Zinātniskās metodes 6 posmi un to raksturojums



The soļi zinātniskā metode Tās kalpo, lai organizētā un objektīvā veidā atbildētu uz zinātnisku jautājumu. Tas ietver pasaules un tās parādību novērošanu, izskaidrojot, kas ir novērots, pārbaudot, vai paskaidrojums ir derīgs, un beidzot pieņemt vai noraidīt skaidrojumu..

Tāpēc zinātniskajai metodei ir virkne raksturlielumu, kas to definē: novērošana, eksperimentēšana un jautājumu uzdošana un atbildēšana uz tiem. Tomēr ne visi zinātnieki seko tieši šim procesam. Dažas zinātnes nozares var vieglāk pierādīt nekā citas.

Piemēram, zinātnieki, kas mācās, kā zvaigznes mainās, kad viņi kļūst vecāki, vai kā dinozauri sagremo savu pārtiku, nevar pāriet zvaigznes zvaigznei miljonu gadu laikā vai veikt pētījumus un testus ar dinozauriem, lai pārbaudītu viņu hipotēzes.

Ja tieša eksperimentēšana nav iespējama, zinātnieki maina zinātnisko metodi. Lai gan tas ir gandrīz modificēts ar katru zinātnisko pētījumu, mērķis ir tāds pats: atklāt cēloņu un seku attiecības, uzdodot jautājumus, vācot un izskatot datus, un redzot, vai visu pieejamo informāciju var apvienot loģiski.

No otras puses, bieži zinātniskās metodes posmi ir iteratīvi; Jauna informācija, novērojumi vai idejas var izraisīt soļu atkārtošanu.

Zinātniskās metodes protokolus var iedalīt sešos posmos / fāzēs / posmos, kas attiecas uz visu veidu pētījumiem:

-Jautājums

-Novērošana

-Hipotēzes formulēšana

-Eksperiments

-Datu analīze

-Noraidiet vai pieņemiet hipotēzi.

Zemāk es parādīšu galvenos soļus, kas tiek veikti, veicot izmeklēšanu. Lai to labāk saprastu, raksta beigās es atstāšu piemēru par to, kā tiek izmantoti bioloģijas eksperimenta soļi; DNS struktūras atklāšanā.

Indekss

  • 1 Kādi ir zinātniskās metodes soļi? Ko viņi ir un to īpašības
    • 1.1. 1. solis. Uzdot jautājumu
    • 1.2. 2. posms
    • 1.3. 3. posms. Hipotēžu formulēšana
    • 1.4. 4. posms Eksperimentēšana
    • 1.5 5. posms: datu analīze
    • 1.6 6. solis. Secinājumi. Interpretējiet datus un pieņemiet vai noraidiet hipotēzi
    • 1.7. Citi pasākumi ir šādi: 7 - publicēt rezultātus un 8 - pārbaudīt rezultātus, kas atkārto pētījumu (ko veic citi zinātnieki)
  • 2 Īsts zinātniskās metodes piemērs DNS struktūras atklāšanā
    • 2.1 Jautājums
    • 2.2. Novērošana un hipotēze
    • 2.3 Eksperiments
    • 2.4. Analīze un secinājumi
  • 3 Vēsture
    • 3.1 Aristotelis un grieķi
    • 3.2. Musulmaņi un islāma zelta laikmets
    • 3.3. Renesanses
    • 3.4 Ņūtona un mūsdienu zinātne
  • 4 Nozīme
  • 5 Atsauces

Kādi ir zinātniskās metodes soļi? Ko viņi ir un to īpašības

1. solis. Uzdot jautājumu

Zinātniskā metode sākas tad, kad zinātnieks / pētnieks uzdod jautājumu par to, ko viņš ir novērojis vai ko viņš izmeklē: Kā, ko, kad, kas, kas, kāpēc vai kur?

Piemēram, Alberts Einšteins, kad viņš attīstīja savu īpašās relativitātes teoriju, jautāja sev: Ko viņš redzētu, vai viņš varētu staigāt blakus gaismas staram, izplatoties caur telpu??

2. solis. Novērošana

Šis solis ietver novērojumu un informācijas vākšanu, kas palīdzēs atbildēt uz šo jautājumu. Novērojumiem nevajadzētu būt neformāliem, bet ar nolūku, ka iegūtā informācija ir objektīva.

