Kaj je eksperimentalna znanstvena metoda?



The eksperimentalna znanstvena metoda je niz tehnik, ki se uporabljajo za raziskovanje pojavov, pridobivanje novega znanja ali popravljanje in povezovanje predhodnega znanja.

Uporablja se v znanstvenih raziskavah in temelji na sistematičnem opazovanju, merjenju, eksperimentiranju, oblikovanju testov in spreminjanju hipotez. Ta splošna metoda se izvaja ne samo v biologiji, ampak tudi v kemiji, fiziki, geologiji in drugih znanostih.

S pomočjo eksperimentalne znanstvene metode poskušajo znanstveniki napovedati in morda nadzorovati prihodnje dogodke na podlagi sedanjega in preteklega znanja.

Imenuje se tudi induktivna metoda, ki jo raziskovalci najbolj uporabljajo v znanosti, saj je to del znanstvene metodologije. 

To je značilno, ker lahko raziskovalci namerno nadzorujejo spremenljivke, da bi razmejili odnose med njimi.

Te spremenljivke so lahko odvisne ali neodvisne, saj so bistvene za zbiranje podatkov, pridobljenih iz eksperimentalne skupine, in tudi za njihovo vedenje. To omogoča razgradnjo zavestnih procesov v njihovih elementih, odkrivanje njihovih možnih povezav in določanje zakonitosti teh povezav. 

Sposobnost natančnih napovedi je odvisna od sedmih korakov eksperimentalne znanstvene metode.

Faze eksperimentalne znanstvene metode

Ta opažanja morajo biti objektivna, ne subjektivna. Z drugimi besedami, ugotovitve morajo preveriti drugi znanstveniki. Subjektivna opazovanja, ki temeljijo na osebnih mnenjih in prepričanjih, niso del znanstvenega področja.

Primeri:

  • Ciljna ugotovitev: v tem prostoru je temperatura 20 ° C.
  • Subjektivna izjava: v tej sobi se ohladi.

Prvi korak v eksperimentalni znanstveni metodi je objektivno opazovanje. Ta opažanja temeljijo na konkretnih dejstvih, ki so se že zgodila in jih lahko drugi potrdijo kot resnične ali lažne.

2. Hipoteza

Opažanja nam govorijo o preteklosti ali sedanjosti. Kot znanstveniki želimo biti sposobni napovedati prihodnje dogodke. Zato moramo uporabiti našo sposobnost razumevanja.

Znanstveniki uporabljajo svoje znanje o preteklih dogodkih, da bi razvili splošno načelo ali razlago, ki bo pomagala predvideti prihodnje dogodke.

Splošno načelo se imenuje hipoteza. Vrsta sklepanja se imenuje induktivno sklepanje (izhaja iz posploševanja iz določenih podrobnosti)..

Hipoteza mora imeti naslednje značilnosti:

  • To mora biti splošno načelo, ki se ohranja skozi prostor in čas.
  • To mora biti previdna ideja.
  • Strinjati se morate z razpoložljivimi opažanji.
  • Moral bi biti čim bolj preprost.
  • Mora biti preverljiva in potencialno napačna. Z drugimi besedami, obstajati mora način, da se dokaže, da je hipoteza napačna, način, kako ovreči hipotezo.

Na primer: "Nekateri sesalci imajo dva zadnja uda" bi bila neuporabna hipoteza. Ni opazka, ki ne bi ustrezala tej hipotezi! Nasprotno pa je "Vsi sesalci imajo dva zadnja uda" dobra hipoteza.

Ko najdemo kite, ki nimajo zadnjih okončin, bi pokazali, da je naša hipoteza napačna, hipotezo smo falsificirali..

Ko hipoteza implicira vzročno-posledično razmerje, izjavljamo, da naša hipoteza kaže, da ni učinka. Hipoteza, ki ne vpliva na noben učinek, se imenuje ničelna hipoteza. Na primer, zdravilo Celebra ne pomaga pri lajšanju revmatoidnega artritisa.

Iz izdelave hipoteze, ki je pogojna in lahko ali pa ne drži, moramo narediti napoved o naši raziskavi in ​​hipotezi.

Hipoteza mora biti široka in mora biti enotna v času in prostoru. Znanstveniki običajno ne morejo preveriti vseh možnih situacij, v katerih bi lahko uporabili hipotezo. Na primer, upoštevajte hipotezo: Vse rastlinske celice imajo jedro.

Ne moremo pregledati vseh živih rastlin in vseh rastlin, ki so živele, da bi videli, če je ta hipoteza napačna. Namesto tega ustvarjamo napoved z uporabo deduktivnega sklepanja (generiranje posebnega pričakovanja generalizacije).

Iz naše hipoteze lahko naredimo naslednjo napoved: če bom pregledal celice listov trave, bo vsak imel jedro.

Zdaj pa si poglejmo hipotezo o zdravilu: zdravilo Celebra ne pomaga pri lajšanju revmatoidnega artritisa.

Da bi preizkusili to hipotezo, bi morali izbrati določen sklop pogojev in nato napovedati, kaj bi se zgodilo v teh pogojih, če bi bila hipoteza resnična..

Pogoji, ki jih boste morda želeli testirati, so uporabljeni odmerki, trajanje jemanja zdravila, starost bolnikov in število ljudi, ki jih je treba pregledati..

Vsi ti pogoji, ki so predmet spremembe, se imenujejo spremenljivke. Za merjenje učinka Celebre moramo izvesti kontroliran poskus.

