Teadusliku meetodi 6 etappi ja selle omadusi



The sammud teaduslik meetod Nad aitavad vastata teaduslikule küsimusele organiseeritud ja objektiivsel viisil. See hõlmab maailma ja selle nähtuste jälgimist, selgitamist selle kohta, mida täheldatakse, katsetatakse, kas selgitus on kehtiv, ning lõpuks selgituse vastuvõtmine või eitamine.

Seega on teaduslikul meetodil mitmeid omadusi, mis seda määratlevad: vaatlus, katsetamine, küsimuste küsimine ja neile vastamine. Kuid mitte kõik teadlased järgivad täpselt seda protsessi. Mõned teadusharud on kergemini tõestatavad kui teised.

Näiteks ei suuda teadlased, kes uurivad, kuidas tähed muutuvad vananedes või kuidas dinosaurused oma toitu seedivad, ei suuda tähte elada üle miljoni aasta ega teha uuringuid ja teste dinosaurustega, et testida nende hüpoteese..

Kui otsene eksperimenteerimine ei ole võimalik, muudavad teadlased teaduslikku meetodit. Kuigi seda on peaaegu iga teadusliku uurimise käigus muudetud, on eesmärk sama: leida põhjus-seos suhteid küsimuste esitamise, andmete kogumise ja uurimise teel ning näha, kas kogu olemasolevat teavet saab loogiliselt reageerida.

Teisalt on teadusliku meetodi etapid sageli iteratiivsed; uus teave, tähelepanekud või ideed võivad põhjustada samme korrata.

Teadusliku meetodi protokolle võib jagada kuueks etapiks / faasiks / etapiks, mis kehtivad kõikidele uuringutüüpidele:

-Küsimus

-Vaatlus

-Hüpoteesi koostamine

-Katse

-Andmete analüüs

-Hüpoteesi tagasi lükata või nõustuda.

Allpool näitan uurimise käigus tehtavaid põhilisi samme. Et seda paremini mõista, jätan artikli lõpus näite bioloogia eksperimendi sammude rakendamisest; DNA struktuuri avastamisel.

Indeks

  • 1 Millised on teadusliku meetodi sammud? Mida nad on ja nende omadused
    • 1.1 1. samm Esitage küsimus
    • 1.2 Etapp 2 Vaatlus
    • 1.3 3. etapp Hüpoteeside sõnastamine
    • 1.4 4. etapp Katse
    • 1.5 5. samm: andmete analüüs
    • 1.6 6. etapp: järeldused. Tõlgendage andmeid ja aktsepteerige või lükake hüpotees tagasi
    • 1.7 Teised sammud on järgmised: 7 - avaldada tulemused ja 8 kontrollida uurimistulemusi (mida teevad teised teadlased)
  • 2 DNA struktuuri avastamise teadusliku meetodi tegelik näide
    • 2.1 Küsimus
    • 2.2 Vaatlus ja hüpotees
    • 2.3 Eksperiment
    • 2.4 Analüüs ja järeldused
  • 3 Ajalugu
    • 3.1 Aristoteles ja kreeklased
    • 3.2 moslemid ja islami kuldne aeg
    • 3.3 Renessanss
    • 3.4 Newton ja kaasaegne teadus
  • 4 Tähtsus
  • 5 Viited

Millised on teadusliku meetodi sammud? Mida nad on ja nende omadused

1. samm Esitage küsimus

Teaduslik meetod algab siis, kui teadlane / uurija esitab küsimuse, mida ta on jälginud või mida ta uurib: Kuidas, mida, millal, kes, mida, miks või kus?

Näiteks küsis Albert Einstein, kui ta arendas oma erilise suhtelisuse teooriat, endalt: Mida ta näeks, kui ta saaks kõndida valgusvihu kõrval ruumi levides??

2. samm

See etapp hõlmab tähelepanekute tegemist ja teabe kogumist, mis aitab vastata küsimusele. Tähelepanekud ei tohiks olla mitteametlikud, vaid tahtlikud, kuna kogutud teave on objektiivne.