Sistemātiska un rūpīga mērījumu un datu vākšana ir atšķirība starp pseidonozīmēm, piemēram, alķīmiju un zinātni, piemēram, ķīmiju vai bioloģiju..

Mērījumus var veikt kontrolētā vidē, piemēram, laboratorijā, vai vairāk vai mazāk nepieejamiem vai nekomerciāliem objektiem, piemēram, zvaigznēm vai cilvēku populācijām.

Mērījumiem bieži ir nepieciešami specializēti zinātniski instrumenti, piemēram, termometri, mikroskopi, spektroskopi, daļiņu paātrinātāji, voltmetri ...

Ir vairāki zinātniskās novērošanas veidi. Visbiežāk tās ir tiešas un netiešas.

Novērojuma piemērs būtu Louis Pasteur veiktais novērojums, pirms tika izstrādāta viņa infekciozo slimību germinālā teorija. Mikroskopā viņš novēroja, ka dienvidu Francijas zīda tārpi bija inficēti ar parazītiem.

3. solis. Hipotēzes formulēšana

Trešais posms ir hipotēzes formulējums. Hipotēze ir paziņojums, ko var izmantot, lai prognozētu turpmāko novērojumu rezultātus.

Nulles hipotēze ir labs hipotēzes veids, lai sāktu izmeklēšanu. Ieteicams izskaidrot parādību vai pamatotu priekšlikumu, kas liecina par iespējamu saistību starp parādību kopumu.

Nulles hipotēzes piemērs ir šāds: "ātrums, kādā zāle aug, nav atkarīga no saņemtās gaismas daudzuma"..

Hipotēzes piemēri:

  • Futbola spēlētāji, kuri regulāri trenē laiku, gūst vairāk mērķu nekā tie, kas nepietiek 15% apmācību.
  • Pirmo reizi vecāki, kuri studējuši augstāko izglītību, ir 70% vairāk atviegloti dzemdībās.

Noderīga hipotēze ļautu prognozēt ar pamatojumu, ieskaitot deduktīvo pamatojumu. Hipotēze varētu paredzēt eksperimenta rezultātu laboratorijā vai parādības novērošanu dabā. Prognoze var būt arī statistiska un risināt tikai ar varbūtībām.

Ja prognozes nav pieejamas ar novērojumiem vai pieredzi, hipotēze vēl nav pārbaudāma un paliks šajā nezinātniskajā pasākumā. Vēlāk jauna tehnoloģija vai teorija varētu veikt nepieciešamos eksperimentus.

4. solis. Eksperiments

Nākamais solis ir eksperimentēšana, kad zinātnieki veic tā saucamos zinātniskos eksperimentus, kuros tiek pārbaudītas hipotēzes.

Prognozes, kas mēģina izdarīt hipotēzi, var pārbaudīt ar eksperimentiem. Ja testa rezultāti ir pretrunā prognozēm, hipotēzes tiek apšaubītas un kļūst mazāk ilgtspējīgas.

Ja eksperimentālie rezultāti apstiprina hipotēžu prognozes, tad tie tiek uzskatīti par pareizākiem, bet tie var būt nepareizi un joprojām pakļauti jauniem eksperimentiem.

Lai izvairītos no novērojumu kļūdas eksperimentos, tiek izmantota eksperimentālās kontroles tehnika. Šī metode izmanto kontrastu starp vairākiem paraugiem (vai novērojumiem) dažādos apstākļos, lai redzētu, kas mainās vai kas paliek nemainīgs.

Piemērs

Piemēram, lai pārbaudītu nulles hipotēzi "zālaugu augšanas ātrums nav atkarīgs no gaismas daudzuma", mums būtu jāievēro un jāņem dati no zāles, kas nav pakļautas gaismas iedarbībai..

To sauc par "kontroles grupu". Tie ir identiski pārējām eksperimentālajām grupām, izņemot mainīgo, kas tiek pētīts.

Ir svarīgi atcerēties, ka kontroles grupa var atšķirties no jebkuras eksperimentālās grupas mainīgajā. Tādā veidā jūs varat zināt, ko šis mainīgais ir kas rada izmaiņas vai nē.

Piemēram, jūs nevarat salīdzināt zāli, kas atrodas ēnā, ar zāli saulē. Arī vienas pilsētas zāle ar citu zāli. Starp abām grupām ir arī mainīgie lielumi, piemēram, augsnes mitrums un pH.

