展示实验数据
- 生物学中有许多不同类型的实验
- 从生物实验中收集的数据在不同的学科中差异很大
- 例如,从生态学研究中产生的大量数值数据与从活标本的显微镜载玻片中产生的图画有很大的不同
- 实验的性质决定了数据应该如何呈现
- 在决定如何展示实验数据时,科学家能够做出正确的判断是很重要的
收集数据
- 定性实验包括收集和记录观察
- 定量实验包括收集和记录数值数据
- 在表格中记录实验数据对于任何类型的实验都是重要的
- 所使用的表将根据具体要求而有很大差异
- 在构造这样一个表时:
- 用尺子画线分隔细胞
- 使用合适的标题
- 使用正确的单位和符号(在标题中,而不是单元格中)
- 自变量应该在第一列
- 任何因变量读数应在后面的列中
为实验正确构造的表格示例
处理数据
- 根据实验类型的不同,数据处理使用不同的方法(在被分析之前)
- 有些数据不需要任何处理,比如生活中的图画
- 定性结果不能用数学方法处理(没有任何数值数据),但是观察结果可以被分析
- 观测结果可与标准或其他实验工作相比较
- 定量结果必须使用数学技能分析之前
- 简单的计算就可以计算出平均值和比率
- 进行进一步的计算以获得有关平均值的信息(标准偏差和标准误差)
- 进行统计检验以更好地理解结果(卡方和t检验等)
- 除了这些数学计算外,数据还可以用图形化的形式
- 图形、柱状图和直方图可用于显示定量数据
- 所使用的图形格式类型取决于数据
- 对于定性和离散数据,柱状图或饼图是最合适的
- 对于连续数据,线形图或散点图是最合适的
- 任何绘制的图形都应该:
- 等距的适当刻度
- 用正确的单位标记轴
- 用尺子画直线
折线图用于显示一段时间内连续的数据,柱状图用于显示分组数据
精度与准确度
- 从实验中得出的任何结论的确定性都受到精度而且精度测量和数据
- 这是一个非常常见的错误,混淆精度和精度-测量可以是精确的,但不如果每个测量读数有相同的误差,则为准确
- 精度指的是用一个相互接近的仪器进行多个读数的能力,而精度这些测量值是否接近真实值
精度
- 精确测量是指平均值之间的差异很小,换句话说,测量值彼此之间的接近程度
- 如果测量重复了几次,当测量值彼此非常相似或相同时,可以将其描述为精确的
- 测量的精度反映在所记录的数值上——测量到小数点后数更多就被称为更多精确的而不是整数
- 随机误差导致仪器读数出现不可预测的波动无法控制的因素,比如环境条件
- 这会影响精度所做的测量,引起了关于平均值的更广泛的结果传播
- 来减少随机误差:
- 重复多次测量并从中计算平均值
精度
- 接近真实值的测量被认为是准确的
- 系统误差产生于使用有缺陷的仪器或实验方法上的缺陷
- 这种类型的错误在每次使用仪器或遵循的方法时都是一致的重复,这影响了精度获得的所有读数
- 来减少系统误差:
- 仪器应该是重新调整,或应使用不同的仪器
- 应该对技术进行修正或调整
精确和精确结果之间的区别
不确定性
- 量的测量的目的是找到真正价值这个数量
- 在现实中,不可能得到任何数量的真实值,因为总有一定程度的不确定性
- 不确定性就是错误你的测量可能包含
- 实验的结果总是有一些错误(它们从来都不完美)
- 在你的读数或测量中总会有小程度的不确定性
- 这通常是因为准确性和精密度正在使用的仪器是有限的
- 的误差范围仪器的部件通常陈列在玻璃器皿上
- 这些误差范围可用于计算百分比误差
- 百分比误差有助于量化误差范围及其可能性对结果的影响
- 例如,您可能想要测量a反应速率通过测量a产品是使在一个给定的时间段(例如用气体注射器测量过氧化氢酶分解过氧化氢产生的氧气体积)
- 气体注射器只能给最近的人读数1厘米3.
- 气体注射器的误差范围为±0.05 cm3.
