Naturfag • forskningsteori
Planlegging og gjennomføring av forsøk
Et godt forsøk begynner lenge før du starter stoppeklokka eller heller noe i et reagensglass. Du må planlegge hva du skal gjøre, hva du skal måle og hvordan du skal gjøre forsøket likt hver gang. En god plan gjør resultatene lettere å stole på og lettere å forklare.
Et forsøk er designet for å samle data som kan svare på en problemstilling. Derfor må metode, utstyr, målinger, kontroll av variabler og gjentakelser være bestemt på forhånd.
Dette skal du lære
- Planlegge et forsøk før du begynner.
- Velge utstyr og målinger som passer til problemstillingen.
- Skrive en metode som er tydelig nok til at andre kan følge den.
- Forklare hvorfor det ofte er lurt å gjenta målinger eller forsøk.
- Begrunne valg av målemetode, måleområde og utstyr.
- Planlegge hvordan variabler skal endres, måles og kontrolleres.
- Skille mellom ulike verdier av en uavhengig variabel og egentlige gjentakelser.
- Vurdere om en metode er presis og detaljert nok til at forsøket kan etterprøves.
1. Start med planen – ikke utstyret
Før du henter utstyr, bør du kunne svare på noen enkle spørsmål: Hva undersøker du? Hva skal du endre? Hva skal du måle? Hva må holdes likt? Og hvilke data trenger du for å svare på problemstillingen?
Planlegging handler om å koble problemstillingen til dataene du trenger. Hvis problemstillingen for eksempel handler om hvordan temperatur påvirker tiden det tar for sukker å løse seg, må metoden både gi flere temperaturer å sammenligne og en tydelig måte å måle oppløsningstiden på.
2. Velg utstyr som passer til det du skal måle
Utstyret må passe til målingen. Skal du måle tid, trenger du en klokke eller stoppeklokke. Skal du måle temperatur, trenger du et termometer eller en temperatursensor.
Et godt valg av måleutstyr handler både om måleområde og oppløsning. Et termometer som bare går til 50 °C passer dårlig dersom forsøket kan komme opp i 80 °C.
Bruk samme metode
Mål på samme måte i alle forsøkene.
Skriv enhet
Registrer både tall og enhet: 42 s, 18,5 °C, 25 mL eller 7,2 cm.
Velg passende presisjon
Ikke skriv flere desimaler enn instrumentet faktisk kan gi.
Bestem når målingen starter
Det må være tydelig når en måling starter og stopper.
3. En metode skal være mer presis enn «gjør forsøket»
Metoden bør fungere som en oppskrift. En annen elev skal kunne følge den uten å måtte gjette hva du mente.
For uklart
«Ha sukker i varmt vann og ta tiden på hvor raskt det løser seg. Gjenta med forskjellige temperaturer.»
Mer presist
«Mål opp 100 mL vann ved 20 °C. Tilsett 5,0 g sukker, start stoppeklokka idet sukkeret treffer vannet, og rør med samme hastighet til sukkerkrystallene ikke lenger er synlige.»
4. Gjentakelser er ikke det samme som flere forsøksbetingelser
Hvis du undersøker 20 °C, 30 °C, 40 °C og 50 °C, har du fire forskjellige temperaturer. Det er ikke fire gjentakelser.
En gjentakelse betyr at du gjør samme måling på nytt under samme betingelser.
Flere målinger under samme betingelser gir informasjon om hvor mye resultatene varierer. Tre gjentakelser kan være et nyttig utgangspunkt i mange skoleforsøk, men antallet som faktisk trengs avhenger av forsøket.
Det er også viktig å skille mellom kontrollvariabler og en kontrollgruppe. En egen kontrollgruppe brukes bare når den gir en meningsfull sammenligning.
Eksempel: Måler du sukkerets oppløsningstid tre ganger ved 20 °C, har du tre gjentakelser ved samme temperatur. Gjør du det samme ved 30, 40 og 50 °C, får du fire temperaturbetingelser med tre gjentakelser i hver.