Vēl viens ļoti izplatītu kontroles grupu piemērs

Eksperimenti, lai noskaidrotu, vai zāles ir efektīvas, lai ārstētu vēlamo, ir ļoti bieži. Piemēram, ja vēlaties uzzināt aspirīna iedarbību, pirmajā eksperimentā jūs varat izmantot divas grupas:

  • Eksperimentālā grupa 1, kurai ir paredzēts aspirīns.
  • 2. grupas kontrole, kam ir tādas pašas 1. grupas pazīmes un kam aspirīns nav nodrošināts.

5. solis: Datu analīze

Pēc eksperimenta tiek iegūti dati, kas var būt skaitļi, jā / nē, klāt / nav, vai citi novērojumi.

Ir svarīgi ņemt vērā datus, kas netika gaidīti vai kas netika prasīti. Daudzi eksperimenti ir sabotēti pētniekiem, kuri neņem vērā datus, kas neatbilst gaidītajam.

Šis solis ietver eksperimenta rezultātu noteikšanu un nākamo darbību veikšanu. Hipotēzes prognozes tiek salīdzinātas ar nulles hipotēzes prognozēm, lai noteiktu, kas labāk spēj izskaidrot datus..

Gadījumos, kad eksperimentu atkārto vairākas reizes, var būt nepieciešama statistiska analīze.

Ja pierādījumi ir noraidījuši hipotēzi, ir nepieciešama jauna hipotēze. Ja eksperimentālie dati apstiprina hipotēzi, bet pierādījumi nav pietiekami spēcīgi, citas hipotēzes prognozes jāpārbauda ar citiem eksperimentiem.

Pēc tam, kad pierādījumi stingri atbalsta hipotēzi, var lūgt jaunu pētījumu jautājumu, lai sniegtu vairāk informācijas par to pašu tēmu.

6. solis. Secinājumi. Interpretējiet datus un pieņemiet vai noraidiet hipotēzi

Daudziem eksperimentiem secinājumi tiek veidoti, pamatojoties uz neformālu datu analīzi. Vienkārši jautājiet, vai dati atbilst hipotēzei? tas ir veids, kā pieņemt vai noraidīt hipotēzi.

Tomēr labāk ir izmantot statistisko analīzi datiem, lai noteiktu "pieņemšanas" vai "noraidīšanas" pakāpi. Matemātika ir noderīga arī, lai novērtētu mērījumu kļūdu un citu neskaidrību ietekmi eksperimentā.

Ja hipotēze tiek pieņemta, nav garantēta, ka tā ir pareizā hipotēze. Tas tikai nozīmē, ka eksperimenta rezultāti apstiprina hipotēzi. Eksperimentu var atkārtot un nākamajā reizē iegūt dažādus rezultātus. Hipotēze var arī izskaidrot novērojumus, bet tas ir nepareizs skaidrojums.

Ja hipotēze tiek noraidīta, tas var būt eksperimenta beigas vai to var izdarīt vēlreiz. Ja process tiek veikts vēlreiz, tiks veikti vairāk novērojumu un vairāk datu.

Citi pasākumi ir šādi: 7 - publicēt rezultātus un 8 - pārbaudīt rezultātus, kas atkārto pētījumu (ko veic citi zinātnieki)

Ja eksperimentu nevar atkārtot, lai iegūtu tādus pašus rezultātus, tas nozīmē, ka sākotnējie rezultāti varētu būt kļūdaini. Tā rezultātā ir bieži, ka vienu eksperimentu veic vairākas reizes, jo īpaši, ja ir nekontrolēti mainīgie vai citi eksperimentālās kļūdas rādītāji.

Lai iegūtu nozīmīgus vai pārsteidzošus rezultātus, citi zinātnieki var arī mēģināt atkārtot rezultātus paši, īpaši, ja šie rezultāti ir svarīgi viņu pašu darbam..

Zinātniskās metodes īstais piemērs DNS struktūras atklāšanā

DNS struktūras atklāšanas vēsture ir klasisks zinātniskās metodes soļu piemērs: 1950. gadā bija zināms, ka ģenētiskajam mantojumam bija matemātisks apraksts, no Gregor Mendel pētījumiem un ka DNS satur ģenētisko informāciju.

Tomēr ģenētiskās informācijas (ti, gēnu) uzglabāšanas mehānisms DNS nebija skaidrs.

