6 korakov znanstvene metode in njenih značilnosti



The korakov znanstvene metode Služijo, da na znanstveno vprašanje odgovorijo organizirano in objektivno. Vključuje opazovanje sveta in njegovih pojavov, prihaja do razlage opazovanega, preizkušanje, ali je razlaga veljavna, in končno sprejema ali zavrača razlago..

Znanstvena metoda ima torej vrsto značilnosti, ki jo opredeljujejo: opazovanje, eksperimentiranje, spraševanje in odgovarjanje na vprašanja. Vendar pa vsi znanstveniki ne sledijo temu procesu. Nekatere veje znanosti je lažje dokazati kot druge.

Na primer, znanstveniki, ki preučujejo, kako se zvezde spreminjajo, ko se starajo, ali kako dinozavri prebavijo svojo hrano, ne morejo pospešiti življenja zvezde v milijon letih ali izvesti študij in testov z dinozavri, da bi preizkusili svoje hipoteze..

Ko neposredni poskusi niso mogoči, znanstveniki spremenijo znanstveno metodo. Čeprav je skorajda spremenjen z vsako znanstveno raziskavo, je cilj enak: odkriti vzročno-posledične odnose z zastavljanjem vprašanj, zbiranjem in preučevanjem podatkov ter ugotavljanjem, ali je mogoče vse razpoložljive informacije združiti v logičen odgovor..

Po drugi strani pa so stopnje znanstvene metode pogosto ponavljajoče; nove informacije, opazovanja ali ideje lahko povzročijo ponovitev korakov.

Protokole znanstvene metode lahko razdelimo v šest korakov / faz / faz, ki se uporabljajo za vse vrste raziskav:

-Vprašanje

-Opazovanje

-Oblikovanje hipoteze

-Eksperimentiranje

-Analiza podatkov

-Zavrnite ali sprejmite hipotezo.

V nadaljevanju bom prikazal temeljne korake, ki se izvajajo pri preiskavi. Da bi bolje razumeli, bom na koncu članka pustil primer uporabe korakov v biološkem eksperimentu; v odkritju strukture DNA.

Indeks

  • 1 Kateri so koraki znanstvene metode? Kaj so in kakšne so njihove značilnosti
    • 1.1 Korak 1 Postavite vprašanje
    • 1.2 2. korak - opazovanje
    • 1.3 Korak 3 - Oblikovanje hipotez
    • 1.4 Korak 4 - Eksperimentiranje
    • 1.5 Korak 5: Analiza podatkov
    • 1.6 Korak 6: Sklepi. Interpretirajte podatke in sprejmite ali zavrnite hipotezo
    • 1.7 Drugi koraki so: 7- Objavljanje rezultatov in 8 Preverjanje rezultatov, ki posnemajo raziskave (ki so jih opravili drugi znanstveniki)
  • 2 Pravi primer znanstvene metode pri odkrivanju strukture DNK
    • 2.1 Vprašanje
    • 2.2 Opazovanje in hipoteze
    • 2.3 Poskus
    • 2.4 Analiza in sklepi
  • 3 Zgodovina
    • 3.1 Aristotel in Grki
    • 3.2 Muslimani in zlato obdobje islama
    • 3.3
    • 3.4 Newton in moderna znanost
  • 4 Pomen
  • 5 Reference

Kateri so koraki znanstvene metode? Kaj so in kakšne so njihove značilnosti

Korak 1 Postavite vprašanje

Znanstvena metoda se začne, ko znanstvenik / raziskovalec postavi vprašanje o nečem, kar je opazil ali kaj preiskuje: kako, kaj, kdaj, kdo, kaj, zakaj ali kje?

Na primer, Albert Einstein se je, ko je razvijal svojo teorijo posebne relativnosti, spraševal: Kaj bi videl, če bi lahko hodil zraven žarka svetlobe med širjenjem skozi prostor??

2. korak. Opazovanje

Ta korak vključuje ugotavljanje in zbiranje informacij, ki bodo pomagale odgovoriti na vprašanje. Pripombe ne smejo biti neformalne, temveč namerne, če je zbrana informacija objektivna.

