VIDENSKABELIG METODE: DE 6 TRIN OG DERES EGENSKABER (EKSEMPEL) - VIDENSKAB - 2025

Den videnskabelige metode er en proces, der anvendes i grenene af videnskaben til at teste en videnskabelig hypotese gennem observation, spørgsmålstegn, formulering af hypotese og eksperimentering. Det er en rationel måde at opnå objektiv og pålidelig viden.

Den videnskabelige metode har derfor en række egenskaber, der definerer den: observation, eksperimentering og spørgsmål og besvarelse af spørgsmål. Imidlertid følger ikke alle forskere nøjagtigt denne proces. Nogle videnskabelige grene kan lettere testes end andre.

Trinene i den videnskabelige metode: spørgsmål, undersøgelse, formulering af hypotese, eksperiment, dataanalyse, konklusioner.

For eksempel kan forskere, der studerer, hvordan stjerner ændrer sig, når de bliver ældre, eller hvordan dinosaurer fordøjer deres mad, ikke kunne fremskynde en stjernes liv med en million år eller gennemføre undersøgelser og tests på dinosaurer for at teste deres hypoteser.

Når direkte eksperimentering ikke er mulig, ændrer forskere den videnskabelige metode. Selvom det ændrer sig med næsten enhver videnskabelig undersøgelse, er målet det samme: at opdage årsag og virkning sammenhænge ved at stille spørgsmål, indsamle og undersøge data og se, om al den tilgængelige information kan kombineres til et logisk svar.

På den anden side gennemgår en videnskabsmand ofte stadierne i den videnskabelige metode, da nye oplysninger, data eller konklusioner kan gøre det nødvendigt at gennemgå trinene igen.

For eksempel kan en videnskabsmand antage, at "overspisning fremskynder aldring", udfører et eksperiment og drager en konklusion. Du kan derefter gå gennem trinnene igen og starte med en anden hypotese, såsom "at spise for meget sukker fremskynder aldring."

Hvad er den videnskabelige metode, og hvad er den til?

Den videnskabelige metode er en empirisk undersøgelsesmetode, der tjener til at skaffe ny viden og information. "Empirisk" betyder, at det er baseret på virkeligheden, bruger data; det er det modsatte af "teoretisk." Derfor bruger forskere den videnskabelige metode til at lære om virkeligheden, indsamle data og udføre eksperimenter. Det kan opdeles i seks trin / faser / faser, der gælder for alle typer forskning:

-Spørgsmål baseret på observation.

-Efterforskning.

-Formulering af hypotesen.

-Experimentation.

-Analyse af data.

- Afvis eller accepter hypotesen (konklusioner).

Dernæst vil jeg vise de grundlæggende skridt, der tages, når man foretager en undersøgelse. Så at du forstår det bedre, vil jeg i slutningen af ​​artiklen efterlade et eksempel på anvendelsen af ​​trinnene i et biologi-eksperiment; i opdagelsen af ​​strukturen af ​​DNA.

De vigtigste egenskaber ved den videnskabelige metode

- Brug observation som udgangspunkt.

- Stil spørgsmål og svar. For at formulere en hypotese stiller forskeren spørgsmål og svar på en systematisk måde og forsøger at etablere forhold-årsag-virkning i aspekter af virkeligheden.

- Kræver verifikation, det vil sige, at resultaterne skal verificeres af forskellige forskere.

- Genererer tilbagevendende konklusioner. Hvis konklusionerne ikke kan verificeres, kan den videnskabelige metode ikke anvendes.

- producerer reproducerbare resultater; eksperimenterne kan gentages af forskere for at forsøge at opnå de samme resultater.

- Det er objektivt; det er baseret på eksperimentering og observation, ikke på subjektive meninger.

Hvad er trin i den videnskabelige metode? Hvad de består af og deres egenskaber

Trin 1- Stil et spørgsmål baseret på observationen

Den videnskabelige metode begynder, når forskeren / forskeren stiller et spørgsmål om noget, han har observeret eller undersøger: Hvordan, hvad, hvornår, hvem, hvad, hvorfor eller hvor?

Eksempler på observationer og spørgsmål:

- Louis Pasteur observerede under et mikroskop, at silkeorme i det sydlige Frankrig havde sygdomme inficeret af parasitter.

- En biolog observerer under mikroskopet, at tilstedeværelsen af ​​visse typer celler forbedrer symptomerne på kopper. Måske spørger du, kæmper disse celler mod koppevirus?

- Albert Einstein, da han udviklede sin teori om særlig relativitet, spurgte sig selv: Hvad ville du se, hvis du kunne gå ved siden af ​​en lysstråle, når den forplantes gennem rummet?