Ir svarīgi paturēt prātā, ka DNS struktūra tika atklāta tikai Watson un Crick, lai gan viņiem tika piešķirta Nobela prēmija. Viņi sniedza zināšanas, datus, idejas un atklājumus daudziem šī brīža zinātniekiem.

Jautājums

Iepriekšējie DNS pētījumi noteica tā ķīmisko sastāvu (četri nukleotīdi), katra nukleotīda struktūru un citas īpašības.

DNS tika identificēts kā ģenētiskās informācijas nesējs ar Avery-MacLeod-McCarty eksperimentu 1944. gadā, bet mehānisms, kā ģenētiskā informācija tiek glabāta DNS, nebija skaidra.

Tāpēc jautājums varētu būt:

Kā ģenētiskā informācija tiek glabāta DNS?

Novērošana un hipotēze

Viss, kas tajā laikā tika pētīts par DNS, sastāvēja no novērojumiem. Šajā gadījumā novērojumi bieži tika veikti ar mikroskopu vai rentgenstaru.

Linus Paulings ierosināja, ka DNS varētu būt trīskāršā spirāle. Šo hipotēzi izskatīja arī Francis Crick un James D. Watson, bet tika izmesti.

Kad Watson un Crick zināja Paulinga hipotēzi, viņi no esošajiem datiem saprata, ka viņš bija nepareizi, un Paulings drīz vien atzīs savas grūtības ar šo struktūru. Tāpēc, lai atklātu DNS struktūru, bija jāatrod pareizā struktūra.

Kāda ir hipotēzes prognoze? Ja DNS ir spirālveida struktūra, tā rentgenstaru difrakcijas modelis būtu X-formas.

Tāpēc, hipotēze, ka DNS ir dubultā spirāles struktūra testēti ar rentgenstaru rezultātiem / datiem, kas īpaši pārbaudīti ar rentgenstaru difrakcijas datiem, ko sniedza Rosalind Franklin, James Watson un Francis Crick 1953. gadā.

Eksperiments

Rosalind Franklin kristalizēja tīru DNS un veica rentgenstaru difrakciju, lai iegūtu foto 51. Rezultāti parādīja X formu.

Piecu rakstu sērijā, kas publicēta 2007. \ T Daba tika demonstrēti eksperimentālie pierādījumi, kas pamato Watson un Crick modeli.

No tiem Franklin un Raymond Gosling rakstā bija pirmais izdevums ar rentgenstaru difrakcijas datiem, kas atbalstīja Watson un Crick modeli

Analīze un secinājumi

Kad Watsons ieraudzīja detalizētu difrakcijas modeli, viņš to nekavējoties atzina par spirāli.

Viņš un Crick sagatavoja savu modeli, izmantojot šo informāciju kopā ar iepriekš zināmu informāciju par DNS sastāvu un par molekulārajām mijiedarbībām, piemēram, ūdeņraža saites..

Vēsture

Tā kā ir grūti precīzi noteikt, kad zinātniskā metode tika izmantota, ir grūti atbildēt uz jautājumu, kurš radīja zinātnisko metodi.

Metode un tās pasākumi ir attīstījušies laika gaitā, un zinātnieki, kas to izmantoja, sniedza savu ieguldījumu, attīstot un pilnveidojoties paši par sevi.

Aristotelis un grieķi

Aristotelis, viens no ietekmīgākajiem vēstures filozofiem, bija empīriskās zinātnes dibinātājs, proti, pieredzes, eksperimentēšanas un tiešas un netiešas novērošanas hipotēžu pārbaudes process..

Grieķi bija pirmā Rietumu civilizācija, kas sāka novērot un novērtēt pasaules parādību izpratni un izpēti..

Musulmaņi un islāma zelta laikmets

Patiesībā mūsdienu zinātniskās metodes izstrāde sākās ar musulmaņu zinātniekiem islāma zelta laikmeta desmitajā līdz četrpadsmitajā gadsimtā. Vēlāk Apgaismības filozofi-zinātnieki to turpināja pilnveidot.

Starp visiem zinātniekiem, kas sniedza savu ieguldījumu, Alhacén (Abū Alī al-Ḥasan ibn al-anasan ibn al-Hayṯam) bija galvenais devējs, ko daži vēsturnieki uzskatīja par "zinātniskās metodes arhitektiem". Viņa metodei bija šādi posmi, jūs varat redzēt tās līdzību ar šajā pantā izskaidrotajiem:

-Dabiskās pasaules novērošana.

