Kāda ir eksperimentālā zinātniskā metode?

The eksperimentālā zinātniskā metode ir metožu kopums, ko izmanto, lai izmeklētu parādības, iegūtu jaunas zināšanas vai labotu un integrētu iepriekšējās zināšanas.

To izmanto zinātniskajos pētījumos un balstās uz sistemātisku novērošanu, mērījumu veikšanu, eksperimentēšanu, testu formulēšanu un hipotēžu modificēšanu. Šī vispārējā metode tiek veikta ne tikai bioloģijā, bet gan ķīmijā, fizikā, ģeoloģijā un citās zinātnēs.

Izmantojot eksperimentālo zinātnisko metodi, zinātnieki cenšas paredzēt un varbūt kontrolēt nākotnes notikumus, pamatojoties uz pašreizējām un iepriekšējām zināšanām.

To sauc arī par induktīvo metodi, to visvairāk izmanto zinātnieki zinātnieki, kas ir daļa no zinātniskās metodoloģijas. 

To raksturo tas, ka pētnieki var apzināti kontrolēt mainīgos, lai norobežotu savstarpējās attiecības.

Šie mainīgie lielumi var būt atkarīgi vai neatkarīgi, jo tie ir būtiski, lai savāktu datus, kas iegūti no eksperimentālās grupas, kā arī to uzvedību. Tas ļauj sadalīt apzinātos procesus savos elementos, atklāt to iespējamos savienojumus un noteikt šo savienojumu likumus. 

Spēja veikt precīzas prognozes ir atkarīgas no eksperimentālās zinātniskās metodes septiņiem soļiem.

Eksperimentālās zinātniskās metodes fāzes

Šiem novērojumiem jābūt objektīviem, nevis subjektīviem. Citiem vārdiem sakot, novērojumi ir jāpārbauda citiem zinātniekiem. Subjektīvi novērojumi, kuru pamatā ir personīgie uzskati un pārliecība, nav daļa no zinātnes jomas.

Piemēri:

• Objektīvs paziņojums: šajā telpā temperatūra ir 20 ° C.
• Subjektīvs paziņojums: atdzist šajā telpā.

Eksperimentālās zinātniskās metodes pirmais solis ir objektīvu novērojumu veikšana. Šie novērojumi ir balstīti uz konkrētiem faktiem, kas jau ir notikuši un kurus citi var pārbaudīt kā patiesus vai nepatiesus.

2 - hipotēze

Novērojumi mums stāsta par pagātni vai tagadni. Kā zinātnieki mēs vēlamies prognozēt nākotnes notikumus. Tāpēc mums ir jāizmanto mūsu spēja pamatoties.

Zinātnieki izmanto savas zināšanas par pagātnes notikumiem, lai izstrādātu vispārēju principu vai skaidrojumu, lai palīdzētu prognozēt nākotnes notikumus.

Vispārējo principu sauc par hipotēzi. Attiecīgo argumentācijas veidu sauc par induktīvo argumentāciju (kas iegūst vispārinājumu no konkrētām detaļām).

Hipotēzei jābūt šādām īpašībām:

• Tam jābūt vispārējam principam, kas tiek saglabāts telpā un laikā.
• Tam jābūt provizoriskai idejai.
• Jums jāpiekrīt pieejamiem novērojumiem.
• Tam jābūt pēc iespējas vienkāršākam.
• Tam jābūt pārbaudāmam un potenciāli nepatiesam. Citiem vārdiem sakot, ir jābūt veidam, kā pierādīt, ka hipotēze ir nepatiesa, veids, kā atspēkot hipotēzi.

Piemēram: "Dažiem zīdītājiem ir divas pakaļējās ekstremitātes" būtu bezjēdzīga hipotēze. Nav novērojumu, kas neatbilstu šai hipotēzei! Pretstatā tam, "visiem zīdītājiem ir divas pakaļējās ekstremitātes" ir laba hipotēze.

Kad mēs atrodam vaļus, kuriem nav pakaļējo ekstremitāšu, mēs būtu pierādījuši, ka mūsu hipotēze ir nepatiesa, mēs esam falsificējuši hipotēzi.