- “±”符号告诉你范围真正的价值就在于此
- 实际产生的体积可达0.05厘米3.小或更大的
- 对于实验,你可能需要这样做计算的误差百分比你的尺寸
- 只要你知道不确定值在您的测量中,误差百分比可以用以下公式计算:
百分比误差=(不确定度值÷您的测量值)x 100
- 小于5%的百分比误差被认为在统计学上不显著
选择正确分辨率的仪器
- 分辨率是测量仪器所测量的量的最小变化,它能使读数产生可察觉的变化
- 例如,手表的分辨率为1秒,而数字秒钟的分辨率通常为10毫秒(0.01秒)。
- 在成像中,分辨率也可以被描述为将两个结构视为两个独立的结构而不是一个模糊实体的能力
- 在选择测量仪器时,需要使用具有合适测量刻度的仪器
- 较小的测量仪器有更高分辨率尺度由于较小的毕业典礼在磅秤上。这意味着他们误差范围更小
- 例如,测量5厘米3.用500厘米的液体3.测量圆筒是很困难的。一个10厘米3.量筒是比较合适的选择,因为量筒的分辨率比较高
较小的测量仪器往往具有较高的测量分辨率和较小的误差范围。一定要为实验选择合适的仪器
工作的例子
在过氧化氢酶分解过氧化氢的酶速率反应中,50厘米3.不确定度值为0.05 cm3..计算此测量的百分比误差。
百分比误差=(不确定度值÷您的测量值)x 100
百分比误差= (0.05 ÷ 50) × 100
百分比误差= 0.001 x 100
百分比误差= 0.1%
工作的例子
在过氧化氢酶分解过氧化氢的酶速率实验中,一名学生记录了10厘米3.在5.245秒内产生了1毫克的氧气。这名学生使用秒表进行测量,秒表以毫秒为单位。计算秒表测量的误差百分比。
步骤1:计算不确定度值
秒表可以精确到毫秒(0.001秒)
这意味着实际花费的时间可能会达到0.0005秒更短的或长比这
这意味着秒表测量的不确定度值为±0.0005 s
步骤2:计算误差百分比学生测量的5.245秒
百分比误差=(不确定度值÷您的测量值)x 100
百分比误差= (0.0005 ÷ 5.245) × 100
百分比误差= 0.000095 x 100
百分比误差= 0.0095%或0.01%
定性和定量结果
- 有两种类型的实验,依次得到两种结果:
- 定性实验用来获得定性结果
- 观察记录不收集数字数据
- 例如,使用碘的淀粉测试是一种定性测试-记录颜色变化
- 其他常见的定性测量包括气味、味道、质地、声音和对天气或特定栖息地的描述
- 定量实验用来获得定量结果
- 数值数据是收集并记录
- 例如,使用样方记录植物物种覆盖的百分比-记录一个数值(百分比)
- 其他常见的定量测量包括温度、pH值、时间、体积、长度和质量
- 为了收集数值数据,必须使用定量实验装置测量或收集这类数据的工具
记录定性和定量结果
- 定性结果通常以的形式记录单词,短句子而且描述,例如描述颜色的变化,记下某人的意见,描述有机体的外观或行为,或描述化学反应
- 定量结果必须全部记录到小数点后数位相同但处理过的数据能不能录到相同数量小数点后或者是小数点后一位比原始数据
- 例如,11、12和14的平均值可以记为12或12.3,但不能记为12.3333333
从定性和定量结果中得出有效结论
- 可以这样说定性结果可能更加主观(即受观察者的影响),但事实上,这两种结果都受到影响偏见而且错误
- 数据收集和记录的工具和系统对两者都很重要
- 在进行定性观察时应小心,以使它们保持原样客观的尽可能(也就是说,不让观察结果受到发表观察的人的影响)
- 在科学研究中(有时尤其在生物实验中),一种结果不一定比另一种好
- 定性和定量资料的价值取决于所观察的事物和所观察的对象目的关于实验
- 有时它很重要,很有用这两个
- 在下面的例子表中,定性和定量观测都是在观察蝴蝶时记录的,这两组观测都可以用于得出结论(尽管一如既往,任何结论的有效性都可以通过以下方法来提高重复实验和采集更多的数据)
定性和定量观察表