科学探究：由问题到证据
基础科学不是估答案，而是提出可测试的问题，控制变因，收集数据，再用证据解释结果。
- 问题要可以测试
- 一次只改一个自变因
- 重复测试，用数据而不是直觉下结论
§课文原文 Passage
1科学知识并非凭空而来，而是透过严谨的探究一步步建立的。科学探究始于观察和提问：看到现象，先提出一条可以测试的问题，再根据已有知识提出假说，然后设计实验加以检验，最后凭收集到的数据得出结论。
2公平测试是整个探究的核心。实验中只可以刻意改变一个变量，其余条件全部保持不变；例如探究肥料影响植物生长时，阳光、浇水量和花盆大小必须一致，并设置不加肥料的对照组，结果才有说服力。重复实验并取平均值，可以减少偶然误差。
3这套方法在日常生活中同样用得上。想知道哪款洗洁精去油渍最强，就要用相同份量的油污、相同的水温和清洗时间来比较，只改变洗洁精的种类；量度结果要如实记录，遇到异常数据不可删除，而要重新测试，查明原因。
4最重要的是，结论必须有证据支持：数据支持假说，结论才成立；数据相反，便要修改甚至放弃假说。这套方法让科学结论建立在证据之上，而非单凭猜测或权威，还帮助我们分辨相关与因果，在资讯泛滥的年代明辨真伪，做出明智判断。
1重点摘要 Summary
科学不是估答案，而是提出可测试的问题，控制变因，收集数据，再用证据解释结果。
2生字卡 Vocabulary
用感官或仪器有系统地记录现象。
根据已有知识提出、可以用实验检验的预测。
实验中会改变、量度或保持不变的因素。
由观察或量度得到、用来支持或反驳解释的资料。
只改变一个变因、其余条件保持一致的实验设计。
实验中由研究者主动改变的因素。
随自变因改变而被量度的结果。
实验中必须保持不变的因素，以确保测试公平。
3逐步讲解 Steps
- 先问一条可测试的问题科学探究由一条可测试的问题开始：问题必须能透过公平测试来回答，例如「光照强弱会影响豆苗的高度吗？」；太阔的问题如「植物为什么会生长」，无法用一次实验解决。所以动手之前，要先收窄范围，只针对一个可以量度的因素，探究才有明确的方向。判断问题是否可测试，可以自问：能不能量度？能不能比较？两者都可行的问题，才适合作为探究的起点。
- 分清三种变因公平测试的关键是分清三种变因：自变因是实验中唯一刻意改变的条件，例如光照强度；因变量是量度出来的结果，例如豆苗高度；其余水量、泥土、温度、种子品种和时间等控制变因，必须全部保持一致。只要有其中一项不同，比较便不公平，量度出来的结果也就难以相信。做实验前把三种变因列成清单放在桌旁，每改动一项就核对一次；清单能防止遗漏，是公平测试的简单保障。
- 重复、记录、比较实验数据要靠重复和记录来巩固：用表格整理数据，每个组合重复多次，或同时种植多株样本，再计算平均值、观察趋势。单一次结果很容易受偶然因素影响，不足以支撑可靠的结论。遇到异常数据，不要删除，要如实记录并重新测试，因为异常值有时正暗示著新的发现。记录时同时写下当天的环境条件，例如温度和天气；日后检查数据时，这些旁注常能解释异常的来源。
- 让证据说话下结论前，先以证据为准：数据支持假说，结论才成立；数据反对，便要修改甚至放弃假说。同时要分清相关与因果：例如雪糕销量与中暑人数一同上升，并不等于雪糕引致中暑，背后的原因可能是炎热天气。明白这一点，阅读新闻和广告中的数据时，就不容易被误导。练习时多问一句：还有什么原因可以解释这个结果？养成寻找替代解释的习惯，结论就更加稳健。
- 先提出假设假设是根据已有知识，对问题提出的暂时答案，必须具体到可以检验，例如「光照愈强，豆苗长得愈高」。写假设时，要说明自变因和因变量之间的预期关系；假设是否成立，要等实验完成、数据齐全之后才能判断，所以它指引了实验的设计，也是整个探究的起点之一。好的假设往往一读就知道怎样验证；如果连实验步骤都想不到，说明假设太模糊，需要再收窄。
- 设置对照组对照组是不接受处理的标准组别，用来和实验组比较：测试肥料时，对照组的植物不施肥，其余条件与实验组完全相同。有了对照，才能确认植物的生长差异确实来自肥料，而不是偶然或其他因素。这种设计思路在医学试验和产品测试中同样广泛应用，是科学方法的重要一环。对照组还能揭露意外因素：若对照组也出现变化，说明有其他东西在起作用，实验设计就要重新检查。
4图解 Diagrams
5例题示范 Example
例题：想测试肥料会不会令植物长得高些，应该怎样设计实验？
- 自变因：有没有加肥料
- 因变量：两星期后植物的高度
- 控制变因：植物品种、泥土、水量、光线、花盆与时间保持一致
- 设置对照组：不加肥料的植物，用来和实验组比较
- 答案：只改变肥料一项（自变因），量度两星期后各株植物的高度（因变量）；品种、泥土、水量、光照、花盆和时间等条件全部保持一致，并设置不加肥料的对照组作比较；量度多株后取平均高度，减少偶然误差、避免以偏概全，最后按证据下结论，并如实报告异常数据。
6常见错误 Mistakes
75 题快测 Quick check
Q1实验中由研究者主动改变的因素叫什么？
Q2为什么要保持控制变因一样？
Q3数据和证据有什么关系？
Q4「水温愈高，糖溶解得愈快」这个假设中，因变量是什么？
Q5对照组在实验中有什么作用？
8重点回顾 Recap
- 问题要可以测试
- 一次只改一个自变因
- 重复测试，用数据而不是直觉下结论
- 公平测试要求所有控制变因保持一致
- 结论必须有证据支持，并可被新证据修正