你的儀器有多科學?

硬幣、Wii 遙控器或紙牌遊戲與科學有什麼關係?比你想象的要多。科學儀器是專門設計用於可靠且準確地測量你的研究物件的裝置。

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硬幣、Wii 遙控器或紙牌遊戲與科學有什麼關係?比你想象的要多。

科學儀器是專門設計用於可靠且準確地測量你的研究物件的裝置。在許多情況下,這包括專門的裝置,如燒杯、雷射器、天平和顯微鏡。有時,根據你試圖測量的內容,你完美的儀器可能是一副紙牌。


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儘管這可能令人驚訝,但科學家們經常依賴你可以在家中找到的材料來進行重要的研究。

加州大學的一個科學家團隊正在研究我們如何改善大腦的推理和決策部分,他們無需使用複雜的裝置就學到了很多東西。研究人員要求孩子們玩像下面這樣的遊戲,這些遊戲需要他們使用推理技巧(如 Set)或快速決策能力(如 Blink)。

 

研究人員使用的兩種推理遊戲型別(來源:doi: 10.3389/frym.2014.00005)

 

研究人員發現,玩推理遊戲的孩子在推理測試中的表現有所提高,而玩需要快速決策的遊戲的孩子提高了他們的速度。研究人員僅使用遊戲和測試,就能夠衡量哪些遊戲培養了玩家的哪些技能。基於這些發現,研究人員能夠提出更大的問題,即推理任務的練習實際上如何改變你的大腦。

然而,最初的問題歸結於一場紙牌遊戲。

另一組研究人員正在研究人類根據節奏節拍移動的能力。他們需要一種方法來跟蹤一組人的運動,並將其與各種型別音樂的節拍進行比較。特別是,他們想記錄一個無法跟蹤節拍的個體的運動,並將其與許多其他人的運動進行比較。他們完美的儀器結果是任天堂 Wii 的遙控器。允許你玩虛擬棒球或揮舞虛擬劍的相同加速度計,使研究人員能夠研究測試物件的運動,並將資訊儲存起來以進行更詳細的分析。

 

使用 Wii 遙控器在關於人類根據節奏節拍移動能力的研究中測量運動(來源:doi: 10.3389/frym.2014.00011)

 

當試圖瞭解人們對機率的理解程度——特定事件發生的可能性——時,普林斯頓的科學家使用了拋硬幣的結果。測試物件被問及給定的正面和反面序列是否比任何其他序列更可能。透過使用彩色籌碼,這項研究被進一步擴充套件,以比較有和沒有正規數學教育的人。有了這些簡單的儀器,研究人員能夠在義大利的成年人和瓜地馬拉的土著居民中進行相同的研究。

你可以在家問什麼問題?
請記住,提出科學問題不一定需要最高科技的儀器,只需要適合所提問題的正確儀器。僅用一把尺子、滴管和幾株植物,你就可以測量澆水對植物生長的影響。與你的家人競爭,看看玩某些策略遊戲如何影響你在其他遊戲中的能力。嘗試稍微改變簡單食譜中的成分,看看鹽、糖、麵粉或小蘇打的變化的影響。找出電視遙控器的侷限性——障礙物、反射、距離——看看這些是否可以克服。

你的房子裡可能充滿了光感測器、溫度計、骰子、尺子、橡皮筋、手機、遙控器和其他讓你度過日常生活的材料。就像科學家一樣,首先要弄清楚你想要研究什麼。然後,考慮你可以測量、跟蹤和比較結果的方法,從而提出新的問題,並希望得到一些有趣的答案。

還有,記得先問問你的父母。

來源

Niebaum J 和 Bunge S (2014) 你的大腦就像一塊肌肉:使用它並使其強壯。Front. Young Minds.2:5. doi: 10.3389/frym.2014.00005

Phillips-Silver J (2014) 所以你認為你不會跳舞?(關於一個有兩隻左腳的傢伙的神秘案例)。Front. Young Minds.2:11. doi: 10.3389/frym.2014.00011

Fontanari, L., Gonzalez, M., Vallortigara, G. & Girotto, (2014) V. Proc. Natl Acad. Sci. USA http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1410583111

Callaway, E (2014) 人類天生就掌握機率Nature News doi: 10.1038/nature.2014.16271

Amanda Baker is a science communicator and outreach advocate. She has a geoscience PhD from Cornell University and has managed open-access, academic journals as well as the outreach journal Frontiers for Young Minds. She is currently writing and editing science content for kids, from curriculum materials to magazines like Smore. She has served as a Science Olympiad national event supervisor and taught a first-year writing seminar on sustainable earth systems while at Cornell.

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