Trin 2- Undersøgelse

Dette trin består i at forske, indsamle information for at hjælpe med at besvare spørgsmålet. Det er vigtigt, at den indsamlede information er objektiv og fra pålidelige kilder. De kan undersøges gennem internetdatabaser, blandt biblioteker, bøger, interviews, forskning.

Der er flere typer videnskabelig observation. De mest almindelige er direkte og indirekte.

Trin 3 - Hypotese formulering

Den tredje fase er formuleringen af ​​hypotesen. En hypotese er en erklæring, der kan bruges til at forudsige resultatet af fremtidige observationer.

Eksempler på hypoteser:

• Fodboldspillere, der træner regelmæssigt og drager fordel af tid, scorer flere mål end dem, der går glip af 15% af træningssessionerne.
• Nye forældre, der har studeret videregående uddannelser, er i 70% af tilfældene mere afslappede i fødsel.

En nyttig hypotese skal tillade forudsigelser ved at resonnere, inklusive deduktiv begrundelse. Hypotesen kunne forudsige resultatet af et eksperiment i et laboratorium eller iagttagelse af et fænomen i naturen.

Hvis forudsigelserne ikke er tilgængelige ved observation eller erfaring, er hypotesen endnu ikke testbar og vil forblive til det uvidenskabelige mål. Senere kunne en ny teknologi eller teori gøre de nødvendige eksperimenter mulige.

Trin 4 - Eksperimentering

Eksperimenter sag med mennesker.

Det næste trin er eksperimentering, når forskere udfører såkaldte videnskabseksperimenter, hvor hypoteser testes.

De forudsigelser, som hypoteserne forsøger at gøre, kan testes med eksperimenter. Hvis testresultaterne er i modstrid med forudsigelserne, sættes spørgsmålstegn ved hypoteserne og bliver mindre bæredygtige.

Hvis de eksperimentelle resultater bekræfter hypotesernes forudsigelser, betragtes hypoteserne som mere korrekte, men de kan være forkerte og forblive underlagt yderligere eksperimenter.

For at undgå observationsfejl i eksperimenterne anvendes den eksperimentelle kontrolteknik. Denne teknik bruger kontrasten mellem flere prøver (eller observationer) under forskellige betingelser for at se, hvad der varierer eller forbliver den samme.

Eksempel

For at teste hypotesen "væksten i græsset afhænger ikke af lysmængden", må man observere og tage data fra græs, der ikke er udsat for lys.

Dette kaldes en "kontrolgruppe." De er identiske med de andre eksperimentelle grupper, undtagen for den variabel, der undersøges.

Det er vigtigt at huske, at kontrolgruppen kun kan afvige fra enhver eksperimentel gruppe med en variabel. På den måde kan du vide, at det er den variabel, der producerer ændringer eller ej.

For eksempel kan græs uden for i skyggen ikke sammenlignes med græs i solen. Græsset i den ene by er heller ikke det med en anden. Der er variabler mellem de to grupper ud over lys, såsom jordfugtighed og pH.

Et andet eksempel på en meget almindelig kontrolgruppe

Eksperimenter til at finde ud af, om et lægemiddel er effektivt til behandling af det, der ønskes, er meget almindelige. Hvis du f.eks. Vil vide effekterne af aspirin, kan du bruge to grupper i et første eksperiment:

• Eksperimentel gruppe 1, hvortil aspirin leveres.
• Kontrolgruppe 2 med de samme egenskaber som gruppe 1, og hvortil aspirin ikke blev leveret.

Trin 5: dataanalyse

Efter eksperimentet tages dataene, som kan være i form af tal, ja / nej, tilstedeværende / fraværende eller andre observationer.

Den systematiske og omhyggelige indsamling af målinger og data er forskellen mellem pseudovidenskaber som alkymi og videnskaber som kemi eller biologi. Målinger kan foretages i et kontrolleret miljø, såsom et laboratorium, eller på mere eller mindre utilgængelige eller ikke-manipulerbare objekter, såsom stjerner eller menneskelige populationer.

Målinger kræver ofte specialiserede videnskabelige instrumenter som termometre, mikroskoper, spektroskoper, partikelacceleratorer, voltmetre…

Dette trin involverer at bestemme, hvad resultaterne af eksperimentet viser, og beslutte de næste handlinger, der skal udføres. I tilfælde, hvor et eksperiment gentages mange gange, kan det være nødvendigt med statistisk analyse.

Hvis beviset har afvist hypotesen, kræves en ny hypotese. Hvis dataene fra eksperimentet understøtter hypotesen, men beviset ikke er stærk nok, bør andre forudsigelser af hypotesen testes sammen med andre eksperimenter.

Når en hypotese er stærkt understøttet af beviserne, kan et nyt forskningsspørgsmål blive bedt om at give flere oplysninger om det samme emne.

