大學實驗室如何可能播下科學可重複性危機的種子

科學的可重複性危機是否部分源於大學生學習進行實驗的方式? 在與修讀科學傳播導論課程的學生討論這個問題後,我產生了這種懷疑。這門課是我第一次在史蒂文斯理工學院教授的。

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點


科學的可重複性危機是否部分源於大學生學習進行實驗的方式? 在與修讀科學傳播導論課程的學生討論這個問題後,我產生了這種懷疑。這門課是我第一次在史蒂文斯理工學院教授的。

“可重複性危機”指的是人們越來越認識到,正如統計學家約翰·約安尼迪斯直言不諱地指出,大多數同行評議的科學主張都是“錯誤的”。 約安尼迪斯在一系列論文中引起了人們對這個問題的關注,首先是他在2005年發表的重磅文章《為什麼大多數已發表的研究結果都是錯誤的》。

我在11月份的專欄中略微提及的這場危機,仍在不斷成為頭條新聞。 我的好友喬治·約翰遜在他的《只有一個人能看到的新真相》中反思了這個問題,這是他對新的《科學時報》專欄“原始資料”的出色創刊之作。(祝賀喬治和《紐約時報》開設專欄!)


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喬治寫道:“可重複性,即另一個實驗室重現發現的能力,是科學的黃金標準,它能讓人確信你發現了真實的東西。” “但這種情況正變得越來越難。” 喬治和我也在新的Bloggingheads.tv聊天中討論了這個問題。

上週,我讓我的20名科學傳播專業的學生(幾乎都是理科或工程專業)閱讀了最近一期的《經濟學人》封面故事《不可靠的研究:實驗室的麻煩》,然後在課堂上進行了討論。 我的學生們對《經濟學人》的揭露並不感到震驚。 遠非如此。 有一位學生提到,在為科學課做實驗工作時,他看到同學們篡改實驗結果,使其與教授的期望相符。 當他說話時,其他人點了點頭。 當我問是否還有其他人目睹過這種行為時,除了幾個學生外,所有人都舉起了手。

兩位學生,安東尼和阿米拉,在他們釋出在我們的課程部落格上的論文中詳細闡述了這些問題。 這兩篇文章都值得完整閱讀,但這裡摘錄了一些片段。

在《透過本科生的視角探索席捲科學界的統計誹謗》中,安東尼寫道:“[在]幾門要求學生進行實驗的課程中,資料不一定像報告本身那麼重要。 我見過學生們基本上創造資料來適應教授給出的範圍,而不管他們的資料實際上是什麼。 在這裡更改一個數字,在那裡移動一個小數點,瞧,你就有了理想的資料。 這些行為的動機各不相同。 最明顯的是,GPA無疑是大學裡最重要的事情這種心態。 有這種心態的學生會不惜一切代價確保他們收到的課程成績儘可能高…… [教授]可能和他們的學生一樣有錯。 他們不優先糾正統計錯誤,並忽視有效資料收集和分析的重要性,從而將這些思想傳遞給他們的學生,其中許多學生最終將其付諸實踐。 我見過許多案例,學生在因某種原因苦苦掙扎於實驗後,會直接從教授那裡獲得一組資料點,以便他們可以繼續進行為課程計劃的內容。 透過這樣做,教授暗示資料不一定像最終結果那麼重要。”

在《不可重複性是學術疏忽問題嗎?》中,阿米拉寫道:“造成這場慘敗有兩個因素,實驗室指導老師和學生。 給定一個要進行的實驗,通常可以輕鬆預測理想的結果,大多數學生的目標是得到“答案”然後離開。 由於實驗結果很少(如果有的話)符合理想,一些學生自行“糾正”錯誤,透過更改資料,而不是冒著被告知重複實驗的風險; 他們更關心頁面頂角上的紅色數字,而不是excel電子表格框中的數字。”

阿米拉指出,幸運的是,一些教授強調實驗的過程而不是最終結果。 她寫道:“[不]根據數值結果評分(假設程式已被理解和遵循),而是側重於理解實驗的結果; 如果合理,那麼就會理解原因,如果不合理,那麼就會分析可能導致實驗誤差的現實世界因素。”

是的,這才是科學應該被教授的方式。 但為什麼這種方法不是普遍適用的呢? 阿米拉認為,問題在於過於關注“根據考試結果來評判每個人,無論是大學入學考試、研究生入學考試還是職業考試。 我們已經耗盡了工作的靈感,並將一切都變成了競爭。 這些固定的評估所造成的壓力驅使科學家們朝著一個目標前進,即生產和發表任何和所有東西,只是為了留在公眾視野中,這意味著保住他們的工作和職位…… [一場]擺脫這種資訊量不足的評估方式的文化轉型將是最終的解決方案。”

當然,我的學生只是一個很小的樣本,但我敢打賭,他們的經歷並非不尋常。 具有諷刺意味的是,傾聽他們的講述和閱讀他們的論文讓我感到一種奇怪的樂觀情緒。 不想變得多愁善感,但只要科學能夠吸引像安東尼和阿米拉這樣聰明、認真的學生,就有希望。

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