一次成功的科学实验必须经过的七个步骤

一项成功的科学实验，一般须经过下列七个主要步骤。

（一） 确定实验的具体目标

实验的具体目标不同，实验的内容和实验所用的方法和材料、实验条件的安排，以及实验数据的分析处理等都会不同。例如，如果实验的具体目标是一般性的数据积累，就应考虑实验所用材料是否具有足够的代表性，而且应将实验条件安排得使最后得到的平均值是无偏差的统计量。如果实验的具体目标是验证某项理论或学说，就往往选用比较单纯的（如纯度比较高的）实验材料，实验条件也应尽可能安排得使最后得到的实验结果便于直接同理论或学说预测的结果进行比较。如果实验的具体目标是研究某个或某些因素的影响，在设计实验时就应考虑尽可能采用均衡的实验安排和相应的数据处理方法。

（二） 收集有关资料

人类的科学财富是不断积累的。广泛收集与要进行的实验有关的资料，可以使进行实验的科学工作者：① 避免不必要的、重复别人已经进行的实验；② 更好地估计实验中可能出现的情况，做好实验设计；③ 能够将实验结果同别人进行的同类或有关的实验结果对照分析，更好地了解实验数据中包含的信息。

（三） 确定实验内容

根据实验的具体目标，参考掌握的有关资料，确定实验的具体内容，这一般包括：① 确定实验所用材料及其在实验前的预处理方法，例如，腐蚀试验所用的金属试样及其表面处理方法，所用试剂的品位及必要时的纯化方法等；② 确定实验方法、手续和试验器具；③ 确定测量项目及测量仪器；④ 确定哪些因素作为实验背景保持在某一水平无变化，哪些因素作为变化的因素和它们在多大范围内分成几级水平变化。

（四） 实验安排设计

在实验内容确定以后，就要考虑如何将处于不同水平的各个变化因素组合成各种实验条件及如何将实验材料分配给各种实验条件，这就是确定实验安排的方案，叫做实验安排设计或简称为实验安排。实验安排得好不好，影响实验数据的利用率和实验数据的分析处理。

（五） 进行实验

进行实验，取得实验结果，乃是整个实验工作中的主要步骤。作为实验的结果，一种是关于实验中观察到的现象的定性的记录和描述（包括摄影）；一种是实验数据。实验数据是通过测量取得的，所测量的量都是物理量。测量是否准确？测得的实验数据是否可靠？是整个科学实验工作中最重要的问题。所谓实验数据是否可靠，就是指能否经受实验者本人和别人进行的重复测量的检验。

（六） 数据的分析处理

在许多情况下，必须对实验数据进行分析处理，考验作出正确可靠的判断。特别是在同生产实践关系比较密切的科学实验中，影响实验结果的因素往往很多，实验过程又往往不能控制所有因素的变化情况，因而，一般说来实验结果分散性比较大，就特别需要应用统计分析方法对实验数据进行分析处理，以便从分散性较大的实验数据中分清和判断各种因素的影响，作出不掺杂主观成分的推论和判断。这情况正同需要信号分析技术来从噪声比较大的背景取出有用的信号类似。

（七） 讨论和结论

根据由数据分析所作出的判断，进一步讨论分析产生有关现象的原因和实验数据所反映的客观规律，以深化对面临科学问题的认识，从而归纳成相应的结论。