Merancang Eksperimen yang Bersifat Ilmiah Menjalangkan Eksperimen Contoh
Eksperimen yang hasilnya menyebabkan perubahan pola pikir ilmiah sangat, sangat langka. Kebanyakan eksperimen menjawab pertanyaan kecil tertentu. Pengetahuan ilmiah dibangun dari akumulasi data banyak eksperimen. Pilih topik atau pertanyaan tak terjawab dengan ruang lingkup yang kecil dan mudah diuji.  Contohnya, jika Anda ingin melakukan eksperimen mengenai pupuk agrikultur, jangan mencoba menjawab pertanyaan, "Pupuk jenis apa yang paling baik untuk menumbuhkan tanaman?" Ada banyak jenis pupuk berbeda dan banyak jenis tanaman berbeda di dunia - satu eksperimen tidak akan dapat menghasilkan kesimpulan universal untuk keduanya. Pertanyaan yang lebih baik untuk merancang eksperimen adalah "Konsentrasi nitrogen apa dalam pupuk yang memproduksi panen jagung terbesar?" Pengetahuan ilmiah modern sangat, sangat luas. Jika Anda berniat melakukan penelitian ilmiah, teliti topik Anda secara panjang lebar sebelum Anda mulai merancang eksperimen Anda. Apakah ada eksperimen sebelumnya yang sudah menjawab pertanyaan yang merupakan topik pembelajaran eksperimen Anda? Jika iya, apakah ada cara untuk menyesuaikan topik Anda agar menjawab pertanyaan yang belum dijawab eksperimen yang sudah ada? Eksperimen sains bagus menguji parameter spesifik dan dapat diukur yang disebut variabel. Dalam istilah umum, seorang ilmuwan mengadakan eksperimen untuk kadar nilau varibel yang ia uji. Satu hal vital saat mengadakan eksperimen adalah menyesuaikan  hanya  variabel spesifik yang Anda uji (dan tidak ada variabel lain).  Misalnya, dalam contoh eksperimen pupuk kita, ilmuwan kita akan menanam beberapa tanaman jagung besar dalam tanah yang diberikan pupuk dengan konsentrat nitrogen berbeda. Ia akan memberikan tiap tanaman jumlah pupuk yang  persis  sama. Ia akan memastikan komposisi bahan kimia dalam pupuk yang digunakan tidak berbeda selain konsesntasi nitrogennya - contohnya, ia tidak akan menggunakan pupuk dengan konsentrasi magnesium lebih tinggi untuk salah satu tanaman jagungnya. Ia juga akan menanam jumlah dan spesies tanaman jagung sama pada saat yang sama dan pada jenis tanah sama pada tiap replika eksperimennya. Hipotesis merupakan prediksi dari hasil eksperimen. Ini seharusnya buka sekedar tebakan - hipotesis bagus diinformasikan dari penelitian yang sudah Anda lakukan saat memilih topik eksperimen. Dasari hipotesos Anda dari hasil eksperimen mirip yang dilakukan oleh rekan lain dalam bidang Anda, jika Anda memecahkan permasalahan yang belum dipelajari mendalam, dasari dari kombinasi penelitian sastra dan rekaman observasi apapun yang bisa Anda temukan. Ingat bahwa meskipun Anda melakukan penelitian terbaik, hipotesis Anda mungkin saja terbukti salah - dalam kasus ini, Anda masih memperluas pengetahuan dengan membuktikan prediksi Anda " tidak " tepat. Tipikalnya, hipotesis diekspresikan sebagai kalimat kuantitatif deklaratif. Sebuah hipotesis juga menggunakan cara parameter eksperimental diukur. Hipoteis bagus untuk contoh pupuk kita adalah: "Tanaman jagung yang diberikan satu pon nitrogen per gantang akan menghasilkan massa hasil yang lebih besar dibandingkan tanaman jagung setara yang ditumbuhkan dengan suplemen nitrogen berbeda. Ketahui sebelumnya " kapan " Anda akan mengoleksi data, dan data " jenis apa " yang akan Anda koleksi. Ukur data ini pada waktu yang sudah ditetapkan, atau pada kasus lain, pada selang waktu rutin. Pada eksperimen pupuk kita, contohnya, kita akan mengukur berat tanaman jagung kita d(dalam kilogram) setelah suatu periode pertumbuhan. Kita akan membandingkan ini dengan konten nitroge pupuk yang diberikan pada tiap tanaman. Pada eksperimen lain (seperti yang akan mengukur perubahan dalam suatu variabel seiring waktu), diperlukan untuk mengoleksi data pada selang waktu rutin.  