Mõõtmiste ja andmete süstemaatiline ja hoolikas kogumine on erinevus pseudoteaduste, näiteks alkeemia ja teaduse, nagu keemia või bioloogia vahel..

Mõõtmisi saab teha kontrollitud keskkonnas, näiteks laboris, või enam-vähem ligipääsmatutel või mittetöötavatel objektidel, nagu tähed või inimeste populatsioonid.

Mõõtmised nõuavad sageli spetsiaalseid teaduslikke vahendeid, nagu termomeetrid, mikroskoobid, spektroskoopid, osakeste kiirendid, voltmeetrid ...

Teaduslike vaatluste liigid on mitmed. Kõige tavalisemad on otsesed ja kaudsed.

Näide tähelepanekust oleks see, mille tegi Louis Pasteur enne nakkushaiguste germinaalse teooria arendamist. Mikroskoobi all märkis ta, et Lõuna-Prantsusmaa siidiussidel olid parasiitidega nakatunud haigused.

3. etapp Hüpoteesi koostamine

Kolmas etapp on hüpoteesi sõnastus. Hüpotees on avaldus, mida saab kasutada tulevaste vaatluste tulemuste prognoosimiseks.

Nullhüpotees on uurimise alustamiseks hea hüpotees. On soovituslik selgitus nähtusele või põhjendatud ettepanekule, mis viitab võimalike seostele nähtuste kogumi vahel.

Nullhüpoteesi näide on: "kiirus, millega rohi kasvab, ei sõltu tema poolt saadava valguse hulgast"..

Hüpoteesi näited:

  • Jalgpallurid, kes treenivad korrapäraselt aega, saavad rohkem eesmärke kui need, kes 15% koolitust ei oska.
  • Esmakordselt kõrgharidust õppinud vanemad on sünnitusel 70% rohkem lõdvestunud.

Kasulik hüpotees peaks võimaldama ennustusi põhjenduste, sealhulgas deduktiivse mõtlemise abil. Hüpotees võiks ennustada laboris tehtud eksperimendi tulemust või nähtuse jälgimist looduses. Prognoos võib olla ka statistiline ja tegeleda ainult tõenäosustega.

Kui prognoosid ei ole vaatluste või kogemuste tõttu kättesaadavad, ei ole hüpotees veel testitav ja jääb sellesse ebateaduslikku meedet. Hiljem võiks uus tehnoloogia või teooria teha vajalikud katsed.

4. etapp. Katse

Järgmine samm on katsetamine, kui teadlased viivad läbi nn teaduslikud katsed, kus hüpoteese testitakse.

Prognoose, mis üritavad hüpoteesi teha, saab kontrollida eksperimentidega. Kui testi tulemused on ennustustega vastuolus, küsitletakse hüpoteese ja muutuvad vähem jätkusuutlikuks.

Kui katsetulemused kinnitavad hüpoteeside prognoose, peetakse neid korrektsemaks, kuid need võivad olla valed ja allutada uutele katsetele.

Katsete vigade vältimiseks kasutatakse eksperimentaalse kontrolli tehnikat. See meetod kasutab erinevates tingimustes mitme proovi (või vaatluste) vahelist kontrastsust, et näha, mis on erinev või mis jääb samaks.

Näide

Näiteks selleks, et testida nullhüpoteesi, "ei sõltu rohu kasvukiirus valguse hulgast", peaksime vaatlema ja võtma andmeid rohust, mis ei ole valgustatud.

Seda nimetatakse "kontrollrühmaks". Need on identsed teiste katserühmadega, välja arvatud uuritav muutuja.

Oluline on meeles pidada, et kontrollrühm võib erineda muutuvast eksperimentaalsest rühmast. Nii saate teada, mida see muutuja on see, mis toodab muudatusi või mitte.

Näiteks ei saa te varjus varjatud rohu võrrelda päikese rohuga. Ka ühe linna rohi ei ole teise linna rohi. Nende kahe rühma vahel on lisaks valgusele ka muutujad, nagu näiteks mulla niiskus ja pH.