Trin 6: Konklusioner. Fortolke dataene og accepter eller afvis hypotesen

For mange eksperimenter dannes konklusioner på grundlag af en uformel analyse af dataene. Bare spørg, passer dataene til hypotesen? det er en måde at acceptere eller afvise en hypotese.

Det er dog bedre at anvende en statistisk analyse på dataene, for at etablere en grad af 'accept' eller 'afvisning'. Matematik er også nyttig til at evaluere virkningerne af målefejl og andre usikkerheder i et eksperiment.

Hvis hypotesen accepteres, er det ikke garanteret at være den rigtige hypotese. Dette betyder bare, at resultaterne af eksperimentet understøtter hypotesen. Det er muligt at duplikere eksperimentet og få forskellige resultater næste gang. Hypotesen forklarer muligvis også observationer, men det er den forkerte forklaring.

Hvis hypotesen afvises, kan det være slutningen på eksperimentet, eller det kan gøres igen. Hvis du gentager processen, har du flere observationer og flere data.

Andre trin er: 7- Kommuniker resultater og 8- Kontroller resultaterne ved at gentage forskningen (udført af andre forskere)

Hvis et eksperiment ikke kan gentages for at producere de samme resultater, betyder det, at de originale resultater kunne have været forkerte. Som et resultat er det almindeligt, at et enkelt eksperiment udføres flere gange, især når der er ukontrollerede variabler eller andre indikationer på eksperimentel fejl.

For at opnå markante eller overraskende resultater kan andre forskere også forsøge at gentage resultaterne selv, især hvis disse resultater er vigtige for deres eget arbejde.

Ægte eksempel på videnskabelig metode i opdagelsen af ​​DNA-strukturen

Historien om opdagelsen af ​​DNA-strukturen er et klassisk eksempel på trinnene i den videnskabelige metode: I 1950 blev det kendt, at genetisk arv havde en matematisk beskrivelse fra studierne af Gregor Mendel, og at DNA indeholdt genetisk information.

Mekanismen for lagring af genetisk information (dvs. gener) i DNA var imidlertid uklar.

Det er vigtigt at bemærke, at ikke kun Watson og Crick deltog i opdagelsen af ​​DNA-strukturen, selvom de blev tildelt Nobelprisen. Mange tids forskere bidrog med viden, data, ideer og opdagelser.

Spørgsmål fra observationer

Tidligere forskning på DNA havde bestemt dens kemiske sammensætning (de fire nukleotider), strukturen af ​​hvert af nukleotiderne og andre egenskaber.

DNA blev identificeret som bærer af genetisk information ved Avery-MacLeod-McCarty-eksperimentet i 1944, men mekanismen for, hvordan genetisk information opbevares i DNA, var uklar.

Spørgsmålet kan derfor være:

Efterforskning

De involverede mennesker, herunder Linus Pauling, Watson eller Crick, undersøgte og søgte efter information; i dette tilfælde muligvis undersøgelse af tiden, bøger og samtaler med kolleger.

hypotese

Linus Pauling foreslog, at DNA kunne være en tredobbelt helix. Denne hypotese blev også overvejet af Francis Crick og James D. Watson, men de kasserede den.

Da Watson og Crick fik kendskab til Paulings hypotese, forstod de ud fra de eksisterende data, at han havde forkert, og Pauling indrømmede snart hans vanskeligheder med denne struktur. Derfor var løbet om at opdage strukturen af ​​DNA at finde den korrekte struktur.

Hvilken forudsigelse ville hypotesen give? Hvis DNA havde en spiralformet struktur, ville dens røntgendiffraktionsmønster være X-formet.

Derfor ville hypotesen om, at DNA har en dobbelt spiralstruktur, blive testet med røntgenresultater / data.Specifikt blev den testet med røntgenstrålediffraktionsdata leveret af Rosalind Franklin, James Watson og Francis Crick i 1953.

Eksperiment

Rosalind Franklin krystalliserede rent DNA og udførte røntgenstrålediffraktion for at fremstille fotografi 51. Resultaterne viste en X-form.

Eksperimentelle beviser, der understøtter Watson- og Crick-modellen, blev demonstreret i en serie af fem artikler, der blev offentliggjort i Nature.

Af disse var papiret fra Franklin og Raymond Gosling den første publikation med røntgendiffraktionsdata til understøttelse af Watson og Crick-modellen.

Analyse og konklusioner

Da Watson så det detaljerede diffraktionsmønster, genkendte han det straks som en helix.

Han og Crick producerede deres model ved hjælp af denne information sammen med tidligere kendt information om sammensætningen af ​​DNA og om molekylære interaktioner, såsom hydrogenbinding.

Historie

Fordi det er vanskeligt at definere nøjagtigt, hvornår den videnskabelige metode begyndte at blive brugt, er det vanskeligt at besvare spørgsmålet om, hvem der skabte den.