Membuat tabel data sebelumnya merupakan ide bagus - Anda cukup memasukkan nila data Anda ke dalam tabel selagi Anda merekamnya. Ketahui perbedaan di antara variabel bergantung dan tidak bergantung. Variabel tidak bergantung merupakan variabel yang Anda ubah dan variable bergantung adalah yang terpengaruh dari variabel tidak bergantung. Dalam contohn kita, "konten nitrogen" merupakan variabel "tidak bergantung", dan "hasil (dalam kg)" merupakan variabel "bergantung". Tabel dasar akan memiliki kolom untuk kedua variabel selagi ia berubah seiring waktu. Jalankan eksperimen Anda, menguji untuk variabel Anda. Ini hampir selalu membutuhkan Anda untuk melakukan eksperimen berulang kali untuk beberapa nilai variabel. Dalam contoh pupuk kita, kita akan menanam beberapa tanaman jagung identikal dan memberikan pupuk yang mengandung jumlah nitrogen bervariasi. Umumnya, semakin luas data yang Anda dapatkan, labih baik. Rekam data sebanyak mungkin.  Rancangan eksperimental yang baik menggabungkan apa yang diketahui sebagai  kontrol.  Salah satu replika eksperimen Anda seharusnya " tidak " memasukkan variabel yang Anda uji sama sekali. Dalam contoh pupuk kita, kita akan memasukkan satu tanaman jagung yang menerima pupuk tanpa nitrogen di dalamnya. Ini akan menjadi kontrol kita - akan menjadi garis dasar dimana kita akan mengukur pertumbuhan tanaman jagung lainnya. Observasi apapun dan semua keamanan yang berhubungan dengan bahan atau proses berbahaya dalam eksperimen Anda. Rekam data langsung pada tabel, jika memungkinkan - ini akan mencegah Anda harus memasukkan kembali dan menggabungkan data nantinya. Ketahui cara menilai hal yang asing dalam data Anda. Selalu merupakan ide bagus untuk menggambarkan data Anda sevisual mungkin. Buat titik data pada grafik dan ekspresikan tren dengan garis atau lengkungan yang paling sesuai. Ini akan membantu Anda (dan siapapun yang melihat grafik ini) memvisualisasikan pola dalam data. Untuk kebanyakan eksperimen dasar, variable tidak bergantuk digambarkan pada axis x horizontal dan variabel berganti pada axis y vertikal. Apakah hipotesis Anda benar? Apakah ada tren bisa diobservasi dalam data? Apakah Anda menemukan data yang tidak diduga? Apakah Anda memiliki pertanyaan tak terjawab yang mungkin membentuk dasar bagi eksperimen masa depan? Cobalah menjawab pertanyaan ini selagi Anda menilai hasil. Jika data Anda tidak memberikan hipotsesis "iya" atau "tidak" yang pasti, pertimbangkan untuk melakukan percobaan eksperimen tambahan dan mengumpulkan lebih banyak data. Untuk membagi hasil Anda, tulis kertas ilmiah komprehensif. Mengetahui cara menulis kertas ilmiah merupakan keahlian bermanfaat - hasil dari penelitian terbaru harus ditulis dan diterbitkan berdasarkan format tertentu. Untuk alasan contoh ini, kita akan memiliki eksperimen sederhana dan kecil. Dalam eksperimen kita, kita akan menguji efek bahan bakar aerosol berbeda pada jarak penembakan pistol kentang.  Dalam kasus ini, tipe bahan bakar aerosol yang kita gunakan adalah "variabel tidak bergantung" (variabel yang akan kita ubah), dimana jarak peluru adalah "variabel bergantung". Hal yang harus dipertimbangkan dalam eksperimen ini - apakah ada cara untuk memastikan tiap peluru kentang memiliki berat sama? Apakah ada cara untuk menggunakan bahan bakar dalam jumlah sama untuk tiap penembakan? Kedua hal ini bisa mempengaruhi jarak penembakan pistol. Ukur berat tiap peluru terlebih dahulu dan gunakan bahan bakar untuk tiap penembakan dengan jumlah aerosol spray yang sama. Jika kita menguji hair spray, cooking spray, dan spray paint, katakanlah hair spary mengandung bahan bakar aerosol dengan kandungan butana lebih besar dari spray lainnya. Karena kita tahu bahwa butana