大学实验室如何可能播下科学可重复性危机的种子

科学的可重复性危机是否部分源于大学生学习进行实验的方式? 在与修读科学传播导论课程的学生讨论这个问题后,我产生了这种怀疑。这门课是我第一次在史蒂文斯理工学院教授的。

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


科学的可重复性危机是否部分源于大学生学习进行实验的方式? 在与修读科学传播导论课程的学生讨论这个问题后,我产生了这种怀疑。这门课是我第一次在史蒂文斯理工学院教授的。

“可重复性危机”指的是人们越来越认识到,正如统计学家约翰·约安尼迪斯直言不讳地指出,大多数同行评议的科学主张都是“错误的”。 约安尼迪斯在一系列论文中引起了人们对这个问题的关注,首先是他在2005年发表的重磅文章《为什么大多数已发表的研究结果都是错误的》。

我在11月份的专栏中略微提及的这场危机,仍在不断成为头条新闻。 我的好友乔治·约翰逊在他的《只有一个人能看到的新真相》中反思了这个问题,这是他对新的《科学时报》专栏“原始数据”的出色创刊之作。(祝贺乔治和《纽约时报》开设专栏!)


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乔治写道:“可重复性,即另一个实验室重现发现的能力,是科学的黄金标准,它能让人确信你发现了真实的东西。” “但这种情况正变得越来越难。” 乔治和我也在新的Bloggingheads.tv聊天中讨论了这个问题。

上周,我让我的20名科学传播专业的学生(几乎都是理科或工程专业)阅读了最近一期的《经济学人》封面故事《不可靠的研究:实验室的麻烦》,然后在课堂上进行了讨论。 我的学生们对《经济学人》的揭露并不感到震惊。 远非如此。 有一位学生提到,在为科学课做实验工作时,他看到同学们篡改实验结果,使其与教授的期望相符。 当他说话时,其他人点了点头。 当我问是否还有其他人目睹过这种行为时,除了几个学生外,所有人都举起了手。

两位学生,安东尼和阿米拉,在他们发布在我们的课程博客上的论文中详细阐述了这些问题。 这两篇文章都值得完整阅读,但这里摘录了一些片段。

在《通过本科生的视角探索席卷科学界的统计诽谤》中,安东尼写道:“[在]几门要求学生进行实验的课程中,数据不一定像报告本身那么重要。 我见过学生们基本上创造数据来适应教授给出的范围,而不管他们的数据实际上是什么。 在这里更改一个数字,在那里移动一个小数点,瞧,你就有了理想的数据。 这些行为的动机各不相同。 最明显的是,GPA无疑是大学里最重要的事情这种心态。 有这种心态的学生会不惜一切代价确保他们收到的课程成绩尽可能高…… [教授]可能和他们的学生一样有错。 他们不优先纠正统计错误,并忽视有效数据收集和分析的重要性,从而将这些思想传递给他们的学生,其中许多学生最终将其付诸实践。 我见过许多案例,学生在因某种原因苦苦挣扎于实验后,会直接从教授那里获得一组数据点,以便他们可以继续进行为课程计划的内容。 通过这样做,教授暗示数据不一定像最终结果那么重要。”

在《不可重复性是学术疏忽问题吗?》中,阿米拉写道:“造成这场惨败有两个因素,实验室指导老师和学生。 给定一个要进行的实验,通常可以轻松预测理想的结果,大多数学生的目标是得到“答案”然后离开。 由于实验结果很少(如果有的话)符合理想,一些学生自行“纠正”错误,通过更改数据,而不是冒着被告知重复实验的风险; 他们更关心页面顶角上的红色数字,而不是excel电子表格框中的数字。”

阿米拉指出,幸运的是,一些教授强调实验的过程而不是最终结果。 她写道:“[不]根据数值结果评分(假设程序已被理解和遵循),而是侧重于理解实验的结果; 如果合理,那么就会理解原因,如果不合理,那么就会分析可能导致实验误差的现实世界因素。”

是的,这才是科学应该被教授的方式。 但为什么这种方法不是普遍适用的呢? 阿米拉认为,问题在于过于关注“根据考试结果来评判每个人,无论是大学入学考试、研究生入学考试还是职业考试。 我们已经耗尽了工作的灵感,并将一切都变成了竞争。 这些固定的评估所造成的压力驱使科学家们朝着一个目标前进,即生产和发表任何和所有东西,只是为了留在公众视野中,这意味着保住他们的工作和职位…… [一场]摆脱这种信息量不足的评估方式的文化转型将是最终的解决方案。”

当然,我的学生只是一个很小的样本,但我敢打赌,他们的经历并非不寻常。 具有讽刺意味的是,倾听他们的讲述和阅读他们的论文让我感到一种奇怪的乐观情绪。 不想变得多愁善感,但只要科学能够吸引像安东尼和阿米拉这样聪明、认真的学生,就有希望。

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