［STEM方法］科学方法的运用步骤有哪些？

好奇心是知识的源泉，当你对观察的现象提出问题时，实验就已经开始了。观察的过程有时候被称为“问题定义的过程”，这个过程是很简单的。你可能会观察到一些不能用现有知识解释的现象，或者看到能用现有理论解释的现象，但是你觉得有另一种解释。因此你的脑海里会产生一个问题，来寻求该现象的解释：这种现象，到底是怎么产生的呢？ 或者这个东西是怎么做成的？以此类推，还有What、Why、When、Who和Where。

假设你发现汽车开不动了，你就可以问：为什么开不了了？或许你对汽车有点了解，你就可以进一步了解解决问题的办法。你也可以查说明书，或在网上找相关问题的答案。如果你是个科学家，想要探明奇特现象的原理，你可以翻翻科学杂志，上面会有一些其他科学家完成的研究报告。尽量多读一些和问题相关的读物，因为很可能你所不了解的，别人已经回答好了，也可能能找到帮助你构建假说的资料。而且在最大程度上确保你不会重复前人的错误。

假说是对现象的疑似解释。但是假说比猜想要更进一步，因为假说是根据现有知识，透彻了解相关现象的过程，假说实际上是个知识含量高的猜想。你的假说需要假定一个因果关系，比如“我的车开不动，是因为汽油没了。”你需要提出一种能解释现象的可能原因，然后可以通过验证假设来做出更远的预测。你可以给车加油，试试“没油了”的假设是否成立。如果成立，你也可以假设加了油以后，汽车就可以发动。以描述事实形式的口吻，说出假设，是真正类于假说的形式。如果有一些还是说不懂，就用“如果”、“则”的说法：如果我开不了车，则是因为汽油没了。

需要设计一个实验，来看看是否验证或驳斥你提出的假说。实验需要分离 象和可能原因。还句话说，你需要设计“可控”实验。回到我们的汽车问题我们可以通过加油，来验证假说是否成立，但是如果给汽车加油，同时改变燃料过滤器，我们就不知道是油不够的问题，还是燃料过滤器的问题。更复杂的问题中，可能有成千上百的疑似原因，在一次实验中几乎是不能完全分离开来的。

注意：记录要做好。实验需要可重复性，即做一次实验之后，别人也可以按照你的同样流程来做，并得到一样的结论。因此做好实验中所有事项的记录是极为重要的。保存所有数据也是至关重要的。今天已经有一些档案室收集科学实验中的原始数据资料。如果其他科学家需要了解你的实验，他们可以联系档案室，问你要你的实验数据。提供给他们所有实验细节，是非常重要的。

假说的验证就是收集数据，从数据验证或反驳假说内容的过程。如果汽车在加油以后开动了，则分析过程特别简单——你的假说被验证了。不过如果碰上更复杂的实验，在没有花时间研究数据前，是没有办法验证假说的。

另外，无论数据是否能验证假说，你都要查找一下其他变量，即所谓的“潜在变量”、“外生变量”等等。这些变量可能会影响实验的结果。假设加油了以后，汽车开动了，但是同时气候变化了，温度升高了，原来是零度以下的温度，现在零度以上了。那你是否能确定，汽车能启动，不是由于汽油解冻造成的呢？你可能会发现自己的测试结果还不能得出结论。也许汽车在加油以后开了几秒钟，之后又抛锚了。

科学家一般会在科学杂志或会议论文中报告他们的研究结果。他们不止报告实验结果，还会说明研究方法和假说验证中出现的问题。报告你的发现，可以让别人基于你的研究成果，更上一层楼，得出更大的发现。

如果数据不能验证假说的真与假，则需要换一个假说来证明。而这个方法的好处是，之前的研究已经提供了一些很有价值的研究信息，可以让你做出新的假设。即使验证了一个假设，还需要更进一步的研究，来确保研究具有可复制性，而不是偶尔出现的结果。这个研究一般是其他科学家进行的，但是你也可以亲自做深一步的验证。