Eksperimentalna skupina je podvržena spremenljivki, ki jo želimo testirati in kontrolna skupina ni izpostavljena tej spremenljivki.

V nadzorovanem poskusu je edina spremenljivka, ki mora biti različna med obema skupinama, spremenljivka, ki jo želimo testirati.

Naredimo napoved, ki temelji na opazovanju učinka Celebre v laboratoriju. Napoved je: Bolniki z revmatoidnim artritisom, ki jemljejo zdravilo Celebra in bolniki, ki jemljejo placebo (tableta škroba namesto zdravila), se ne razlikujejo v resnosti revmatoidnega artritisa..

Ponovno se obrnemo na naše čutno zaznavanje, da zberemo informacije. Zasnovali smo eksperiment, ki temelji na naši napovedi.

Naš poskus bi lahko bil naslednji: 1000 bolnikov med 50. in 70. letom sta naključno razporejeni v eno od dveh skupin po 500.

Poskusna skupina bo zdravilo Celebra jemala štirikrat na dan, kontrolna skupina pa bo štirikrat na dan jemala škrobni placebo. Bolniki ne bodo vedeli, ali so njihove tablete Celebra ali placebo. Bolniki bodo zdravilo jemali dva meseca.

Po dveh mesecih se opravijo zdravniški pregledi, da se ugotovi, ali se je gibljivost rok in prstov spremenila.

Naš poskus je dal naslednje rezultate: 350 od 500 ljudi, ki so jemali zdravilo Celebra, so poročali o zmanjšanem artritisu ob koncu obdobja. 65 od 500 ljudi, ki so jemali placebo, so poročali o izboljšanju.

Zdi se, da podatki kažejo, da je bil Celebra pomemben. Za dokazovanje učinka moramo narediti statistično analizo. Takšna analiza pokaže, da obstaja statistično pomemben učinek Celebre.

Iz naše analize poskusa imamo dva možna rezultata: rezultati sovpadajo z napovedjo ali se ne strinjajo s predvidevanjem.

V našem primeru lahko zavrnemo svojo napoved, da Celebra nima učinka. Ker je napoved napačna, moramo zavrniti tudi hipotezo, na kateri je temeljila.

Naša naloga je, da hipotezo ponovimo na način, ki je skladen z razpoložljivimi informacijami. Naša hipoteza bi lahko bila: dajanje zdravila Celebra zmanjša revmatoidni artritis v primerjavi z dajanjem placeba..

S trenutnimi informacijami sprejmemo našo hipotezo kot resnično. Ali smo pokazali, da je to res? Nikakor ne! Vedno obstajajo druge razlage, ki lahko pojasnijo rezultate.

Možno je, da se bo več kot 500 bolnikov, ki so jemali zdravilo Celebra, vseeno izboljšalo. Možno je, da je več bolnikov, ki so jemali Celebro, vsak dan pojedli banane in da so banane izboljšale artritis. Lahko predlagate nešteto drugih razlag.

Kako lahko dokažemo, da je naša nova hipoteza resnična? Nikoli ne bomo mogli Znanstvena metoda ne omogoča dokazovanja hipoteze.

Hipoteze je mogoče zavrniti, pri čemer se ta hipoteza vzame kot napačna. Vse, kar lahko rečemo o hipotezi, ki se upira, je, da nismo našli dokaza, da bi ga ovrgli.

Veliko je razlike med tem, da ne moremo ovreči in dokazati. Prepričajte se, da razumete to razliko, saj je osnova eksperimentalne znanstvene metode. Torej, kaj bi naredili z našo prejšnjo hipotezo??

Trenutno ga sprejmemo kot resnično, toda če hočemo biti strogi, moramo hipotezo predložiti več preskusom, ki lahko dokažejo, da je narobe.

Na primer, lahko ponovimo poskus, vendar spremenite kontrolno in poskusno skupino. Če hipoteza ostane stalna po naših prizadevanjih, da jo uničimo, se lahko počutimo bolj samozavestni, če jo sprejmemo kot resnično.

Vendar nikoli ne bomo mogli potrditi, da je hipoteza resnična. Namesto tega ga sprejmemo kot resnično, ker se je hipoteza uprla več poskusom, da bi dokazala, da je napačna.

Znanstveniki objavljajo svoje ugotovitve v revijah in znanstvenih knjigah, v pogovorih na nacionalnih in mednarodnih srečanjih ter v seminarjih na šolah in univerzah..

Razširjanje rezultatov je bistveni del eksperimentalne znanstvene metode.

Dovolite drugim ljudem, da preverijo vaše rezultate, razvijejo nove teste svoje hipoteze ali uporabijo znanje, ki so ga pridobili za reševanje drugih težav.

Reference

  1. Achinstein P. Splošni uvod. Znanstvena pravila: zgodovinski uvod v znanstvene metode (2004). Johns Hopkins University Press.
  2. Beveridge W. Umetnost znanstvenega raziskovanja (1950). Melbourne: Heinemann.
  3. Blakstad O. Eksperimentalno raziskovanje (2008). Vzpostavljeno iz: www.explorable.com
  4. Bright W. Uvod v znanstvene raziskave (1952). McGraw-Hill.
  5. Gauch H. Znanstvena metoda v praksi (2003). Cambridge University Press.
  6. Jevons W. Načela znanosti: razprava o logiki in znanstveni metodi (1958). New York: publikacije Dover.
  7. .