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科学研究原理:自变量选择及实验变量分析

时间:2023-07-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:我们设计的实验需要测试各种各样的变量,涵盖我们假设的所有方面。表10.1光照变量营养:植物的营养需求各异。表10.2营养变量水分:背景研究告诉我们有些植物在潮湿环境中能旺盛生长,而有些植物水分稍微多一点儿就会死亡。表10.3水分变量温度和湿度:有些植物只能在炎热的环境生长,而有些植物可以耐寒。每组实验将测试一两个变量,以便更好地控制各个变量。我们的实验将测试下列变量:营养类型、根的暴露程度、土壤酸碱度和光照。

科学研究原理:自变量选择及实验变量分析

我们设计的实验需要测试各种各样的变量,涵盖我们假设的所有方面。我们的假设没有具体说明测试哪一种不利环境条件,但是我们可以凭直觉从假设和我们的背景研究中知道什么是最有可能被测试的自变量。大多数植物需要光照、营养和水分。植物在不同的温度和湿度条件下长势不同。从这些信息我们可以进一步拓展这些变量。列个提纲或表格会很有帮助。我们也可以制作思维导图使我们的实验要素及其之间的关系可视化(见图10.2)。

图10.2 思维导图示例

光照:植物通常需要不同时长、不同强度的光照。光谱或波长有时也会有所影响(见表10.1)。

表10.1 光照变量

营养:植物的营养需求各异。我们的背景研究告诉我们植物常用的营养是磷、钙、氮、镁和钾。植物从不同类型的土壤、生长介质和肥料等里面得到它们需要的营养。根的氧合作用对许多种植物也是必需的(见表10.2)。

表10.2 营养变量

水分:背景研究告诉我们有些植物在潮湿环境中能旺盛生长,而有些植物水分稍微多一点儿就会死亡。水的运用有时也是影响植物健康的一个因素(见表10.3)。(www.xing528.com)

表10.3 水分变量

温度和湿度:有些植物只能在炎热的环境生长,而有些植物可以耐寒。植物耐寒分区图有助于确定植物耐受的温度范围。周围环境的湿度与土壤湿度不一定相关。有些植物如空气凤梨从空气中而不是土壤中吸收水分。有些品种的空气凤梨无需栽种在土壤中也能存活(见表10.4)。

表10.4 温度和湿度变量

在假设中,我们对不利环境条件如何影响植物生长做出了预测。每组实验将测试一两个变量,以便更好地控制各个变量。我们将为每组实验建立单独的观察日志进行记录,并撰写实验报告。在之后撰写研究论文时,我们将通过实验报告中的数据得出结论,并讨论我们的假设是否得到证实或证伪

我们进行实验的时间有限,因此不打算测试每个潜在变量。我们还必须考虑我们进行实验的环境,以及环境会对实验结果产生的影响。因为我们在家里进行实验,我们将无法像在实验室或温室里一样控制温度或湿度。

因此我们不打算像之前考虑的那样做关于温度和湿度的实验,我们可以选择添加新实验或只测试营养和光照变量。在背景研究中,我们了解了一些有关植物和光照的有趣信息。我们知道阳光对植物地面部分和对植物根部的影响是不同的,这将是一组可以测试的变量。我们还了解到不同植物喜欢不同酸碱度水平的土壤,以及不同的营养成分能改变土壤的酸碱度。我们的实验构想之一是测试不同营养成分对植物的影响,因此我们认为进行土壤酸碱度的实验会对我们的研究有所帮助。

我们的实验将测试下列变量:营养类型、根的暴露程度、土壤酸碱度和光照。

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