mudah terbakar, kita bisa berhipotesis bahwa hair spray akan memproduksi gaya dorong yang lebih besar saat dinyalakan, menembak sebuah peluru kentang lebih jauh. Kita akan menulis hipotesis: "Tingginya konten butana dalam bahan bakar aerosol dalam hair spray, rata-arata, akan memproduksi jarak penembakan yang lebih panjang saat menembak peluru kentang dengan berat di antara 250-300 gram." Dalam eksperimen kita, kita akan menguji tiap bahan bakar aerosol 10 kali dan menghitung hasil rata-rata. Kita juga akan menguji bahan bakar aerosol yang tidak mengandung butana sebagai kontrol eksperimen. Untuk mempersiapkan, kita akan merangkai meriam kentang kita, mengujinya untuk memastikan bisa digunakan, membeli aerosol spray lalu memotong dan menimbang peluru kentang kita. Kita juga akan membuat tabel data terlebih dahulu. Kita akan memiliki lima kolom vertikal:  Kolom paling kiri akan diberi label "Percobaan #". Sel dalam kolom ini akan mengandung nomor 1-10, menandakan tiap percobaan penembakan. Empat kolom berikutnya akan diberi label nama aerosol spray yang kita gunakan dalam eksperimen. Sepuluh sel di bawah tiap header colom yang akan mengandung jarak (dalam meter) tiap percobaan penembakan. Di bawah tiap empat kolom untuk bahan bakar, sisakan ruang untuk menulis nilai rata-rata tiap jarak. Kita akan menggunakan tiap aerosol spray untuk menembak sepuluh peluru, menggunakan jumlah aerosol sama untuk menembak tiap peluru. Setelah setiap penembakan, kita akan menggunakan pita pengukur panjang untuk mengukur jarak tiap peluru. Rekam data ini dalam tabel data. Seperti banyak eksperimen, eksperimen kita memiliki beberapa persoalan keamanan yang harus kita observasi. Bahan bakar aerosol yang kita gunakan mudah terbakar - kita harus menutup penutup penembak pistol kentang dengan baik dan memakai sarung tangan tebal saat menyalakan bahan bakar. Untuk menghidari cedera yang tidak sengaja dari peluru, kita juga harus memastikan bahwa kita (atau pengamat lain) berdiri di samping pistol selagi menembak - tidak di depan atau di belakangnya. Katakanlah, kita menemukan bahwa, rata-rata, hair spray menembak kentang paling jauh, namun cooking spray lebih konsisten. Kita bisa menggambarkan data ini secara visual. Cara bagus untuk menggambarkan jarak rata-rata tiap spray adalah grafik batang, dimana scatter plot merupakan cara bagus untuk menunjukkan variasi dalam jarak penembakan tiap bahan bakar. Lihat hasil eksperimen Anda. Berdasarkan data kita, kita bisa katakan dengan percaya diri bahwa hipotesis kita benar. Kita juga bisa mengatakan bahwa kita menemukan sesuatu yang tidak kita prediksi - bahwa cooking spray memproduksi hasil yang paling konsisten. Kita bisa melaporkan masalah atau kekacauan apapun yang kita temukan - katakanlah cat dari spray painy terbangun di dalam ruang penembakan meriam kentang, membuat penembakan berulang menjadi sulit. Terakhir, kita bisa menyarankan area untuk penelitian lebih lanjut - contohnya, mungkin dengan bahan bakar lebih banyak, kita bisa mendapatkan jarak yang lebih jauh. Kita bahkan bisa membagi hasil dengan dunia dalam bentuk kertas ilmiah - karena subjek eksperimen kita, mungkin lebih sesuai untuk mempresentasikan informasi ini dalam bentuk trifold pameran sains.
Pilih topik tertentu. Isolasikan variabel Anda. Buat hipotesis. Rencanakan koleksi data Anda. Adakan eksperimen Anda secara metodis. Kumpulkan data Anda. Analisa data Anda dan buat kesimpulan. Pilih topik dan definisikan variabel Anda. Buat hipotesis. Atur koleksi data Anda sebelumnya. Lakukan eksperimen. Analisa data. Buat kesimpulan Anda.
https://www.wikihow.com/Conduct-a-Science-Experiment https://www.wikihow.com/Conduct-a-Science-Experiment
Designing a Scientifically Sound Experiment Running an Example Experiment