5. Planlegg datatabellen før du begynner
Hvis du vet hva du skal måle, kan du lage tabellen før forsøket. Da blir det mindre risiko for at du glemmer en måling eller en enhet.
| Temperatur (°C) | Tid 1 (s) | Tid 2 (s) | Tid 3 (s) | Gjennomsnitt (s) |
|---|---|---|---|---|
| 20 | — | — | — | — |
| 30 | — | — | — | — |
| 40 | — | — | — | — |
| 50 | — | — | — | — |
6. Under gjennomføringen: følg planen og skriv ned det som faktisk skjer
Når forsøket starter, følger du metoden så likt som mulig hver gang. Skriv resultatene inn med én gang. Hvis noe går galt eller du må endre metoden, noter det.
God forskning krever at metoden og observasjonene dokumenteres ærlig. Ikke fjern et uventet resultat bare fordi det «ser feil ut».
Først senere vurderer du om det finnes en faglig grunn til at en måling bør behandles annerledes.
7. Eksempel: en ferdig forsøksplan
- Mål opp 100 mL vann i et begerglass.
- Juster temperaturen til 20 °C.
- Vei opp 5,0 g sukker.
- Tilsett sukkeret og start stoppeklokka.
- Rør på samme måte gjennom hele forsøket.
- Registrer tiden i sekunder.
- Gjenta ved 20, 30, 40 og 50 °C.
8. En prøvegjennomføring kan avsløre problemer
Det kan være lurt å teste forsøket én gang før du samler de egentlige resultatene. Kanskje målingene går for raskt, utstyret passer dårlig eller temperaturene er vanskelige å holde stabile.
En liten pilot brukes for å teste om metoden fungerer som planlagt.
Hvis du endrer metoden etter piloten, bør de egentlige målingene starte på nytt med den endelige metoden.
Video: slik planlegger du en praktisk undersøkelse
Videoen er på engelsk og laget for elever omtrent på ungdomsskolenivå.
Spill av: Planning a Practical – KS3 Science
Oppsummering
Prøv selv
Svar først med egne ord. Trykk deretter for å se et forslag til svar.
1. Hvorfor bør du lage en plan før du begynner forsøket?
Fordi du må vite hva som skal endres, måles og holdes likt, hvilket utstyr du trenger og hvilke data du skal samle.
2. Hva kjennetegner en god metode?
Den beskriver trinnene tydelig og presist nok til at en annen person kan gjennomføre forsøket på samme måte.
3. Er målinger ved 20, 30 og 40 °C tre gjentakelser?
Nei. Det er tre forskjellige verdier av den uavhengige variabelen.
4. Hvorfor er det nyttig å lage resultattabellen på forhånd?
Da blir det tydelig hvilke data og enheter som skal registreres.
1. Hva mangler i metoden «Varm opp vann, ha i sukker og ta tiden»?
Blant annet vannmengde, sukkermengde, temperatur, når tiden starter og stopper, hvordan det røres og hvor mange ganger forsøket gjentas.
2. Hvorfor bør samme målemetode brukes hver gang?
Ellers kan forskjeller skyldes målemetoden og ikke variabelen du undersøker.
3. Hvorfor er tre gjentakelser ikke en universell regel?
Hvor mange som trengs avhenger av variasjonen, forsøket og hvor mye tid og ressurser som er tilgjengelig.
4. Hva er hensikten med en pilot?
Å teste og forbedre oppsettet før den egentlige datainnsamlingen.
5. Bør et uventet resultat slettes med en gang?
Nei. Det bør registreres og senere vurderes om det finnes en dokumentert grunn til avviket.
Begreper
Kilder
- Utdanningsdirektoratet. (u.å.). Læreplan i naturfag (NAT01-05): Kompetansemål etter 10. trinn. Udir.
- Science Buddies. (u.å.). Preparing Experimental Procedures for a Science Fair Project. Science Buddies.
- Royal Society of Chemistry. (u.å.). Making measurements: Teaching practical science. RSC Education.
- Royal Society of Chemistry. (2021, 8. juni). How to teach controlled variable investigations at 11–14. RSC Education.
- National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. (2019). Reproducibility and replicability in science. The National Academies Press. NCBI Bookshelf.
- Walkerma. (2010). ChemistPouringFromCylinder.JPG [Fotografi]. Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0.
- Wills16. (2012). Ruthin School Uploads 06.jpg [Fotografi]. Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0.
- YouTube. (u.å.). Planning a Practical – KS3 Science [Video].
