必要があることがよくあります。
    • 上記のプロジェクトでは、7月に32℃で同じ3日間、ポットを直射日光に当て、1日3回(午前10時、午後2時、6時)テストすることで実験することにしたとします。午後)。
  6. 結果を記録して分析します。 結果を正確に記録して分析しなければ、最も儲かる魅力的な実験でさえ無駄になります。
    • テストデータをプロットしたり、グラフ化したり、ノートブックに書き留めたりする必要がある場合があります。データをどのように記録する場合でも、結果を簡単に確認および分析できるようにしてください。希望または計画と一致しない場合でも、すべての結果を正確に記録します。これも科学の一部です!
    • 暑い3日間の午前10時、午後2時、午後6時の実験によると、これらの結果を使用する必要があります。米の熟度(例えば、米粒の柔らかさ)を記録することにより、午後2時の唯一の実験が成功した一貫した結果を示したことを発見することができます。
  7. 結論。 実験を終了し、以前の仮説を確認または拒否したので、今度は調査結果を明確かつ正確に提示します。あなたは基本的にあなたが最初に提起した質問に答えています。
    • 最初に単純な仮説を立てて、単純で明確で理解しやすい質問をすると、結論を導き出すのが簡単になります。
    • あなたの仮説が完全に間違っていると結論付けることはあなたのDANCKHが失敗したことを意味しないことを覚えておいてください。明確で科学的に健全な根拠に基づいて調査結果を提示する方法を知っている場合、それは成功する可能性があり、成功するでしょう。
    • ソーラーポットの例では、「ピザボックスで作られたソーラーポットは、日光が多いときに安定して機能する」という仮説が立てられています。しかし、あなたの結論は次のとおりです。「ピザボックスソーラークッカーは、暑い日の真昼の太陽の下で食べ物を調理するときにのみうまく機能します」。
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パート2/2:プロジェクトの解釈とプレゼンテーション

  1. 彼らがあなたのプロジェクトをどのように評価しているかを知ってください。 教師が割り当てた学習活動であろうと、サイエンスフェアプロジェクトであろうと、DANCKHを評価するために使用される基準を知っていることが重要です。
    • サイエンスフェアの場合、審査員は次の基準に基づくことができます(合計は100%)。研究論文(50%)。プレゼンテーション(30%);ポスター発表(20%)。
  2. 要約を書いてください。 彼らはいつもあなたに要約と呼ばれるDANCKHの短い要約を書くように頼むでしょう。このセクションでは、あなたのアイデア、仮説、実験の実施方法、および到達した結論について概説します。
    • DANCKHの要約は通常、1ページ、約250ワードに制限されています。この短い段落では、実験の目的、プロセス、結果、および可能なアプリケーションに焦点を当てる必要があります。
  3. あなたの研究論文を書いてください。 抄録が背景情報を提供する場合、論文はDANCKHの重要な情報と分析を提供します。実験やプレゼンテーションのポスターは、それ自体がより重要であると考えることがよくありますが(おそらく、より興味深いため)、実際、参加を評価する際には、研究論文が最も重要な要素です。あなたの判断。
    • インストラクターまたはサイエンスフェアのモデレーターの指示を使用して、研究論文の作成方法を学びます。
    • たとえば、投稿は次のセクションに分割する必要があります。1)タイトルページ。 2)はじめに(トピックと仮説を述べる); 3)材料と方法(実験について説明する); 4)結果と調査結果(調査結果を提示する); 5)結論と推奨事項(最初の仮説に対する「回答」)。 6)参照(使用されたドキュメントのリスト)。
  4. プレゼンテーションを準備します。 プレゼンテーションのタイミングと、DANCKHプレゼンテーションで提起する必要のある詳細(要求された場合)は、大きく異なる可能性があります。 5〜20分で話します。最初に要件を理解する必要があります。たとえば、PowerPointプレゼンテーションが必要かどうかなどです。
    • まず、研究論文を書き終え、それを使用してプレゼンテーションを作成する必要があります。仮説、実験、結果、結論を提示するときは、単純なフレームワークに従ってください。
    • 明快さと正確さに焦点を当てます。あなたが何をしているのか、なぜそれをしているのか、そしてあなたが何を見つけたのかを全員が理解していることを確認してください。
  5. イメージサポートを作成します。 ほとんどのサイエンスフェアでは、ポスター付きのプレゼンテーションが必要です。それは基本的にあなたの研究論文の表現です。
    • サイエンスフェアでは、高さ1m、幅1.2mの標準サイズのプレゼンテーションボードを使用することがよくあります。
    • 新聞の表紙のようなポスターのレイアウト、見出しのある上部のセクション、中心的な仮説と結論、および以下に明確に記載されている補足資料(方法、出典など)が必要です。どちらかの側に向かっています。
    • 画像、グラフィック、および同様のメディアを使用してポスターの魅力を高めますが、人目を引く画像を作成するためだけにコンテンツを犠牲にしないでください。
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