公平測試：像科學家一樣思考
基礎科學知識來自有系統的觀察、測試和分析；公平測試只改一樣條件，新證據出現時知識會更新。
- 科學知識來自有系統的觀察、測試和分析。
- 科學也需要想象力和創造力。
- 公平測試只改一樣條件，其他保持不變。
文體小知識：記敘文跟著實驗走。這一篇由紙飛機實驗的故事，學會公平測試和科學思考的規則。
§課文原文 Passage
1誰說科學只屬於實驗室？其實科學家的工作，和我們平常做小實驗很相似：先細心觀察，提出問題，作出猜想，然後設計測試來驗證，再分析結果，得出結論。這個有系統的過程，正是科學方法的精髓。
2科學家也需要想象力和創造力。牛頓想象拋上山頂的石頭和月亮受同一種引力，推想出萬有引力；門捷列夫憑週期規律，預測出當時尚未發現的元素。提出新問題、設計巧妙的測試，都需要動腦筋。觀察要客觀，想法可以大膽，這正是科學引人入勝之處。
3要令人相信，就要測試；要測試，就要公平。公平測試的規則是：每次只改變一樣要比較的條件，其他條件全部保持不變。例如比較兩款紙飛機飛得遠，就要在同一地方、用同樣力度投擲，只讓機翼設計不同，這樣得出的結果才可信。
4科學知識並非一成不變。古代許多人相信大地是一塊平面，即「地平說」；後來人們遠航時發現船隻先露出桅杆、後露出船身，麥哲倫船隊更環繞地球航行一圈返回原點，越來越多證據支持大地是球體，「地圓說」便取代了「地平說」。可見科學知識會隨新證據出現而更新。
5下次做小實驗時，記住三件事：每次只改一樣東西、如實記錄結果、歡迎新證據。像科學家一樣思考，多觀察、多發問、多驗證，你也能從身邊的大自然中發現藏著的規律，做個小小科學家。
1重點摘要 Summary
科學知識來自有系統的觀察、測試和分析；公平測試只改一樣條件，新證據出現時知識會更新。
2生字卡 Vocabulary
用眼、耳等感官有系統地細看和記錄事物。
根據觀察和經驗，對測試結果作出的推測。
只改變一樣條件、其他條件保持不變的測試。
實驗中可以改變的條件；公平測試每次只改一個。
支持或推翻結論的觀察結果和數據。
根據證據分析後得出的答案。
把觀察和數據如實寫下或畫下來。
在腦海中構思新想法的能力，科學家也需要。
古人認為大地是一塊平面的舊想法。
有證據支持、被接受的認識：地球是一個球體。
3逐步講解 Steps
- 第一步：像科學家一樣提出問題科學探究由觀察和提問開始。留意身邊事物，問一個可以測試的問題，例如「哪種紙飛機飛得遠」「植物在陰涼處還是向陽處長得快」。好問題要具體、可以量度，例如不要問「紙飛機怎樣才好」，而要問「機翼闊和窄的紙飛機，哪個飛得遠」。把問題寫在探究記錄簿上，再想想自己預計的答案，這個猜想叫預測，之後就用測試去驗證它。
- 第二步：設計測試要公平公平測試最重要的規則：每次只改變一樣要比較的條件，其他條件全部保持不變。例如比較兩款紙飛機，只可以改變紙飛機的設計；投擲的力度、方向、地點和高度都要一樣，紙的質料和大小也要相同。如果一個用力擲、一個輕輕放，就算結果有分別，我們也無法知道是設計還是力度造成。改變的條件叫變量，保持不變的條件叫控制條件，寫計劃時先列出來。
- 第三步：測試時如實記錄數據測試時要細心觀察，並把結果如實記錄下來。可以用表格記錄：每一款紙飛機試飛三次，量度並記下每次的距離，再算出平均數。記錄時不可以因為想贏而只記好的成績，更不可以事後更改數字。數據就是證據，證據要真實，結論才可信。拍照、畫圖和量度都是好的記錄方法，萬一忘記了，翻看記錄就能重溫整個測試過程。
- 第四步：分析結果得出結論測試完成後，把數據放在一起比較：哪一款紙飛機平均飛得最遠？差距明顯嗎？根據證據寫出結論，例如「機翼窄的紙飛機平均飛得遠兩米」。結論一定要有證據支持，不可以憑感覺下判斷。也可以想一想：結果和原本的預測一樣嗎？如果不同，原因是什麼？做錯了不要緊，科學家天天都在修正自己的想法，重點是從數據中學到新知識。
- 第五步：新證據令知識更新科學知識不是一錘定音，當新證據出現，結論便要修正。最好的例子是大地形狀：古代很多人相信「地平說」，以為大地是一塊平面；後來人們遠航時發現船隻先見桅杆再見船身，麥哲倫船隊環繞地球一圈返回原點，越來越多證據支持「地圓說」，大家便更新了認識。今天我們知道地球是球體，這是證據一點一滴累積的成果，可見敢於改錯正是科學精神。
- 第六步：想象力助科學前行科學不只要有系統的觀察和分析，還需要想象力和創造力。牛頓想象從高山拋出的石頭和月亮受同一種引力，才推想出萬有引力；設計公平測試時，想出聰明的比較方法也要動腦筋。大膽假設、小心求證：先讓想象力提出有趣的猜想，再用公平的測試和真實的數據去檢驗。留意生活中的疑問，勇於嘗試，你也可以像科學家一樣思考。
5例題示範 Example
小明和小華測試「哪款紙飛機飛得遠」。小明用橙色窄翼飛機，站在梯級上向下大力擲；小華用藍色闊翼飛機，站在平地上輕輕放。藍色飛機飛得近，小華於是說窄翼飛得遠。這個測試公平嗎？哪裏不公平？怎樣改？
- 測試中改變了兩樣東西：飛機設計（窄翼對闊翼）和投擲方式（大力擲對輕輕放）。
- 兩人站的高度不同，梯級上向下擲有優勢，結果不能公平比較。
- 公平測試只應改變飛機設計這一個變量，投擲力度、高度和地點都要相同。
- 改良方法：由同一人站在同一條線上，用相同力度投擲兩款飛機，各試三次取平均。
- 答案：測試不公平，因為同時改變了設計、力度和高度三樣條件，無法判斷距離差別由什麼造成。公平做法是只保留飛機設計作唯一變量：同一人、同一線、相同力度投擲，各試三次再平均，結果才可信。
6常見錯誤 Mistakes
75 題快測 Quick check
Q1公平測試每次可以改變多少樣條件？
Q2支持結論的觀察和數據叫什麼？
Q3古人對大地形狀的舊想法叫什麼？
Q4什麼令科學知識不斷更新？
Q5測試紙飛機時，投擲力度應該怎樣？
8重點回顧 Recap
- 科學知識來自有系統的觀察、測試和分析。
- 科學也需要想象力和創造力。
- 公平測試只改一樣條件，其他保持不變。
- 測試要如實記錄，多測幾次更可靠。
- 新證據出現時知識會更新，例如地圓說取代地平說。