Sistematično in skrbno zbiranje meritev in podatkov je razlika med psevdoznanostmi, kot so alkimija, in znanostjo, kot so kemija ali biologija..

Meritve se lahko izvedejo v nadzorovanem okolju, kot je laboratorij, ali na bolj ali manj nedostopnih ali nedotakljivih predmetih, kot so zvezde ali človeške populacije..

Meritve pogosto zahtevajo specializirane znanstvene instrumente, kot so termometri, mikroskopi, spektroskopi, pospeševalniki delcev, voltmetri ...

Obstaja več vrst znanstvenih opazovanj. Najpogostejši so neposredni in posredni.

Primer opazovanja bi bil primer, ki ga je pripravil Louis Pasteur, preden je razvil svojo germinalno teorijo o nalezljivih boleznih. Pod mikroskopom je opazil, da imajo svileni črvi v južni Franciji bolezni, okužene s paraziti.

Korak 3 - Oblikovanje hipoteze

Tretja stopnja je formulacija hipoteze. Hipoteza je izjava, ki jo lahko uporabimo za napovedovanje izida prihodnjih opazovanj.

Ničelna hipoteza je dobra vrsta hipoteze za začetek preiskave. To je predlagana razlaga pojava ali utemeljenega predloga, ki kaže na možno povezavo med nizom pojavov.

Primer ničelne hipoteze je: "hitrost, s katero raste trava, ni odvisna od količine svetlobe, ki jo prejme".

Primeri hipotez:

  • Nogometni igralci, ki redno trenirajo izkoriščajo čas, dosegajo več golov kot tisti, ki zamudijo 15% treninga.
  • Starši, ki so prvič študirali visokošolsko izobraževanje, so ob rojstvu otrok 70% bolj sproščeni.

Uporabna hipoteza bi morala omogočati napovedi z razmišljanjem, vključno z deduktivnim sklepanjem. Hipoteza bi lahko napovedala rezultat eksperimenta v laboratoriju ali opazovanje pojava v naravi. Napoved je lahko tudi statistična in obravnava le verjetnosti.

Če napovedi niso dostopne z opazovanjem ali izkušnjami, hipoteza še ni preverljiva in bo ostala v tem neznanstvenem ukrepu. Kasneje bi lahko nova tehnologija ali teorija omogočila potrebne poskuse.

Korak 4 - Eksperimentiranje

Naslednji korak je eksperimentiranje, ko znanstveniki izvajajo tako imenovane znanstvene eksperimente, v katerih se preizkušajo hipoteze.

Napovedi, ki poskušajo narediti hipotezo, je mogoče preveriti z eksperimenti. Če rezultati testa nasprotujejo napovedim, se hipoteze postavljajo pod vprašaj in postanejo manj trajnostne.

Če eksperimentalni rezultati potrjujejo napovedi hipotez, se štejejo za bolj pravilne, vendar so lahko napačne in še vedno predmet novih poskusov..

Da bi se izognili napakam opazovanja v poskusih, se uporablja tehnika eksperimentalne kontrole. Ta tehnika uporablja kontrast med več vzorci (ali opazovanji) pod različnimi pogoji, da bi videla, kaj se spreminja ali kaj ostaja.

Primer

Na primer, da bi testirali ničelno hipotezo "hitrost rasti trave ni odvisna od količine svetlobe", bi morali opazovati in vzeti podatke iz trave, ki ni izpostavljena svetlobi..

To se imenuje "kontrolna skupina". So enake drugim poskusnim skupinam, razen spremenljivke, ki se preiskuje.

Pomembno je vedeti, da se kontrolna skupina lahko razlikuje od katere koli eksperimentalne skupine v spremenljivki. Tako veste, kaj je ta spremenljivka tista, ki povzroča spremembe ali ne.

Na primer, ne morete primerjati trave, ki je zunaj v senci, s travo na soncu. Tudi trava enega mesta z drugo. Poleg svetlobe obstajajo spremenljivke med obema skupinama, kot so vlažnost tal in pH.