Metoden og dens trin udviklede sig over tid, og de videnskabsmænd, der brugte den, gav deres bidrag, udviklede sig og forfinede lidt efter lidt.

Aristoteles og grækerne

Aristoteles, en af ​​de mest indflydelsesrige filosoffer i historien, var grundlæggeren af ​​empirisk videnskab, det vil sige processen med at teste hypoteser fra erfaring, eksperimentering og direkte og indirekte observationer.

Grækerne var den første vestlige civilisation, der begyndte at observere og måle for at forstå og studere verdens fænomener, men der var ingen struktur til at kalde det den videnskabelige metode.

Muslimer og islams gyldne tidsalder

Faktisk begyndte udviklingen af ​​den moderne videnskabelige metode med muslimske lærde under islams gyldne tidsalder i det 10. til det 14. århundrede. Senere fortsatte oplysningens filosof-videnskabsmænd med at forfine den.

Blandt alle lærde, der bidrog, var Alhacen (Abū 'Alī al-Ḥasan ibn al-Ḥasan ibn al-Hayṯam) den største bidragyder, der blev betragtet af nogle historikere som "arkitekten for den videnskabelige metode." Hans metode havde de følgende faser, du kan se dens lighed med dem, der er forklaret i denne artikel:

-Observation af den naturlige verden.

-Etablere / definere problemet.

-Formulere en hypotese.

-Test hypotesen gennem eksperimentering.

-Vurder og analyser resultater.

-Tolk dataene og træk konklusioner.

- Offentliggør resultaterne.

renæssance

Filosofen Roger Bacon (1214 - 1284) betragtes som den første person, der anvender induktiv begrundelse som en del af den videnskabelige metode.

Under renæssancen udviklede Francis Bacon den induktive metode gennem årsag og virkning, og Descartes foreslog, at deduktion var den eneste måde at lære og forstå.

Newton og moderne videnskab

Isaac Newton kan betragtes som den videnskabsmand, der endelig har forfinet processen, indtil den i dag er kendt. Han foreslog og gennemførte det faktum, at den videnskabelige metode havde brug for både deduktiv og induktiv metode.

Efter Newton var der andre store videnskabsfolk, der bidrog til udviklingen af ​​metoden, herunder Albert Einstein.

Betydning

Den videnskabelige metode er vigtig, fordi det er en pålidelig måde at tilegne sig viden. Det er baseret på påstande, teorier og viden om data, eksperimenter og observationer.

Derfor er det vigtigt for samfundets udvikling inden for teknologi, videnskab generelt, sundhed og generelt at generere teoretisk viden og praktiske anvendelser.

For eksempel er denne videnskabsmetode i modsætning til den, der er baseret på tro. Med tro antages noget ved traditioner, skrifter eller overbevisninger uden at være baseret på bevis, der kan tilbagevises, og der kan heller ikke foretages eksperimenter eller observationer, der benægter eller accepterer troens tro.

Med videnskab kan en forsker udføre trinnene i denne metode, nå konklusioner, præsentere dataene, og andre forskere kan gentage dette eksperiment eller observationer for at validere det eller ej.

Referencer

1. Hernández Sampieri, Roberto; Fernández Collado, Carlos og Baptista Lucio, Pilar (1991). Forskningsmetodik (2. udg., 2001). Mexico DF, Mexico. McGraw-Hill.
2. Kazilek, CJ og Pearson, David (2016, 28. juni). Hvad er den videnskabelige metode? Arizona State University, College of Liberal Arts and Sciences. Åbnede 15. januar 2017.
3. Lodico, Marguerite G.; Spaulding, Dean T. og Voegtle, Katherine H. (2006). Metoder i uddannelsesforskning: Fra teori til praksis (2. udg., 2010). San Francisco, USA. Jossey-Bass.
4. Márquez, Omar (2000). Forskningsprocessen inden for samfundsvidenskab. Barinas, Venezuela. UNELLEZ.
5. Tamayo T., Mario (1987). Processen for videnskabelig forskning (3. udg., 1999). Mexico DF, Mexico. Limusa.
6. Vera, Alirio (1999). Dataanalyse. San Cristóbal, Venezuela. National Experimental University of Táchira (UNET).
7. Wolfs, Frank LH (2013). Introduktion til den videnskabelige metode. New York, USA. University of Rochester, Institut for Fysik og Astronomi. Åbnede 15. januar 2017.
8. Wudka, José (1998, 24. september). Hvad er den "videnskabelige metode"? Riverside, USA. University of California, Institut for Fysik og Astronomi. Åbnede 15. januar 2017.
9. Martyn Shuttleworth (23. apr. 2009). Hvem opfandt den videnskabelige metode? Hentet 23. december 2017 fra Explorable.com: explorable.com.