高中化學/觀察的製作

課程目標

• 定義定性和定量觀察。
• 區分定性和定量觀察。
• 在測量中使用定量觀察。

簡介

取出一張紙，並記錄類似於下面的表格。從文字中抬頭，掃視房間。寫下你周圍看到的任何東西，儘可能詳細地記錄下來，以便你在離開後還能記住。更重要的是，你希望能夠向其他人展示你的表格，以便他們能夠想象你在房間裡的位置。表格通常用於記錄這些觀察，只是為了組織（表 3.1）。

表 3.1

專案	觀察
1
2
3
4
5

科學依賴於保留觀察記錄以供以後解釋。這些解釋可能會導致理論或定律的形成。沒有準確的觀察，科學家無法進行任何解釋，因此無法得出結論。

以下是一個簡單的測試。假設我們正在拜訪一位法醫科學家，他受僱調查一起犯罪現場。你只被要求分析其他科學家在現場收集的觀察結果。你必須儘量不要做出太多假設，而是嘗試根據手頭的資料做出決定。在一個夏天的晚上，斯科特和布蘭達下班回家，發現他們的房子一片狼藉。鄰居、朋友和同事都對這起奇怪事件感到困惑。電視機在家裡被開啟著。食物擺在桌上，準備開餐。斯科特所有的硬幣收藏、他的貴金屬和布蘭達的珍愛之物——她的伽利略雕像——都不翼而飛。懷疑有人作案。首席調查員向你提供從現場和嫌疑人那裡收集到的以下觀察結果（表 3.2）

表 3.2

現場觀察	嫌疑人 1：180 磅的男性	嫌疑人 2：220 磅的男性	嫌疑人 3：120 磅的女性
血型 = B	血型 = B	血型 = B	不配合
纖維樣本 = 聚酯	毛衣 = 聚酯	西裝外套 = 羊毛針織	褲子 = 聚酯
發現的粉末 = 白色	在糖廠工作	糕點師	汽車銷售員
發現的鞋印 = 工作靴

從表格中，你能推斷出誰可能參與了所謂的犯罪？你是否需要更多資訊？觀察結果有多好，以便你，作為科學家，能夠得出準確的結論？你將根據什麼做出決定？你還需要什麼其他資訊？記住，有人會因這起罪行而被指控。觀察是科學的關鍵，它存在於我們周圍和我們日常生活中。

定性觀察

科學充滿了各種觀察，但它們分為兩種不同的型別。我們看到、聞到、感覺到和聽到的都是科學家用來判斷化學反應是否發生或是否完成的觀察結果。這是一種被稱為定性觀察的觀察。定性觀察給出物質或事物的描述性性質，因此沒有數字。

當你建立上面的表格時，你做了哪些型別的觀察？看看錶格。你有沒有注意到周圍環境中的任何顏色？附近有窗戶嗎？如果有，它開著嗎？你有沒有聽到從窗戶外面傳來的任何聲音？你有沒有看到汽車駛過？如果有，是什麼顏色？看看下面的示例問題，看看你是否能夠確定問題中每個圖形的定性觀察結果。

示例問題 列出下面每個圖形的定性觀察結果。 乾冰造成的霧 鬱金香 蘇打水 溶液: 乾冰造成的霧：從杯子頂部冒出或冒出煙，倒在桌子上 鬱金香：紫色的鬱金香，背景是帶雲的天空 蘇打水：氣泡，看起來很像你在倒一杯可樂時從蘇打水中冒出的氣泡

定量觀察

有時定性測量足以準確地表示發生的事件。在其他情況下，科學家需要比感官提供的更多資訊才能做出正確的解釋，然後才能得出結論。假設，例如，你的教室裡有一扇窗戶，你從窗戶外面看到一輛戰艦灰色的汽車飛馳而過，你懷疑它超速了，因為你聽到警車在你身後鳴笛。你做出這樣的解釋，即汽車是因為警車鳴笛而超速的。事實上，警察可能正在處理另一個電話。你在這裡唯一能夠做出的準確的定性觀察是，你看到一輛戰艦灰色的汽車駛過，你聽到警車鳴笛，你看到警車鳴著笛子駛過。現在，如果你碰巧有一個手持雷達槍，並且能夠測量到汽車以每小時 50 英里的速度行駛在每小時 35 英里的區域，那麼你就可以得出結論，警察正在追捕這輛汽車。

數量是觀察的有用方面。當你的觀察涉及到數字的使用時，我們稱之為定量觀察，因為它們有數量。在我們上面的汽車追逐示例中，50 英里和 35 英里的測量都是定量測量。如果我們說英國哥倫比亞省的氣溫是 85 華氏度，那麼 85 華氏度的溫度就是一個定量觀察。現在，如果我們說英國哥倫比亞省陽光明媚的氣溫是 85 華氏度，那麼 85 華氏度的溫度就是一個定量觀察，“陽光明媚”就是一個定性觀察。明白了嗎？現在輪到你了。

示例問題 從每個短語中找出定量和定性觀察結果 3 克 NaCl 溶解在 10 毫升 H2O 中，形成一個透明的溶液。 牆上的蜘蛛只剩下七條腿，但仍然又大又毛茸茸的。 當將 0.5 毫升溶液放入火焰中時，火焰變成鮮豔的綠色。 溶液: 定量：3 克 10 毫升；定性：透明。 定量：七條；定性：大，毛茸茸的。 定量：0.5 毫升；定性：鮮豔的綠色。

課程總結

• 定性觀察描述物質或事件的性質。
• 定性觀察是使用感官進行的（除了味覺——僅在適當的情況下使用）。
• 定性觀察不涉及數字。
• 定量觀察描述物質或事件的數量。
• 定量觀察在物質或事件的描述中使用數字。
• 無論是定性觀察、定量觀察，還是兩者兼而有之，科學家都將觀察作為工具來對周圍環境進行表示和解釋。

複習問題

在以下表格（表 3.3）中，指出觀察結果是定性的還是定量的。

表 3.3

編號	觀察	定性或定量
1	這間房間的溫度是 25 攝氏度。
2	這間房間裡很暖和，很舒服。
3	大多數人都脫掉了外套。
4	這座大樓有 25 層高。
5	這是一棟非常高的建築。
6	這座大樓比附近的任何樹木都高。
7	瓶子是綠色的。
8	瓶子裡有 250 毫升液體。
9	羅伯特給他的兒子買了一輛小汽車。
10	這輛汽車比他的手還小。
11	這輛汽車大約有 3 英寸長。
12	比賽路線大約有 27 英里長。

詞彙表

定性觀察

描述事物的性質，並且沒有使用數字進行描述。

定量觀察

涉及數字（數量）使用的觀察。

本材料改編自原始 CK-12 教材，可在 此處 找到。 本作品根據知識共享署名-相同方式共享 3.0 美國許可協議釋出。