Še en primer zelo pogostih kontrolnih skupin

Zelo pogosti so poskusi, da bi ugotovili, ali ima zdravilo učinkovitost za zdravljenje želenega. Če želite na primer poznati učinke aspirina, lahko v prvem poskusu uporabite dve skupini:

  • Eksperimentalna skupina 1, za katero je zagotovljen aspirin.
  • Kontrolni skupini 2, z enakimi značilnostmi iz skupine 1, ki ji aspirin ni na voljo.

Korak 5: Analiza podatkov

Po poskusu se vzamejo podatki, ki so lahko v obliki številk, da / ne, prisotni / odsotni ali druge ugotovitve.

Pomembno je, da se upoštevajo podatki, ki niso bili pričakovani ali ki niso bili želeni. Številni poskusi so sabotirali raziskovalci, ki ne upoštevajo podatkov, ki se ne ujemajo s pričakovanji.

Ta korak vključuje določanje rezultatov preizkusa in odločanje o naslednjih ukrepih. Napovedi hipoteze se primerjajo s tistimi iz ničelne hipoteze, da bi ugotovili, kdo je sposoben bolje razložiti podatke..

Če se poskus ponovi večkrat, je morda potrebna statistična analiza.

Če so dokazi zavrnili hipotezo, je potrebna nova hipoteza. Če eksperimentalni podatki podpirajo hipotezo, vendar dokazi niso dovolj močni, je treba druge napovedi hipoteze preizkusiti z drugimi poskusi..

Ko dokazi trdno podpirajo hipotezo, se lahko od novega raziskovalnega vprašanja zahteva več informacij o isti temi.

Korak 6: Sklepi. Interpretirajte podatke in sprejmite ali zavrnite hipotezo

Za mnoge eksperimente se sklepi oblikujejo na podlagi neformalne analize podatkov. Samo vprašajte, ali se podatki ujemajo s hipotezo? to je način sprejemanja ali zavračanja hipoteze.

Vendar je bolje uporabiti statistično analizo za podatke, da bi ugotovili stopnjo "sprejemanja" ali "zavrnitve". Matematika je uporabna tudi pri ocenjevanju učinkov merilnih napak in drugih negotovosti v eksperimentu.

Če je hipoteza sprejeta, ni zagotovljeno, da je to pravilna hipoteza. To samo pomeni, da rezultati eksperimenta podpirajo hipotezo. Poskus lahko podvojite in naslednjič dobite različne rezultate. Hipoteza lahko pojasni tudi opažanja, vendar je napačna razlaga.

Če je hipoteza zavrnjena, je lahko konec poskusa ali pa se lahko ponovno izvede. Če se postopek ponovno izvede, se bo izvedlo več opazovanj in več podatkov.

Drugi koraki so: 7- Objavljanje rezultatov in 8 Preverjanje rezultatov, ki posnemajo raziskave (ki so jih opravili drugi znanstveniki)

Če eksperimenta ni mogoče ponoviti, da bi dosegli enake rezultate, to pomeni, da bi bili prvotni rezultati lahko napačni. Zato je običajno, da se posamezen poskus izvede večkrat, zlasti če obstajajo nenadzorovane spremenljivke ali druge indikacije poskusne napake..

Da bi dobili pomembne ali presenetljive rezultate, lahko drugi znanstveniki poskušajo rezultate posnemati sami, še posebej, če so ti rezultati pomembni za njihovo lastno delo..

Pravi primer znanstvene metode pri odkrivanju strukture DNK

Zgodovina odkritja strukture DNK je klasičen primer korakov znanstvene metode: leta 1950 je bilo znano, da ima genetsko dedovanje matematični opis iz študij Gregorja Mendela in da DNK vsebuje genetske informacije..

Vendar mehanizem shranjevanja genetskih informacij (tj. Genov) v DNK ni bil jasen.

