下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
大多数家庭没有足够多的设备来精确地测试一个变量——所以科学家们都是在实验室里面工作，在那里可以精确地控制和检测变量。在下一部分，我会具体讨论成功实验的一个关键因素，那就是每次只改变实验中的一个变量。因为你是跟小孩子一起做实验，在家里、托儿所、学校这些地方，你不能一次改变所有的变量。只要你让孩子每次只改变一个变量，尽量让其他数值保持不变，你的目的就能达到。比如，如果你要测验一棵植物发芽所需要的水量，那么每次只要改变水的数量就可以——因为你的目的就是要测量水的数量。你可以用同样的种子、同样类型的土壤、同样的光照，等等。每次只改变一个变量，你就可以更好地研究改变所带来的变化。如果你一下子改变了几样东西，那就不知道最后的效果是由哪些因素所导致的。
随着孩子慢慢长大，他们的老师会在实验的步骤中使用一些科学术语，但这不是我们的关注点，所以不会在书中涉及，我们只关注实验的简易性和可操作性。
下面就是设计一个实验的简易步骤：
1.提出一个可以通过实验找到答案的问题（参考“提出问题”）。
例如下面这个问题：“我不知道我的小猫到底会更喜欢什么——凉水还是温水？”
2.猜猜答案可能是什么。
由于不知道答案，有时孩子会退缩，那就要告诉他，错了也不要紧，同时你可以自己试着猜一下，给他做个榜样。如果他没有立刻加入你的猜测活动，也不要担心。针对示例的这个问题，比如你可以这样猜：“我猜我的小猫可能会喜欢凉水。”
3.确定你的实验步骤。
要教会你家小科学家的最重要的事情之一就是：在设计实验的时候，每次只改变其中一个东西。每次我跟小孩子一起设计实验的时候，都会提醒他们：“只改变其中一样东西，其他的都保持不变！”这是成功实验的必要条件。
对于前边举例的那个问题，我们要改变的就是水的温度，也就是说，我们要尽量保持其他因素不变。在这个实验中，我们要测试同一只猫，准备同样多的水（例如，四杯水），用同样形状/大小的碗，把水放在同样的位置（例如，两个碗并排放在地上），在同样的时间（例如，你不能在早上试凉水，在晚上试温水）。如果孩子需要你帮助来确定哪些事情需要保持原样，你可以用一个问题来对每个变量进行提问：“我们该用不同的水碗还是一样的水碗呢？”
我们的实验可能需要如下步骤：
1. 我会从厨房里取四杯温水放到一只白色碗中，再取四杯凉水放到另外一只白色碗中。
2.在早上的时候，我会把两碗水并排放在厨房的地上。
3.我会把小猫抱到两碗水前面。
4.我会让小猫的鼻子接触到每个碗里的一点水。
4.决定如何测量你的结果。
对于如何测量实验结果，孩子们没有太多的经验，所以需要大人指导。如果可能，问问孩子有什么需要，这可能会有所帮助。比如，你可以问孩子：小猫从哪个碗里面喝水比较多？小猫先喝的是哪个碗里的水？喝水后小猫有什么反应——是喝了一口之后立刻停止了吗？
5.回答问题。
某些时候你找不到问题的答案，这是正常的，科学家们也会遇到同样的事。也许你找到的答案是这样的：“我的小猫不肯喝水，所以我不知道它到底是喜欢哪种水。”或者，也可能是，“我的小猫从每个盘子里面都喝了一点水，所以，我不知道它到底喜欢哪种水”。不管你的实验结果是否明确地回答了你的问题（“我的小猫只喝凉水，我认为它最喜欢凉水。”），你都一定要把你的发现说出来。在科学领域，甚至失败的实验也都是有价值的。不要因为实验没有成功而灰心丧气，把你从实验中的发现说出来，这很可能会启发你设计出另外一个实验，或者会引发一个新的问题。
对于实验设计的最后几点思考：
可以问问孩子每一步要加入什么，但是不要指挥孩子怎么做实验，尽可能让孩子成为实验的主人。另一方面，从可操作性和花费角度考量，并非他们想做的所有实验都必须让他们完成。比如说，在做小苏打和醋的实验时，孩子每次都想用两杯洗洁精进行测试，你可以试试和他商量：“这听起来很有趣，不过洗洁精可不便宜，所以，我们先少用一点来试试怎么样，比如每次用一茶匙、两茶匙，或者三茶匙？”
有的时候，孩子每次想要测试的量非常接近，因而很难产生明显的差异。比如说，浇灌植物实验中，他们可能想要用40毫升、45毫升和50毫升水测试效果，你可以建议他们将其中一个选择很少的水，或者很多的水；当然，你也可以让他们按照自己的想法来，然后让他们就近似浇水量导致结果差异不明显的现象发表看法，他们很可能会继续增加一个实验，拉开浇水水量的差距，观察会有什么样的结果。
重要的是，你要记住，你们是在做实验，并且你们的实验很可能不那么完美。孩子经常会在测量的时候打翻瓶子洒了水，或者不能准确测量，这些都是正常的。