1-1 科學態度與方法
1.1.1 科學態度
科學家在研究問題時，應該保持以下的科學態度：
- 理性：以邏輯和證據為基礎，不受情緒影響。
- 客觀：不帶個人偏見，公正地看待事物。
- 好奇心：對未知事物感興趣，積極探索。
- 謙虛求證：避免妄下結論，願意接受新證據。
例如，在研究都會區的 PM2.5 濃度時，科學家可能合理推測白天的濃度高於夜晚，但他們會查詢環保署的數據來驗證這個推論，而不是直接下結論。
問題 1：
列舉兩種科學態度，並簡述其重要性。
解題策略：
回想科學態度的特點，思考為何在科學研究中重要。
問題 2：
為什麼科學家需要避免妄下結論？請舉例說明。
解題策略：
思考妄下結論的後果，以及科學驗證的重要性。
1.1.2 科學方法
科學研究通常遵循以下步驟：
- 觀察：留意自然現象，收集資訊。
- 確認問題：釐清需要解決的問題。
- 提出假說：根據觀察提出可能的解釋。
- 實驗驗證：設計實驗來測試假說。
- 分析資料：整理和分析實驗結果。
- 成果發表：分享研究發現，接受同行評議。
以「熱的本質」研究為例：
- 科學家觀察到熱會從高溫處流向低溫處，提出了熱質說，認為熱是一種無質量的流體。
- 冉福德伯爵在製造大砲時，發現切削過程中熱量不斷產生，質量卻沒有減少，質疑熱質說。
- 他提出新假說，認為熱是物體內部的運動形式。
- 焦耳設計了實驗，利用機械能轉換為熱能，定量證明了能量守恆，支持了熱是能量的觀點。
- 這一系列研究最終確立了熱力學的基礎。
問題 3：
列出科學方法的主要步驟。
解題策略：
回想科學研究的流程，按順序列出。
問題 4：
在「熱的本質」研究中，冉福德伯爵的觀察如何挑戰了熱質說？
解題策略：
思考他的實驗結果與熱質說的矛盾之處。
問題 5：
焦耳的實驗如何支持了「熱是能量」的觀點？
解題策略：
回想焦耳實驗的目的和結果，如何證明熱與能量的關係。
1.1.3 總結
科學態度和科學方法是科學研究的基石。通過保持理性和客觀的態度，並遵循嚴謹的研究方法，科學家能夠不斷推動人類對自然的認識和理解。
問題 6：
為什麼科學態度對科學研究的重要性不可或缺？
解題策略：
思考態度如何影響研究結果的準確性。