Pomembno je vedeti, da so pri odkritju strukture DNK sodelovali samo Watson in Crick, čeprav sta prejela Nobelovo nagrado. Prispevali so k znanju, podatkom, idejam in odkritjem številnih znanstvenikov tistega časa.

Vprašanje

Prejšnje raziskave DNK so ugotovile njegovo kemično sestavo (štiri nukleotide), strukturo vsakega nukleotida in druge lastnosti.

DNA je bila identificirana kot nosilec genetskih informacij s poskusom Avery-MacLeod-McCarty leta 1944, vendar mehanizem, kako so genetske informacije shranjene v DNA, ni bil jasen..

Vprašanje bi torej lahko bilo:

Kako so genetske informacije shranjene v DNK?

Opazovanje in hipoteze

Vse, kar je bilo takrat raziskano o DNK, je bilo sestavljeno iz opazovanj. V tem primeru so bila opazovanja pogosto opravljena z mikroskopom ali rentgenskim posnetkom.

Linus Pauling je predlagal, da je DNK lahko trojna vijačnica. To hipotezo so upoštevali tudi Francis Crick in James D. Watson, vendar sta bila zavrnjena.

Ko sta Watson in Crick poznala Paulingovo hipotezo, sta iz obstoječih podatkov razumela, da je bil narobe in da bi Pauling kmalu priznal svoje težave s to strukturo. Zato je bila dirka za odkrivanje strukture DNK odkritje pravilne strukture.

Kakšno napoved bi naredila hipoteza? Če bi imela DNA spiralno strukturo, bi bil njen rentgenski difrakcijski vzorec X-oblika.

Zato, hipoteza, da ima DNA dvojno vijačno strukturo testirali z rezultati rentgenskih slik / podatkov, posebej testirani z rentgenskimi difrakcijskimi podatki, ki so jih Rosalind Franklin, James Watson in Francis Crick leta 1953.

Poskusite

Rosalind Franklin je kristalizirala čisto DNK in izvedla rentgensko difrakcijo, da bi ustvarila sliko 51. Rezultati so pokazali X-obliko.

V seriji petih člankov, objavljenih v. \ T Narava prikazani so bili eksperimentalni dokazi, ki podpirajo Watsonov in Crickov model.

Med njimi je bil članek Franklina in Raymonda Goslinga, prva publikacija z rentgenskimi difrakcijskimi podatki, ki je podpirala model Watson in Crick.

Analiza in sklepi

Ko je Watson videl podroben difrakcijski vzorec, ga je takoj prepoznal kot vijačnico.

On in Crick sta izdelala svoj model, pri čemer sta uporabila te informacije skupaj s prej znanimi informacijami o sestavi DNA in o molekularnih interakcijah, kot so vodikove vezi..

Zgodovina

Ker je težko natančno določiti, kdaj se je začela uporabljati znanstvena metoda, je težko odgovoriti na vprašanje, kdo je ustvaril znanstveno metodo.

Metoda in njeni koraki so se sčasoma razvili in znanstveniki, ki so ga uporabljali, so prispevali, razvijali in se rahlo izboljševali.

Aristotel in Grki

Aristotel, eden najbolj vplivnih filozofov zgodovine, je bil ustanovitelj empirične znanosti, to je proces preizkušanja hipotez iz izkušenj, eksperimentiranja in neposrednega in posrednega opazovanja..

Grki so bili prva zahodna civilizacija, ki je začela opazovati in meriti razumevanje in proučevanje svetovnih pojavov, vendar ni bilo strukture, ki bi jo imenovali znanstvena metoda..

Muslimani in zlata doba islama

Pravzaprav se je razvoj moderne znanstvene metode začel z muslimanskimi učenjaki v času Zlata doba islama, v desetem do štirinajstem stoletju. Kasneje so ga filozofi-znanstveniki razsvetljenstva še naprej izpopolnjevali.

