你的仪器有多科学?

硬币、Wii 遥控器或纸牌游戏与科学有什么关系?比你想象的要多。科学仪器是专门设计用于可靠且准确地测量你的研究对象的设备。

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,仅反映作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点。


硬币、Wii 遥控器或纸牌游戏与科学有什么关系?比你想象的要多。

科学仪器是专门设计用于可靠且准确地测量你的研究对象的设备。在许多情况下,这包括专门的设备,如烧杯、激光器、天平和显微镜。有时,根据你试图测量的内容,你完美的仪器可能是一副纸牌。


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尽管这可能令人惊讶,但科学家们经常依赖你可以在家中找到的材料来进行重要的研究。

加州大学的一个科学家团队正在研究我们如何改善大脑的推理和决策部分,他们无需使用复杂的设备就学到了很多东西。研究人员要求孩子们玩像下面这样的游戏,这些游戏需要他们使用推理技巧(如 Set)或快速决策能力(如 Blink)。

 

研究人员使用的两种推理游戏类型(来源:doi: 10.3389/frym.2014.00005)

 

研究人员发现,玩推理游戏的孩子在推理测试中的表现有所提高,而玩需要快速决策的游戏的孩子提高了他们的速度。研究人员仅使用游戏和测试,就能够衡量哪些游戏培养了玩家的哪些技能。基于这些发现,研究人员能够提出更大的问题,即推理任务的练习实际上如何改变你的大脑。

然而,最初的问题归结于一场纸牌游戏。

另一组研究人员正在研究人类根据节奏节拍移动的能力。他们需要一种方法来跟踪一组人的运动,并将其与各种类型音乐的节拍进行比较。特别是,他们想记录一个无法跟踪节拍的个体的运动,并将其与许多其他人的运动进行比较。他们完美的仪器结果是任天堂 Wii 的遥控器。允许你玩虚拟棒球或挥舞虚拟剑的相同加速度计,使研究人员能够研究测试对象的运动,并将信息存储起来以进行更详细的分析。

 

使用 Wii 遥控器在关于人类根据节奏节拍移动能力的研究中测量运动(来源:doi: 10.3389/frym.2014.00011)

 

当试图了解人们对概率的理解程度——特定事件发生的可能性——时,普林斯顿的科学家使用了抛硬币的结果。测试对象被问及给定的正面和反面序列是否比任何其他序列更可能。通过使用彩色筹码,这项研究被进一步扩展,以比较有和没有正规数学教育的人。有了这些简单的仪器,研究人员能够在意大利的成年人和危地马拉的土著居民中进行相同的研究。

你可以在家问什么问题?
请记住,提出科学问题不一定需要最高科技的仪器,只需要适合所提问题的正确仪器。仅用一把尺子、滴管和几株植物,你就可以测量浇水对植物生长的影响。与你的家人竞争,看看玩某些策略游戏如何影响你在其他游戏中的能力。尝试稍微改变简单食谱中的成分,看看盐、糖、面粉或小苏打的变化的影响。找出电视遥控器的局限性——障碍物、反射、距离——看看这些是否可以克服。

你的房子里可能充满了光传感器、温度计、骰子、尺子、橡皮筋、手机、遥控器和其他让你度过日常生活的材料。就像科学家一样,首先要弄清楚你想要研究什么。然后,考虑你可以测量、跟踪和比较结果的方法,从而提出新的问题,并希望得到一些有趣的答案。

还有,记得先问问你的父母。

来源

Niebaum J 和 Bunge S (2014) 你的大脑就像一块肌肉:使用它并使其强壮。Front. Young Minds.2:5. doi: 10.3389/frym.2014.00005

Phillips-Silver J (2014) 所以你认为你不会跳舞?(关于一个有两只左脚的家伙的神秘案例)。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) 人类天生就掌握概率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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