考试提示
目的
学习如何规划并撰写一个完整的实验，从目的、变量直到分析方法。
变量
- 操纵变量: 计划中指明要改变的那一个操纵变量。
- 响应变量: 计划中指明要测量的反应变量。
- 固定变量: 计划中列出固定变量及其控制方法。
仪器与材料
- 要探究的目的或问题
- 用于写计划和画带标注图示的纸笔
- 所用器材的清单
步骤
- 陈述实验目的，并在合适时给出推论和可检验的假设。
- 列出变量：操纵变量、反应变量和固定变量。
- 列出器材和材料，并用带标注的图示描述装置的布置。
- 逐步描述实验步骤，说明如何改变操纵变量、如何测量反应变量以及如何重复读数。
- 说明数据将如何列成表格，包括任何导出量。
- 说明数据将如何分析，将绘制什么图，以及斜率或图形形状如何导向结论。
记录数据
在收集任何读数之前先规划数据表的布局，操纵变量在前，然后是反应变量和任何导出列，每列都标明其单位。
图表
清楚说明将以什么对什么作图，并说明直线、其斜率或截距将告诉你关于所探究关系的什么信息。
分析
评分者会对可检验的假设、完整的一组变量、能控制固定变量并重复读数的可行步骤，以及真正导向目的的分析方法给予分数。
注意事项
- 控制每一个固定变量，使实验公平。
- 包含重复读数，以便取平均值。
- 确保方法确实能检验假设并导向目的。
示例结果及其含义
假设目的是规划一个探究单摆周期如何取决于摆长的实验。好的计划会在采集任何读数之前先预测结果的形状。
一组预期的示例读数（非真实数据）可能是：摆长 0.20 m 时周期 0.90 s，0.40 m 时 1.27 s，0.60 m 时 1.55 s，0.80 m 时 1.80 s，1.00 m 时 2.01 s。
周期随摆长增大而增大，但并非等间隔，因此原始图会弯曲。为此，你预先决定对每个摆长计算 T²，使分析图成为一条直线。
- 操纵变量是摆长 l（单位 m）。
- 反应变量是周期 T（单位 s），通过多次摆动测量。
- 导出列 T²（单位 s²）从一开始就规划进表格。
预先推想这些数值，能在动用任何器材之前就表明该计划确实可行。
读图与求答案
计划必须明确说明将以什么对什么作图。此处以 T²（纵轴）对 l（横轴）作图，因为把周期平方能把弯曲的原始关系变成一条过原点的直线。
计划接着说明答案如何从斜率得出。取两个会落在线上的点，例如 (0.20 m, 0.81 s²) 与 (1.00 m, 4.04 s²)：
斜率 = (4.04 s² − 0.81 s²) ÷ (1.00 m − 0.20 m) = 3.23 s² ÷ 0.80 m = 4.04 s² m⁻¹
由于 T² = (4π²/g) l，斜率等于 4π²/g，故 g = 4π² ÷ 斜率 = 39.5 ÷ 4.04 s² m⁻¹ = 9.8 m s⁻²。把这一分析步骤写入计划，证明所选的图确实能回到目的，这正是一个完整的计划所必须展示的。
评分者看重的地方
试卷三的规划题按计划的完整性评分，而非按实际读数。
- 陈述目的，并在合适时给出可检验的假设，例如摆长越长周期越长。
- 指明三类变量：被操纵的摆长、作为反应的周期，以及摆锤质量和摆角等固定变量。
- 列出器材并给出装置布置的带标注图示。
- 写出可行的分步方法，控制固定变量并重复每次计时以平均随机误差。
所考查的科学过程技能是提出假设、控制变量以及规划公平、可重复的步骤。最后说明数据将如何列表，包括导出列 T²，以及图和其斜率如何导向 g 值。
一个指明变量、保持实验公平、并展示分析能达到目的的计划可获满分。
来源: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)