Med vsemi znanstveniki, ki so prispevali svoje prispevke, je bil Alhacén (Abū 'Alī al-iasan ibn al-anasan ibn al-Hayṯam) glavni prispevek, ki so ga nekateri zgodovinarji obravnavali kot "arhitekta znanstvene metode". Njegova metoda je imela naslednje faze, lahko vidite njeno podobnost s tistimi, ki so razložene v tem članku:

-Opazovanje naravnega sveta.

-Določite problem.

-Oblikujte hipotezo.

-Preizkusite hipotezo z eksperimentiranjem.

-Ocenite in analizirajte rezultate.

-Interpretirajte podatke in pripravite zaključke.

-Objavite rezultate.

Renaissance

Filozof Roger Bacon (1214 - 1284) se šteje kot prva oseba, ki uporablja induktivno sklepanje kot del znanstvene metode..

Francis Bacon je v času renesanse razvil induktivno metodo skozi vzroke in posledice, Descartes pa je predlagal, da je edukacija edini način za učenje in razumevanje..

Newton in moderna znanost

Isaac Newton se lahko šteje za znanstvenika, ki je dokončal proces do danes, kot je znano. Predlagal in uveljavljal je dejstvo, da je znanstvena metoda potrebna tako za deduktivno kot za induktivno metodo.

Po Newtonu so k razvoju metode prispevali še drugi veliki znanstveniki, med njimi tudi Albert Einstein. 

Pomen

Znanstvena metoda je pomembna, ker je zanesljiv način pridobivanja znanja. Temelji na afirmacijah, teorijah in znanju o podatkih, poskusih in opazovanjih.

Zato je bistvenega pomena za napredek družbe v tehnologiji, znanosti na splošno, zdravje in na splošno za ustvarjanje teoretičnega znanja in praktičnih aplikacij.

Na primer, ta metoda znanosti je v nasprotju z metodo, ki temelji na veri. Z vero verjamete v nekaj s tradicijo, pisanjem ali prepričanjem, ne da bi se zanašali na dokaze, ki jih je mogoče ovreči, niti ne morete izvajati poskusov ali opazovanj, ki zanikajo ali sprejemajo prepričanja te vere..

Z znanostjo lahko raziskovalec izvede korake te metode, doseže zaključke, predstavi podatke in drugi raziskovalci lahko posnemajo ta poskus ali opažanja, da ga potrdijo ali ne..

Reference

  1. Hernández Sampieri, Roberto; Fernández Collado, Carlos in Baptista Lucio, Pilar (1991). Raziskovalna metodologija (2. izd., 2001). Mehika D.F., Mehika. McGraw-Hill.
  2. Kazilek, C.J. in Pearson, David (2016, 28. junij). Kaj je znanstvena metoda? Arizona State University, Visoka šola za svobodne umetnosti in znanosti. Pridobljeno 15. januarja 2017.
  3. Lodico, Marguerite G. Spaulding, Dean T. in Voegtle, Katherine H. (2006). Metode v pedagoškem raziskovanju: od teorije do prakse (2. izd., 2010). San Francisco, ZDA. Jossey-Bass.
  4. Márquez, Omar (2000). Proces raziskovanja v družboslovju. Barinas, Venezuela UNELLEZ.
  5. Tamayo T., Mario (1987). Proces znanstvenega raziskovanja (3. izd., 1999). Mehika D.F., Mehika. Lime.
  6. Vera, Alirio (1999). Analiza podatkov. San Cristóbal, Venezuela. Nacionalna eksperimentalna univerza v Tachiri (UNET).
  7. Wolfs, Frank L. H. (2013). Uvod v znanstveno metodo. New York, ZDA. Univerza v Rochesterju, Oddelek za fiziko in astronomijo. Pridobljeno 15. januarja 2017.
  8. Wudka, José (1998, 24. september). Kaj je "znanstvena metoda"? Riverside, ZDA. Univerza v Kaliforniji, Oddelek za fiziko in astronomijo. Pridobljeno 15. januarja 2017.
  9. Martyn Shuttleworth (23. april 2009). Kdo je izumil znanstveno metodo? Preneseno dec. 23, 2017 iz Explorable.com: explorable.com.