Ja hipotēze ietver cēloņsakarību, mēs paziņojam, ka mūsu hipotēze norāda, ka nav ietekmes. Hipotēzi, kas neietekmē nevienu efektu, sauc par nulles hipotēzi. Piemēram, zāles Celebra nepalīdz atbrīvot reimatoīdo artrītu.

No hipotēzes izstrādes, kas ir provizoriska un var būt vai nebūt patiesa, mums ir jāsagatavo prognozes par mūsu pētījumu un hipotēzi.

Hipotēzei jābūt plašai un tai jābūt spējīgai vienmērīgi piemērot laikā un telpā. Zinātnieki parasti nevar pārbaudīt visas iespējamās situācijas, kurās varētu piemērot hipotēzi. Piemēram, apsveriet hipotēzi: visām augu šūnām ir kodols.

Mēs nevaram pārbaudīt visus dzīvos augus un visus augus, kas dzīvojuši, lai redzētu, vai šī hipotēze ir nepatiesa. Tā vietā mēs izveidojam prognozi, izmantojot deduktīvo pamatojumu (radot konkrētu vispārinājuma cerību).

No mūsu hipotēzes mēs varam izdarīt šādu prognozi: ja es pārbaudīšu zāles lapas lapu, katram būs kodols.

Tagad, pieņemsim apsvērt narkotiku hipotēzi: narkotiku Celebra nepalīdz atbrīvot reimatoīdo artrītu.

Lai pārbaudītu šo hipotēzi, mums būtu jāizvēlas konkrēts nosacījumu kopums un tad jāparedz, kas notiks šajos apstākļos, ja hipotēze būtu patiesa.

Nosacījumi, kurus jūs varētu vēlēties pārbaudīt, ir ievadītās devas, medikamentu lietošanas ilgums, pacientu vecums un pārbaudāmo cilvēku skaits..

Visus šos nosacījumus, kurus var mainīt, sauc par mainīgajiem. Lai novērtētu Celebra ietekmi, mums ir jāveic kontrolēts eksperiments.

Eksperimentālā grupa tiek pakļauta mainīgajam, ko mēs vēlamies pārbaudīt, un kontroles grupa nav pakļauta šim mainīgajam.

Kontrolētā eksperimentā vienīgais mainīgais, kam jābūt atšķirīgam starp abām grupām, ir mainīgais, ko mēs vēlamies pārbaudīt.

Izveidosim prognozes, balstoties uz Celebra ietekmi uz laboratoriju. Prognoze ir šāda: Pacienti, kas cieš no reimatoīdā artrīta un lieto Celebra, un pacienti, kas lieto placebo (cietes tablete, nevis zāles), atšķiras no reimatoīdā artrīta smaguma pakāpes..

Atgriežamies pie mūsu jutekļu uztveres, lai iegūtu informāciju. Mēs izstrādājām eksperimentu, pamatojoties uz mūsu prognozēm.

Mūsu eksperiments varētu būt šāds: 1000 pacienti vecumā no 50 līdz 70 tiks nejauši izvēlēti vienā no divām grupām no 500.

Eksperimentālā grupa Celebra lietos četras reizes dienā, un kontroles grupa četras reizes dienā uzņems placebo. Pacienti nezinās, vai to tabletes ir Celebra vai placebo. Pacienti lietos zāles divus mēnešus.

Divu mēnešu beigās tiks veiktas medicīniskās pārbaudes, lai noteiktu, vai ir mainījies roku un pirkstu elastīgums.

Mūsu eksperimentā tika iegūti šādi rezultāti: 350 no 500 cilvēkiem, kuri lietoja Celebra, ziņots par perioda beigās samazinājies artrīts. 65 no 500 cilvēkiem, kuri lietoja placebo, ziņots par uzlabojumiem.

Šķiet, ka dati liecina par to, ka Celebra bija nozīmīga ietekme. Mums ir jāveic statistiskā analīze, lai pierādītu šo ietekmi. Šāda analīze atklāj, ka Celebra ir statistiski nozīmīga ietekme.

