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伽利略、斐索和傅科等科学家用来测定光速的实验都是一种定量实验。定量实验是为了深入了解事物和现象的性质，揭露各因素之间的数量关系，确定某些因素的数值而进行的实验。 定量实验经常会用到。例如，对于求解的问题或设计的方案一定要注意到它的数量方面，要有基本的数量分析都需要运用定量实验。 运用定量实验法，首先要明确它与定性实验的联系。 一般说来，定性实验是定量实验的基础，只有先确定了某些因素是否存在，不同因素之间是否有联系，才能进一步安排定量实验。同时，也只有通过定性实验了解和掌握了试样的定性组成及其大约含量，才能正确地选用定量分析的方法。 例如，人们发现臭氧虽然与氧气是同种元素组成的物质，但性质却大不相同。臭氧比氧气重，有特殊气味。在雷雨时，闪电使一些氧气转变为臭氧，大气中存在低浓度的臭氧，使雷雨后的空气格外清新。臭氧有极强的除臭、杀菌、防霉效能。生活中碰到的不愉快气味，如含硫化合物的臭蛋味，醛类化合物的刺激性气味，胺类化合物的血腥味等，与臭氧发生反应后的最终产物都没有异味，没有毒性，不存在二次污染的可能。基于这种发现，有人提出了开发电冰箱电子灭菌除臭器的创意。通过定性实验，我们可以解决利用臭氧能否杀菌除臭的问题。但在下列问题上，则必须依靠定量实验： 你设计的电子线路能产生多大臭氧浓度？针对不同的消毒物品，应提供多大臭氧浓度？平均杀灭菌率大概多大？能在多少时间内杀灭电冰箱中危害人类的细菌和病毒？ 如果不解决上述问题，开发设计的电冰箱灭菌除臭器是无法成为顾客乐意接受的商品的 其次，定量实验的一个突出特点是测试或测量，因此，你还需要掌握或了解有关量的测试或测量的方法，这是一种不可缺少的能力。比如如何测量速度，如何测量温度，如何测量高度以及如何测量浓度等等。只有真正掌握了测量的方法，定量观察才可以进行。 【练一练】 假如有人想发明创造一种用于蔬莱、水果等食品贮存的电子保鲜器，除了设计出电路原理图外，还应当通过定量实验解决哪些技术问题呢？ 【名人名言】 必须详细地观察你想要表达的一切东西，时间要长，而且要全神贯注，才能从中发现迄今还没有人看到与说过的那个方面。——法国作家莫泊桑
第2种能力：观察力波义耳的发现——奇异观察法
一天早晨，化学家波义耳正要照例到实验室巡视，一位花匠走进他的书房，在屋的角落摆下一篮美丽的深紫色紫罗兰。波义耳随手拿起一束紫罗兰，他一边观赏着一边向实验室走去。紫罗兰那艳丽的色彩和扑鼻的芬芳使人感到心旷神怡，波义耳感到心情特别舒畅。 “威廉，有什么新情况吗？”波义耳刚走进实验室就询问一个年轻的助手。 “昨天晚上运来了两大瓶盐酸。”助手向波义耳汇报道。 “我想看看这种酸，请从烧瓶里倒出一点来。” 波义耳边说边把紫罗兰放在桌子上，去帮助威廉倒盐酸。盐酸挥发出刺鼻的气体，像白烟一样从瓶口涌出，倒进烧瓶里的淡黄色液体也在冒着白烟。 “威廉，这盐酸好极了。”波义耳高兴地说，他从桌上拿起那束花，要回书房去。这时，他突然发现紫罗兰上冒出轻烟。原来盐酸的飞沫溅到花朵上了。他赶紧把花放进水盆中清洗。令人奇怪的是，紫罗兰的颜色变红了。 这个偶然的奇异现象引起了波义耳的兴趣。他走回书房，把那个盛满鲜花的篮子拿到实验室，对威廉说：“取几只杯子，每种酸都倒一点，再拿起水来。” 年轻的助手按照波义耳的吩咐，一个杯子倒进一种酸，再往每个杯子里放进一朵花。波义耳坐在椅子上观察着。深紫色的花朵逐渐变色了，先是带点淡红，最后完全变成了红色。 “威廉，看清了吗？不仅是盐酸，其他各种酸，都能使紫罗兰由紫变红！”波义耳兴奋地说：“这可太重要了！