Teine näide väga levinud kontrollrühmadest

Eksperimendid, et teada saada, kas ravimil on soovitav toime ravida, on väga levinud. Näiteks kui soovite teada aspiriini mõjusid, võite esimeses katses kasutada kahte rühma:

  • Eksperimentaalne rühm 1, millele on lisatud aspiriini.
  • 2. rühma kontroll, millel on samad 1. rühma omadused ja millele aspiriin puudub.

5. etapp: Andmete analüüs

Pärast katset tehakse andmed, mis võivad olla numbrite kujul, jah / ei, olevad / puuduvad või muud tähelepanekud.

Oluline on võtta arvesse andmeid, mida ei olnud oodata või mida ei olnud vaja. Paljud eksperimendid on saboteerinud teadlased, kes ei võta arvesse andmeid, mis ei vasta oodatule.

Selles etapis määratakse kindlaks, millised on katse tulemused ja millised on järgmised sammud. Hüpoteesi prognoose võrreldakse nullhüpoteesi omadega, et määrata, milline on andmete parem selgitamine.

Kui katset korratakse mitu korda, võib olla vajalik statistiline analüüs.

Kui tõendid on hüpoteesi tagasi lükanud, on vaja uut hüpoteesi. Kui eksperimentaalsed andmed toetavad hüpoteesi, kuid tõendid ei ole piisavalt tugevad, tuleks muid hüpoteesi ennustusi teiste katsetega katsetada.

Kui hüpotees tugineb tõendusmaterjalile, võib uue teema kohta küsida uut uurimisküsimust.

6. etapp: järeldused. Tõlgendage andmeid ja aktsepteerige või lükake hüpotees tagasi

Paljude katsete puhul tehakse järeldused andmete mitteametliku analüüsi põhjal. Küsige lihtsalt, kas andmed sobivad hüpoteesiga? see on hüpoteesi vastuvõtmise või tagasilükkamise viis.

Siiski on parem kasutada andmete statistilist analüüsi, et määrata kindlaks „aktsepteerimise” või „tagasilükkamise” aste. Matemaatika on kasulik ka mõõtmisvigade ja muude ebakindluste mõju hindamiseks eksperimendis.

Kui hüpotees aktsepteeritakse, ei ole garanteeritud, et see on õige hüpotees. See tähendab ainult seda, et eksperimendi tulemused toetavad hüpoteesi. Eksperimenti on võimalik korrata ja järgmisel korral saada erinevaid tulemusi. Hüpotees võib ka selgitusi selgitada, kuid see on vale selgitus.

Kui hüpotees lükatakse tagasi, võib see olla katse lõpp või seda saab uuesti teha. Kui protsess viiakse uuesti läbi, võetakse rohkem tähelepanekuid ja rohkem andmeid.

Teised sammud on järgmised: 7 - avaldada tulemused ja 8 - kontrollida tulemusi, mis on uuringu koopiad (tehtud teiste teadlaste poolt)

Kui katset ei saa sama tulemuse saamiseks korrata, tähendab see, et algsed tulemused võisid olla valed. Selle tulemusena on tavaline, et ühekordne katse viiakse läbi mitu korda, eriti kui on kontrollimatuid muutujaid või muid viiteid katsevigadele.

Oluliste või üllatavate tulemuste saamiseks võivad teised teadlased proovida tulemusi iseseisvalt korrata, eriti kui need tulemused on oma töö jaoks olulised..

Reaalne näide DNA-struktuuri avastamise teaduslikust meetodist

DNA struktuuri avastamise ajalugu on klassikaline näide teadusliku meetodi sammudest: 1950. aastal oli teada, et geneetilisel pärandil oli matemaatiline kirjeldus, Gregor Mendeli uuringud ja et DNA sisaldas geneetilist teavet.

Kuid geneetilise informatsiooni säilitamise mehhanism (st geenid) DNA-s ei olnud selge.

Oluline on meeles pidada, et ainult Watson ja Crick osalesid DNA struktuuri avastamisel, kuigi neile anti Nobeli preemia. Nad aitasid kaasa teadmisi, andmeid, ideid ja avastusi paljudele ajastute teadlastele.

