亞太科學教育論壇, 第四期, 第一冊, 文章六(二零零三年六月) 鄭美紅、蔡慶麟 中學二年級科學專題研習 --「酸雨對植物生長的影響」
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科學探究流程

(二)設計實驗階段

在上一階段，學生清楚知道酸雨如何影響植物的生長。在這個階段，學生須提出假設，解釋原因；此外，學生還要界定和分類問題中的因素（變因），然後設計實驗，以證明提出的假設。因為學生欠缺上述的科學探究經驗，所以須要透過討論，以及運用工作紙（表格六：實驗設計草案）輔助，引導他們思考、表達和分享自己的見解。

本活動是模擬酸雨的情況，並以酸性溶液作為人造酸雨。根據有關酸雨的資料，二氧化硫及氮氧化物是酸雨的主要成份；為了使實驗條件與真實情況相約，人造酸雨的成分應選用硫酸及／或硝酸。本活動是測量酸雨對植物生長速度的影響，所以選用植物時應考慮植物的生長速度。紅豆、綠豆和蠶豆是種植活動中常用的植物種子。

選定實驗材料後，就要考慮進行實驗的條件，例如：酸雨的pH值、澆水的次數、被陽光照射的時間，以及如何控制不變變因、訂定操縱變因和應變變因。首先，大多數人會以pH值小於5.0的雨水作為酸雨的指標，所以可選用pH值5.0或以下的酸性溶液。除酸性溶液本身的酸性外，溶液的化學成份亦可能影響植物的生長，故此教師可選擇所有組別使用同一種酸性溶液（硝酸或硫酸）；或一半組別使用硫酸，另一半使用硝酸（如選擇後者，可比較每組的實驗結果）。另外，還須測試沒有帶有酸性（中性）的雨水，作為對照實驗。本實驗所探究的因素（變因）是「水的pH值」，因此其他影響植物生長的因素（變因），如澆水的次數、被陽光照射的時間等等，要保持不變，這是公平測試的原則。

本實驗主要量度植物生長速度的變化，還須量度一些保持不變的因素（變因），如氣溫和濕度，以查證它們是否真的不變，確保符合實驗假設。為了有系統且快捷地記錄大量數據，學生須設計數據記錄表記下這些數據。

完成設計後，各組同學把設計填在白紙上，然後在班上匯報，由老師評述各實驗設計的優點和缺點，然後設定一個或數個可行的實驗方案。實驗設計須填寫以下四項：

(i) 實驗目的
(ii) 儀器及材料清單
(iii) 實驗步驟
(iv) 實驗結果記錄

在進行實驗之前，讓學生根據假設，預測結果，以便他們進一步思考所探究的問題。