要判别一种溶液是不是酸，只要把紫罗兰的花瓣放进溶液就可以判别了！” “可惜紫罗兰不是一年四季都开花的！”威廉带着惋惜的口气说。 “你学会动脑筋了。为了方便鉴别溶液的酸性和碱性，我们该做些什么呢？”波义耳向助手提出了新的问题。 不久，他们研制出一种用石蕊浸泡过的指示纸，很方便地就能分辨出什么是酸什么是碱。这对化学研究工作具有重要的意义。 你是不是会对事物的奇特点产生兴趣，进而仔细观察去找出原因？事实上，发现周围事物的奇特点，并对此进行深入观察就是奇异观察法。这种奇异观察法在科学实验中经常会用到。 洞察奇异作为发明创造方法之一，其内涵在于分析思考偶然发现的效应奇异现象，并以此为基础去创造前所未有的新技术或新产品。运用此法从事发明创造，要注意哪些要点呢？ 首先，在观察中要有好奇心。 当代著名物理学家李政道博士说：“好奇心很重要，要搞科学离不开好奇。道理很简单，只有好奇才能提出问题，解决问题。可怕的是提不出问题，迈不出第一步。”确实如此，一个人对各种事物的好奇心越强烈，就越具有探索的目光。如果一个人对周围的事物都熟视无睹，就不可能发现新事物。正如爱迪生所说：“谁丧失了好奇心，谁就丧失了最起码的创造力。” 其次，要培养洞察力。 善于洞察，才会有新的发现，才会捕捉到发明创造的契机。所谓善于洞察，就是要善于用敏锐的眼光去看，用科学的思维去想，不断地将“观”与“察”有机结合起来。 再次，就是要学会分析。 发现问题后，要善于对于问题进行分析，找出问题的原因和规律等。在自然界中，经常会出现由于某种作用产生的效果或反应，如电磁效应、光电效应、磁场效应、温室效应、臭氧层效应等。这些潜在的、未被发现的重要事实和发展趋势，总是要通过其现象凸显出来。如果你会分析其与常规效应不同的奇异现象，就有可能发现鲜为人知的知识。 【想一想】 据报载，英国一猎人举枪向一只雉鸡射击，枪弹明明击中雉鸡，它竟然大摇大摆地从猎人眼皮底下飞走，留下的只是几根鸡毛！雷丁大学的科研人员听到这一新奇趣闻后，产生了浓厚的兴趣，高价买下了那几根鸡毛，开始了新的研究。想想看，他们究竟想发明创造什么？ 【名人名言】 我没有特殊的天赋，只有强烈的好奇心。——爱因斯坦
第2种能力：观察力空气有什么特性？——多感官观察法
有一位老师，为了给学生讲解空气的特性，专门请学生准备了塑料袋和橡皮筋。他叫学生用塑料袋把空气装起来，然后用橡皮筋扎住袋口。 老师说：“为了更细致地了解空气的特性，我们可以看一看、闻一闻、摸一摸、尝一尝、听一听，借助我们身上的五个感官来观察空气，同时把观察结果记录下来。” 同学们果然很有兴致，纷纷拿出塑料袋和橡皮筋开始行动。有的在按袋子，有的凑近袋口使劲地闻。不时有学生大声喊道： “空气是无色的！” “空气是透明的！” “空气是无味的！” “空气是无形的！” “空气是摸不着的！” 就这样，通过多感官观察，同学们很快就掌握了空气的特性。 多感官观察就是借助人的各种感官去观察事物的一种方法。人的感官一般有视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉。观察的时候，用眼睛去看，用手去摸，用鼻子去闻，用舌头去尝一下，这都将有助于对事物进行全面的了解，训练观察的全面性，同时，也会加深该事物在头脑中的印象。 有这样一个寓言： 一天，人身上的5种器官相互争吵起来。 “眼睛”瞪得圆圆说：“没有我，你们什么也看不见！” “耳朵”不服气地说：“少了我，你们啥也听不见！” “鼻子”哼了一声：“要是没了我，你们能闻见花的芳香？” “舌头”伸得长长地说：“嘻！如果不是我，你们能尝到美味佳肴？” “身体”在一旁发起抖来。