Küsimus

Varasemad DNA uuringud määrasid selle keemilise koostise (neli nukleotiidi), iga nukleotiidi struktuuri ja muid omadusi.

DNA oli 1944. aastal Avery-MacLeod-McCarty eksperimendis geneetilise informatsiooni kandjana identifitseeritud, kuid geneetilise informatsiooni DNA-s säilitamise mehhanism ei olnud selge.

Seega võib küsimus olla:

Kuidas geneetilist teavet DNA-s säilitatakse?

Vaatlus ja hüpotees

Kõik, mis sel ajal uuriti DNA kohta, koosnes tähelepanekutest. Sel juhul tehti vaatlusi sageli mikroskoobi või röntgeniga.

Linus Pauling tegi ettepaneku, et DNA võiks olla kolmekordne spiraal. Seda hüpoteesi kaalusid ka Francis Crick ja James D. Watson, kuid need jäeti kõrvale.

Kui Watson ja Crick teadsid Paulingi hüpoteesi, mõistsid nad olemasolevatest andmetest, et ta eksis, ja Pauling tunnistas peagi oma raskused selle struktuuriga. Seetõttu oli DNA struktuuri avastamise võistluseks õige struktuuri avastamine.

Milline oleks hüpoteesi prognoos? Kui DNA-l oli spiraalne struktuur, oleks selle röntgendifraktsiooni muster X-kujuline.

Seetõttu, hüpotees, et DNA-l on kahekordne spiraalstruktuur testitakse röntgenitulemuste / -andmetega, mis on spetsiaalselt testitud Rosalind Franklini, James Watsoni ja Francis Cricki poolt esitatud röntgendifraktsiooniandmetega 1953. aastal.

Eksperiment

Rosalind Franklin kristalliseeris puhta DNA ja tegi röntgendifraktsiooni, et toota foto 51. Tulemused näitasid X-vormi.

Viiest artiklis avaldatud artiklist Loodus demonstreeriti Watsoni ja Cricki mudelit toetavaid eksperimentaalseid tõendeid.

Nendest, Franklini ja Raymond Goslingi artikkel, oli esimene väljaanne koos röntgendifraktsiooniandmetega, mis toetasid Watsoni ja Cricki mudelit

Analüüs ja järeldused

Kui Watson nägi üksikasjalikku difraktsioonimustrit, tundis ta selle kohe heliiksi.

Ta ja Crick esitasid oma mudeli, kasutades seda teavet koos varem teadaoleva informatsiooniga DNA koostise ja molekulaarsete interaktsioonide kohta, nagu vesiniksidemed..

Ajalugu

Kuna teadusliku meetodi kasutamist on raske täpselt määratleda, on raske vastata küsimusele, kes on teadusliku meetodi loomise.

Meetod ja selle sammud muutusid aja jooksul ja teadlasi, kes seda kasutasid, andsid oma panuse, arendades ja täpsustades vähehaaval.

Aristoteles ja kreeklased

Aristoteles, üks mõjukamaid filosoofe, oli empiirilise teaduse asutaja, st kogemuste, eksperimenteerimise ning otsese ja kaudse vaatluse hüpoteeside testimise protsess..

Kreeklased olid esimene Lääne tsivilisatsioon, mis hakkas täheldama ja mõõta maailma nähtuste mõistmiseks ja uurimiseks, kuid sellist teaduslikku meetodit ei kutsutud..

Moslemid ja islami kuldne aeg

Tegelikult algas kaasaegse teadusliku meetodi arendamine islami kuldajastu ajal moslemiteadlastega kümnendast kuni neljateistkümnendale sajandile. Hiljem jätkasid valgustatuse filosoofid-teadlased selle täiustamist.

Kõigi oma panustanud teadlaste hulgas oli peamine toetaja Alhacén (Abū Alī al-Ḥasan ibn al-anasan ibn al-Hayṯam), mida mõned ajaloolased pidasid "teadusliku meetodi arhitektiks". Tema meetodil olid järgmised etapid, näete selle sarnasust käesolevas artiklis selgitatud:

-Loodusliku maailma vaatlemine.

