超簡單生物課：自然科超高效學習指南

科學是如何運作的
科學不只是一系列事實而已，也是一種藉由提出想法與測試想法來發現新事實的方式。科學家利用想法（假說）做出他們能用實驗測試的預測。這種以實驗來測試想法的過程稱為科學方法（scientific method）。

重點
✓ 科學方法包括以實驗測試假說。
✓ 實驗無法證明假說是正確的──只能支持假說。

1. 進行觀察
科學方法的第一步是進行觀察。例如你或許有注意到，花園裡在春天種下的鱗莖，最早開花的總是位於陽光最充足的地方。
2. 建立假說
下一步是建立或許能解釋觀察結果的假說，也就是科學想法。比如有個可能的解釋是：陽光充足的地方最先開花是因為那裡的土壤比較溫暖。
3. 進行實驗
你會透過進行實驗及收集證據來測試假說。如果溫度使春植鱗莖生長得比較快，你或許會設置一個實驗，在相同的土壤容器中以三種不同溫度栽種相同的植物鱗莖。為了收集可靠的證據，你或許會在每種溫度栽種許多鱗莖。這樣會比較容易發現是否有什麼不對勁的狀況，比如一株沒有正常生長的植物。
4. 收集資料
科學家會非常謹慎地從實驗收集結果（稱為資料），他們往往是透過測量的方式來收集。測量可能會重複進行，以確保結果是準確的。實驗結果常常會記錄在表格上。
5. 分析結果
為了讓實驗結果比較容易分析，這些結果常常會呈現在圖表上。這裡的圖表顯示了25天內的植物平均高度。在這個例子中，實驗結果支持假說：較溫暖的溫度會使花較早出現。如果相同實驗進行了好幾次，並得到類似結果，那麼實驗結果就是可重複的。
6. 重複實驗
單一一次實驗不會證明假說是正確的，只會支持假說而已。科學家通常在科學期刊上分享自己的實驗結果，這樣其他人也能重複實驗並驗證結果。這稱為同儕審查（peer review）。經過多次成功的試驗後，假說可能會被接受為理論。

事實或理論？
如果一個科學理論已經被測試許多次，而且從未失敗，它最後就可能被接受為一項事實。舉例來說，我們現在已經接受「細菌傳播疾病」這個理論為事實。「化石是史前生物的遺骸」這個理論也被接受為事實。然而，沒有任何科學理論或事實能被毫無疑問地證明是正確的，因為理論無法解釋的新證據隨時可能會出現。

【內文圖片】

在10°C栽培的風信子鱗莖
在15°C栽培的風信子鱗莖
在20°C栽培的風信子鱗莖

10°C 15°C 20°C
5天的高度 0公分 0公分 0公分
10天的高度 0公分 1公分 2公分
15天的高度 2公分 5公分 8公分
20天的高度 5公分 9公分 16公分
25天的高度 8公分 14公分 20公分

溫度（°C）
平均高度（公分）


進行測量
許多實驗都包含測量物理量（physical quantity），例如溫度、體積、質量。測量應該既準確又精密。

重點
✓ 如果重複測量數次並取得平均值，測量結果會更可靠。
✓ 測量應該既準確又精密。

測量設備
生物學實驗常需要設備來測量質量、體積、溫度、時間或長度。為了確保使用測量設備時能取得可靠的讀數，明智的做法往往是重複測量數次，然後計算出平均值。

準確度（accuracy）與精密度（precision）
準確與精密這兩個詞在科學上的意義稍有不同。如果測量結果非常接近被測量的真值，這個結果就是準確的。如果重複測量數次會產生相同的（或非常接近的）數值，這個結果就是精密的。
精密但不準確
假如你用一支數位溫度計測量裝在燒杯裡的溫水四次，這四次讀數都顯示相同數字到小數點後兩位，但溫度計有瑕疵，這些讀數就是精密但不準確的。
準確但不精密
假如你使用另一支沒有瑕疵的溫度計，但讀數都稍微有點不同，或許溫度計末端在每次測量時位於水中的不同區域，這些讀數就是準確都不精密的。
準確且精密
最後，假如你先攪拌溫水之後才測量溫度，而且四次讀數都是相同且正確的，這些讀數就是準確且精密的。不論你何時進行測量，都要盡量準確且精密。

【內文圖片】
碼表測量時間。
溫度計測量溫度。
量筒測量體積。
秤測量質量。
直尺測量距離。

科學是如何運作的
科學不只是一系列事實而已，也是一種藉由提出想法與測試想法來發現新事實的方式。科學家利用想法（假說）做出他們能用實驗測試的預測。這種以實驗來測試想法的過程稱為科學方法（scientific method）。

重點
✓ 科學方法包括以實驗測試假說。
✓ 實驗無法證明假說是正確的──只能支持假說。

1. 進行觀察
科學方法的第一步是進行觀察。例如你或許有注意到，花園裡在春天種下的鱗莖，最早開花的總是位於陽光最充足的地方。
2. 建立假說
下一步是建立或許能解釋觀察結果的假說，也就是科學想法。比如有個可能的解...