Analizējot eksperimentu, mums ir divi iespējamie rezultāti: rezultāti sakrīt ar prognozi vai nepiekrīt prognozei.

Mūsu gadījumā mēs varam noraidīt mūsu prognozi, ka Celebra nav nekādas ietekmes. Tā kā prognoze ir nepareiza, mums ir jānoraida arī hipotēze, uz kuras tā balstījās.

Tagad mūsu uzdevums ir pārveidot hipotēzi tādā veidā, kas atbilst pieejamai informācijai. Tagad mūsu hipotēze varētu būt: Celebra lietošana samazina reimatoīdo artrītu, salīdzinot ar placebo..

Ar pašreizējo informāciju mēs pieņemam mūsu hipotēzi kā patiesu. Vai mēs esam pierādījuši, ka tā ir taisnība? Noteikti ne! Vienmēr ir citi paskaidrojumi, kas var izskaidrot rezultātus.

Iespējams, ka vairāk nekā 500 pacientu, kas lietoja Celebra, tomēr uzlabosies. Iespējams, ka vairāki pacienti, kas lietoja Celebra, katru dienu ēst arī banānus un ka banāni uzlaboja artrītu. Jūs varat ieteikt neskaitāmus citus paskaidrojumus.

Kā mēs varam pierādīt, ka mūsu jaunā hipotēze ir patiesa? Mēs nekad nespēsim Zinātniskā metode neļauj pierādīt hipotēzi.

Hipotēzes var noraidīt, un šajā gadījumā hipotēze tiek uzskatīta par nepatiesu. Viss, ko mēs varam teikt par hipotēzi, kas ir pretrunā ar to, ka mēs neesam atraduši pierādījumu tam, lai to atspēkotu.

Pastāv liela atšķirība starp nespēju atspēkot un pierādīt. Pārliecinieties, ka saprotat šo atšķirību, jo tā ir eksperimentālās zinātniskās metodes pamats. Ko mēs darītu ar iepriekšējo hipotēzi??

Pašlaik mēs to pieņemam kā patiesu, bet, lai būtu stingrs, mums ir jāiesniedz hipotēze vairākiem testiem, kas var pierādīt, ka ir nepareizi.

Piemēram, mēs varam atkārtot eksperimentu, bet mainīt kontroles un eksperimentālo grupu. Ja hipotēze paliek nemainīga pēc mūsu centieniem to nolaist, mēs varam justies pārliecināti par to, ka pieņemsim to kā patiesu.

Tomēr mēs nekad nevarēsim apgalvot, ka hipotēze ir patiesa. Drīzāk mēs to pieņemam kā patiesu, jo hipotēze pretojās vairākiem eksperimentiem, lai pierādītu, ka tā ir nepatiesa.

Zinātnieki publicē savus secinājumus žurnālos un zinātniskajās grāmatās, sarunās valsts un starptautiskajās sanāksmēs un semināros koledžās un universitātēs..

Rezultātu izplatīšana ir eksperimentālās zinātniskās metodes būtiska sastāvdaļa.

Ļaujiet citiem pārbaudīt jūsu rezultātus, izstrādāt jaunus jūsu hipotēzes testus vai izmantot iegūtās zināšanas citu problēmu risināšanai.

Atsauces

1. Achinstein P. Vispārīga ievads. Zinātnes noteikumi: vēsturiska ievadīšana zinātniskajās metodēs (2004). Johns Hopkins University Press.
2. Beveridge W. Zinātniskās izmeklēšanas māksla (1950). Melburna: Heinemans.
3. Blakstad O. Eksperimentālie pētījumi (2008). Izgūti no: www.explorable.com
4. Bright W. Ievads zinātniskajā pētniecībā (1952). McGraw-Hill.
5. Gauch H. Scientific metode praksē (2003). Cambridge University Press.
6. Jevons W. Zinātnes principi: traktāts par loģiku un zinātnisko metodi (1958). Ņujorka: Dovera publikācijas.
7. .