-Probleemi kehtestamine / määratlemine.

-Formuleerige hüpotees.

-Testige hüpoteesi läbi eksperimenteerimise.

-Hinnake ja analüüsige tulemusi.

-Tõlgendada andmeid ja teha järeldusi.

-Avaldage tulemused.

Renessanss

Filosoof Roger Bacon (1214 - 1284) loetakse esimeseks isikuks, kes rakendab teadusliku meetodi osana induktiivset mõtlemist.

Renessanssiajal arendas Francis Bacon induktiivset meetodit põhjuse ja tagajärje kaudu ning Descartes tegi ettepaneku, et mahaarvamine oli ainus viis õppida ja mõista.

Newton ja kaasaegne teadus

Isaac Newtonit võib pidada teadlaseks, kes rafineeris lõpuks protsessi seni, kuni see on teada. Ta tegi ettepaneku ja rakendas seda, et teaduslik meetod vajab nii deduktiivset kui ka induktiivset meetodit.

Pärast Newtoni olid selle meetodi väljatöötamisele kaasa aidanud ka teised suured teadlased, nende hulgas Albert Einstein. 

Olulisus

Teaduslik meetod on oluline, sest see on usaldusväärne viis teadmiste omandamiseks. See põhineb kinnitustel, teooriatel ja teadmistel andmete, katsete ja vaatluste kohta.

Seetõttu on oluline ühiskonna edendamisel tehnoloogias, teaduses üldiselt, tervises ja üldiselt luua teoreetilisi teadmisi ja praktilisi rakendusi..

Näiteks on see teaduse meetod vastuolus usul põhineva meetodiga. Uskudes usute midagi traditsioonide, kirjutamise või veendumuste järgi, tuginedes tõendusmaterjalidele, mida saab ümber lükata, samuti ei saa te teha eksperimente või tähelepanekuid, mis eitavad või aktsepteerivad selle usu uskumusi..

Teaduse abil saab teadlane teostada selle meetodi samme, jõuda järeldustele, esitada andmeid ja teised teadlased saavad selle katse või tähelepanekute kordamiseks seda teha või mitte..

Viited

  1. Hernández Sampieri, Roberto; Fernández Collado, Carlos ja Baptista Lucio, Pilar (1991). Teadusuuringute metoodika (2. väljaanne, 2001). Mehhiko D.F., Mehhiko. McGraw-Hill.
  2. Kazilek, C.J. ja Pearson, David (2016, 28. juuni). Mis on teaduslik meetod? Arizona Riiklik Ülikool, Vabade Kunstide ja Teaduste Kolledž. Välja otsitud 15. jaanuaril 2017.
  3. Lodico, Marguerite G .; Spaulding, Dean T. ja Voegtle, Katherine H. (2006). Haridusuuringute meetodid: teooriast praktikasse (2. väljaanne, 2010). San Francisco, Ameerika Ühendriigid. Jossey-Bass.
  4. Márquez, Omar (2000). Sotsiaalteaduste uuringute protsess. Barinas, Venezuela UNELLEZ.
  5. Tamayo T., Mario (1987). Teadusuuringute protsess (3. trükk, 1999). Mehhiko D.F., Mehhiko. Lubi.
  6. Vera, Alirio (1999). Andmete analüüs. San Cristóbal, Venezuela. Tachira riiklik eksperimentaalne ülikool (UNET).
  7. Wolfs, Frank L. H. (2013). Teadusmeetodi tutvustus. New York, Ameerika Ühendriigid. Rochesteri ülikool, füüsika ja astronoomia osakond. Välja otsitud 15. jaanuaril 2017.
  8. Wudka, José (1998, 24. september). Mis on "teaduslik meetod"? Riverside, Ameerika Ühendriigid. California ülikool, füüsika ja astronoomia osakond. Välja otsitud 15. jaanuaril 2017.
  9. Martyn Shuttleworth (23. aprill 2009). Kes leiutas teadusliku meetodi? Välja otsitud 23. detsember 2017 alates Explorable.com: explorable.com.