-Izveidojiet / definējiet problēmu.

-Formulējiet hipotēzi.

-Pārbaudiet hipotēzi eksperimentējot.

-Novērtējiet un analizējiet rezultātus.

-Interpretēt datus un izdarīt secinājumus.

-Publicējiet rezultātus.

Renesanses

Filozofs Roger Bacon (1214 - 1284) tiek uzskatīts par pirmo personu, kas izmanto induktīvo pamatojumu kā daļu no zinātniskās metodes..

Renesanses laikā Francis Bacons izstrādāja induktīvo metodi, izmantojot cēloņus un sekas, un Dekarts ierosināja, ka atskaitīšana bija vienīgais veids, kā mācīties un saprast.

Ņūtona un mūsdienu zinātne

Īzaks Ņūtons var tikt uzskatīts par zinātnieku, kurš beidzot pilnveidoja procesu līdz mūsdienām, kā tas ir zināms. Viņš ierosināja un īstenoja to, ka zinātniskajai metodei bija nepieciešama gan deduktīvā, gan induktīvā metode.

Pēc Ņūtona bija citi lielie zinātnieki, kas palīdzēja izstrādāt šo metodi, tostarp Albert Einstein. 

Nozīme

Zinātniskā metode ir svarīga, jo tā ir uzticams veids, kā iegūt zināšanas. Tā pamatā ir apgalvojumi, teorijas un zināšanas par datiem, eksperimentiem un novērojumiem.

Tāpēc ir svarīgi, lai sabiedrība attīstītu tehnoloģiju, zinātni kopumā, veselību un kopumā radītu teorētiskas zināšanas un praktiskus pielietojumus..

Piemēram, šī zinātnes metode ir pretrunā ar ticību. Ar ticību jūs ticat kaut ko pēc tradīcijas, rakstīšanas vai pārliecības, nepaļaujot uz pierādījumiem, kurus var atspēkot, kā arī jūs nevarat veikt eksperimentus vai novērojumus, kas noliedz vai pieņem šīs ticības pārliecību..

Ar zinātni pētnieks var veikt šīs metodes soļus, izdarīt secinājumus, iesniegt datus, un citi pētnieki var atkārtot šo eksperimentu vai novērojumus, lai to apstiprinātu..

Atsauces

  1. Hernández Sampieri, Roberto; Fernández Collado, Carlos un Baptista Lucio, Pilar (1991). Pētījumu metodoloģija (2. izdevums, 2001). Meksika D.F., Meksika. McGraw-Hill.
  2. Kazilek, C.J. un Pearson, David (2016. gada 28. jūnijs). Kāda ir zinātniskā metode? Arizonas Valsts universitāte, Liberālo mākslu un zinātņu koledža. Saturs saņemts 2017. gada 15. janvārī.
  3. Lodico, Marguerite G .; Spaulding, Dean T. un Voegtle, Katherine H. (2006). Izglītības pētījumu metodes: no teorijas līdz praksei (2. izdevums, 2010). Sanfrancisko, Amerikas Savienotās Valstis. Jossey-Bass.
  4. Márquez, Omar (2000). Sociālo zinātņu pētniecības process. Barinas, Venecuēla UNELLEZ.
  5. Tamayo T., Mario (1987). Zinātnisko pētījumu process (3. izdevums, 1999). Meksika D.F., Meksika. Kaļķi.
  6. Vera, Alirio (1999). Datu analīze. San Cristóbal, Venecuēla. Tiraira nacionālā eksperimentālā universitāte (UNET).
  7. Wolfs, Frank L. H. (2013). Zinātniskās metodes ievads. Ņujorka, Savienotās Valstis. Ročesteras Universitāte, Fizikas un astronomijas katedra. Saturs saņemts 2017. gada 15. janvārī.
  8. Wudka, José (1998, 24. septembris). Kas ir "zinātniskā metode"? Riverside, Amerikas Savienotās Valstis. Kalifornijas Universitāte, Fizikas un astronomijas katedra. Saturs saņemts 2017. gada 15. janvārī.
  9. Martyn Shuttleworth (2009. gada 23. aprīlis). Kas izgudroja zinātnisko metodi? Saturs saņemts 2017. gada 23. decembrī no Explorable.com: explorable.com.