運用科學來工作
10 科學是如何運作的
12 進行測量
13 使用變數
14 科學模型
15 科學中的問題
16 科學的效益與風險
17 尋找平均值
18 呈現資料
20 科學進展
22 科學單位
23 安全工作
生命是什麼？
25 生物的特質
26 物種的分類
27 生物的分類界
28 身體結構
29 器官系統
30 脊椎動物
31 無脊椎動物
32 植物
33 演化樹
34 生物檢索表
細胞
36 動物細胞
37 植物細胞
38 單細胞生物
39 細菌
40 顯微鏡
41 使用顯微鏡
42 幹細胞
44 有絲分裂
46 減數分裂
47 二分裂
48 培養細菌
49 抗生素與防腐劑的效果
運輸與細胞
51 擴散作用
52 滲透作用
54 研究滲透作用
56 主動運輸
57 表面積與體積
58 交換與運輸
呼吸
60 呼吸作用
62 研究呼吸速率
63 有氧呼吸
64 無氧呼吸
酵素
67 酵素
68 酵素與溫度
69 酵素與pH值
70 酵素與受質
71 產業中的酵素
72 研究酵素
74 代謝
植物的營養
76 光合作用
77 葉
78 氣孔
79 植物與葡萄糖
80 植物營養素
81 適應極端環境
82 研究光合作用
84 光合作用速率
86 測量光合作用速率
88 平方反比定律
89 溫室栽培
人類的營養
91 營養素
92 維生素與礦物質
93 測量食物中的熱量
94 均衡飲食
96 食品檢測
98 消化系統
100 消化酵素
102 食物的吸收作用
植物的運輸作用
104 運輸系統
106 蒸散作用
107 植物根部
108 蒸散速率
109 測量蒸散作用
動物的運輸作用
111 循環系統
112 血管
113 血管的構造
114 血液
115 心臟
116 心臟如何運作
117 心率
118 改變心率
119 淋巴系統
120 肺臟
122 呼吸
123 運動對呼吸的影響
神經系統
125 刺激與反應
126 神經系統
127 神經元
128 突觸
129 反射弧
130 測量反應時間
131 腦
132 研究腦部
133 神經系統損傷
134 眼睛
135 視覺
136 近視
137 遠視
138 散光
139 耳朵
140 體溫控制
荷爾蒙
142 內分泌系統
143 恆定
144 胰島素與升糖素
145 糖尿病
146 腎臟
148 男性青春期
149 女性青春期
150 月經週期
152 避孕法
153 助孕治療
154 腎上腺素
155 甲狀腺素
156 植物激素
157 利用植物激素
158 光照對幼苗的影響
生殖
160 有性生殖
161 無性生殖
162 花
163 風媒傳粉
164 果實
165 種子播遷
166 種子
167 影響發芽的因子
168 植物的無性生殖
169 昆蟲的生命週期
170 兩棲類的生命週期
171 鳥類的生命週期
172 哺乳類的生命週期
173 男性生殖系統
174 女性生殖系統
175 人類的受精
176 懷孕
178 分娩
遺傳學與生物技術
180 基因組
182 人類基因組計畫
183 DNA的構造
184 蛋白質合成一
185 蛋白質合成二
186 突變
187 基因與等位基因
188 基因雜交
190 共顯性
192 孟德爾的研究
194 血型
195 遺傳異常
196 基因檢測
197 性別決定
198 性聯遺傳
199 複製動物
200 基因工程
202 複製植物
203 工業發酵
演化
205 變異
206 連續變異與不連續變異
207 達爾文與華萊士
208 演化
210 化石
211 抗生素抗藥性細菌
212 選拔育種
213 成種作用
214 絕種
生態學
216 生態學
217 相互依存
218 分類食性
219 食物網
220 分解者
221 非生物因子
222 生物因子
223 捕食者－獵物循環
224 社會行為
225 能量傳遞
226 生物量塔
227 繪製生物量塔
228 豐富度
229 負荷量
230 生物的分布
231 水循環
232 碳循環
233 氮循環
人類與環境
235 人口成長
236 資源需求
237 生物多樣性
238 全球暖化
239 氣候變遷
240 改變生態系
241 改變分布
242 碳匯
243 外來種
244 水汙染
245 土地汙染
246 空氣汙染
247 保育
248 糧食安全
249 糧食生產與永續性
250 農作方法
251 生質燃料
健康
253 健康與疾病
254 生活方式對疾病的影響
255 心臟病
256 心臟手術
257 病原體
258 傳染病
259 病毒
260 病毒性疾病
261 細菌性疾病
262 原生生物與真菌性疾病
263 身體屏障
264 吞噬細胞
265 淋巴球
266 長期免疫
267 疫苗接種
268 單株抗體
269 癌症
270 藥物
271 測試藥物
272 害蟲與植物
273 植物的防禦
274 名詞解釋
282 索引

運用科學來工作
10 科學是如何運作的
12 進行測量
13 使用變數
14 科學模型
15 科學中的問題
16 科學的效益與風險
17 尋找平均值
18 呈現資料
20 科學進展
22 科學單位
23 安全工作
生命是什麼？
25 生物的特質
26 物種的分類
27 生物的分類界
28 身體結構
29 器官系統
30 脊椎動物
31 無脊椎動物
32 植物
33 演化樹
34 生物檢索表
細胞
36 動物細胞
37 植物細胞
38 單細胞生物
39 細菌
40 顯微鏡
41 使用顯微鏡
42 幹細胞
44 有絲分裂
46 減數分裂
47 二分裂
48 培養細菌
49 抗生素與防腐劑的效果
運...