再談科學方法

科學方法的基本流程請參考前文，不再贅述。惟近日教學過程中發現下列值得討論的情事，特在此說明。

一、不同版本教科書對科學方法的流程出現差異。

康軒版為「觀察à提問à假說(假設)à實驗à分析結果à結論à匯集成科學定律、學說或原理」。南一版則認為在「觀察」到某項自然界的變化後，應該先做「參考文獻」的動作，再決定是否繼續「提問」等後續科學方法的程序。其實二者並無對錯，只是理想與現實間的抉擇，何況在實際的科學探索活動中，上述各步驟本就未必都能夠執行，因此同學無須對此感到困惑。

如果你是生活在兩千年前的古希臘人，當你想了解自然界的運作原理時，你選擇的科學方法一定是康軒版，因為你的研究工作必然是前無古人的創舉，一切都得自己來，這是理想狀態；然而科學研究，不論起點是古希臘人或是文藝復興後的伽利略，都已歷經長遠的時間，這當中絕大多數重要的問題都早被提出過，因此當代的研究者一定得花許多時間泡在圖書館或學術網路上搜尋文獻，以確認自己所觀察到的自然現象是否已有前人研究過，所以你選擇的科學方法一定是南一版，這是現實狀態。

二、科學方法的應試技巧。

觀察、提問在試題中的敘述很容易判別，假說比較不明顯。請先想想假說的意義是什麼？對提出的問題給予合理的解釋或答案稱為「假說」，由於是未經證實的說法，因此在文字敘述上通常會用「可能是…」、「我認為是(以為)… 」或直接用「假設…」等詞。所以同學只要在試題上看到這些字詞，就可判斷出接下去的敘述屬於「假說」。

另一個容易混淆的敘述是「實驗與結果」。請再想想實驗的意義是什麼？驗證假說是否為真的過程(實驗)與證據(結果)。所以必須是可以成為假說的證據的敘述才是實驗結果。在作業中有一題出現「日嚼檳榔數」與「口腔癌發生率」的表格，許多同學都以為這是實驗。不是的，這是觀察、計算後製成的表格，它並沒有證明任何事，只是指出某種可能性(或關聯性)。接著你會問為何嚼越多檳榔的人越容易罹患口腔癌？然後合理的假設是，可能在檳榔中有某種致癌物質，使人頻繁接觸下，導致高的罹癌風險，之後才開始設計實驗證明這個假說。我再強調一遍，實驗的意義是驗證假說是否為真的過程與證據，雖說圖表常是實驗結果的表達形式，但不必然，請小心。

最後還是實驗設計，畢竟這個步驟是科學方法中最困難的程序，是比較難理解一些，請務必多做練習。

製作對照組的目的是用來檢驗實驗材料與操作過程的正確性，通常就是你所觀察到的自然現象的原始狀態(正常情況)。例如課堂上討論的孑孓實驗，我們就不該在對照組中發現有孑孓的大量死亡，因為這代表實驗裝置或操作出了問題(水、水溫、食物...)，這會導致對照組無法與實驗組的結果做分析比較，因為我們本來預期對照組的孑孓會活得很好，實驗組的孑孓會大量死亡，而這結果的差異顯然來自操作變因。若對照組的孑孓也死光了，我們將無法確認操作變因與結果間的因果關係。由此同學也應可理解為何實驗組與對照組僅容許一項變因的差異，即操作變因。

三、畫蛇添足。

本年度的康軒版在討論到實驗設計時不知何故冒出了一個名詞：應變變因。所謂變因指的是會影響實驗結果的因素；又應變變因課本說是所要觀察的結果。問題是，因就是因、果就是果，怎麼因又變成了要觀察的果了呢？我猜想這又是數學惹的禍。我們知道在XY座標軸上，橫坐標(X軸)代表自變數，通常是實驗設計時的操作變因；縱坐標(Y軸)代表應變數，通常是實驗結果。為了配合數學，居然搞出了這麼一個不合邏輯的怪異名詞，真是畫虎不成反類犬。