“眼睛”好奇地问：“你怎么啦？” “身体”说：“听你们这样争吵，我浑身冷飕飕的，不知你们想过没有，要是我们互不相让，各自离散，那我们还有什么存在的价值呢？” 因此，对于生活当中的各种事物，你都要学会运用自己的各种感官去观察，发动你的眼、耳、口、鼻、手，最大限度地找去感觉事物，找到事物的各种特性。当然，这种观察要注意安全。李时珍在观察的时候，经常运用自己的多感官，因此也出现了误食有毒草药的情况。 【练一练】 1、观察日出 请你运用自己的各种感官去观察日出，并把日出的场景用自己的语言描绘出来，或者用相机把壮丽的日出场景拍摄下来，甚至是画下来，各种形式都可以。 2、观察萝卜 萝卜的样子你见过吧，请你到市场上买来各种萝卜，比如白萝卜、胡萝卜、心里美萝卜、圆萝卜、长萝卜等，回到家中，先仔细观察各种萝卜的形状和颜色；然后用手去摸，每种萝卜有什么特点；仔细地闻闻各种萝卜的气味相同吗？再尝一尝每种萝卜的滋味。通过你的感官，各种萝卜的特性你就都掌握了。 【小秘诀】 当你充分运用你的各种感官去观察事物时，你会发现，观察其实是一件很有趣的事情。 【名人名言】 观察自然，研究它们所生的万物；追求万物，推究其普遍或特殊的关系；再想法抓住自然界中的秩序，抓住它行进的方向，抓住它发展的法则，抓住那些变化无穷的构成自然界的秩序所用的方法；这些工作在我看来，乃是追求真实知识的唯一法门。——拉马克
第2种能力：观察力达尔文的记事本——观察日记法
达尔文从小就对动植物很感兴趣，喜欢观察动植物。年幼的达尔文出于对观察的兴趣，已经对自己搜集的标本做了一些简单记录，有的还附有简单插图。有一天，舅舅看了达尔文的摘记后，对他说： “只做摘记是不够的，你要把自己当作一个画家，但不是用颜色和线条，而是用文字。当你描述一种花，一种蝴蝶，一种苔藓的时候，你必须使别人能够根据你的描述立刻辨认出这种东西来。为了搞好科学研究，你必须进一步提高你的文字表达能力，要象莎士比亚那样用文字描绘世界、叙述历史、打动人心。” 听了舅舅的话，达尔文专门准备了一个记事本，在以后的观察中每次都把观察结果认真地记录下来，并加入了自己的想法。 20年后，达尔文根据多来的观察记录写出了《进化论》，成为世界著名的生物学家。 观察后要对观察的结果有所记录，这不仅是对观察的总结，也是巩固知识点，积累知识的一种好方法。随着观察材料的不断积累和丰富，简单的随感式摘记显得过于简单，就需要写观察日记来总结观察结果。观察日记法就是在观察过程中记录观察的结果，并加入自己的分析。比如，我国古代地理学家徐霞客在年轻时遍走了我国的名山大川，仔细观察和考察，晚年他把自己的观察日记整理出来，终于留下了光辉的科学著作《徐霞客游记》。 观察积累就是指把观察到的现象和结果记录下来，养成积累观察资料的好习惯。它不但能通过对材料的系统化组织提高观察分析思考力，还能通过积累习惯的培养形成良好的观察自觉性，还能丰富想像和思维。许多科学家、生物学家都非常重视观察日记法。 德国生理学家和实验心理学家普赖尔对自己的孩子从出生到3岁每天进行系统观察，有时也进行一些实验性的观察，最后，他把这些观察记录整理成一部有名的著作《儿童心理》，于1882年出版，被公认为第一部科学的、系统的儿童心理学著作。 记观察日记可长可短，字数不定，形式自由。 例如，观察养蚕可做观察日记。某年某月某日，小蚕破壳而出。某月某日，第一次蜕皮。某月某日第二次蜕皮。某月蚕身由黑变白，某月某日，蚕身由白变亮。某月某日，开始吐丝织茧，某日茧成。某日茧破蛾出，某日雌雄蛾子交死，某日产卵。此时，如若翻开随记，就会发现自己拥有了第一手资料。 【练一练】 给自己准备一本记事本，把每次观察的内容和结果都记下来。每个月整理一次，写一篇观察总结。 【名人名言】 作为一个科学家来说，我的成功