ZINĀTNISKĀ METODE: 6 SOĻI UN TO RAKSTUROJUMS (PIEMĒRS) - ZINĀTNE - 2025

Zinātniskā metode ir process, ko izmanto zinātnes nozaru, lai pārbaudītu zinātnisku hipotēzi novērošanu, aptauju, hipotēzes formulēšana un eksperimentiem. Tas ir racionāls veids, kā iegūt objektīvas un ticamas zināšanas.

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

Zinātniskās metodes posmi: jautājums, izpēte, hipotēzes formulēšana, eksperiments, datu analīze, secinājumi.

Piemēram, zinātnieki, kas pēta to, kā zvaigznes mainās novecojot, vai to, kā dinozauri sagremo pārtiku, nevar par miljonu gadu uzlabot zvaigznes dzīvi vai veikt pētījumus un testus dinozauriem, lai pārbaudītu savas hipotēzes.

Ja tieša eksperimentēšana nav iespējama, zinātnieki modificē zinātnisko metodi. Lai arī tas mainās gandrīz ar katru zinātnisko pētījumu, mērķis ir viens un tas pats: atklāt cēloņu un seku sakarības, uzdodot jautājumus, vācot un pārbaudot datus un redzot, vai visu pieejamo informāciju var apvienot loģiskā atbildē.

No otras puses, zinātnieks bieži no jauna iziet zinātniskās metodes posmus, jo jauna informācija, dati vai secinājumi var radīt nepieciešamību vēlreiz iziet soļus.

Piemēram, zinātnieks var izvirzīt hipotēzi "pārēšanās pārmērīgi paātrina novecošanos", veikt eksperimentu un izdarīt secinājumu. Pēc tam jūs varētu vēlreiz iziet soļus, sākot ar citu hipotēzi, piemēram, "pārāk daudz cukura ēšana paātrina novecošanos".

Kāda ir zinātniskā metode un kam tā paredzēta?

Zinātniskā metode ir empīriska izmeklēšanas metode, kuras mērķis ir iegūt jaunas zināšanas un informāciju. "Empīrisks" nozīmē, ka tas ir balstīts uz realitāti, izmanto datus; tas ir pretējs “teorētiskajam”. Tāpēc zinātnieki izmanto zinātnisko metodi, lai uzzinātu par realitāti, vācot datus un veicot eksperimentus. To var iedalīt sešos posmos / fāzēs / posmos, kas attiecas uz visiem pētījumu veidiem:

-Jautājums, pamatojoties uz novērojumiem.

-Izmeklēšana.

-Hipotēzes formulēšana.

-Eksperimentācija.

-Datu analīze.

-Noraidīt vai pieņemt hipotēzi (secinājumus).

Tālāk es parādīšu galvenos soļus, kas tiek sperti, veicot izmeklēšanu. Lai jūs to labāk saprastu, raksta beigās es atstāšu soļu piemērošanas piemēru bioloģijas eksperimentā; atklājot DNS struktūru.

Zinātniskās metodes galvenās iezīmes

- Izmantojiet novērošanu kā sākumpunktu.

- uzdodiet jautājumus un atbildes. Hipotēzes formulēšanai zinātnieks sistemātiski uzdod jautājumus un atbildes, cenšoties izveidot cēloņsakarības attiecības realitātes aspektos.

- nepieciešama pārbaude, tas ir, rezultāti ir jāpārbauda dažādiem zinātniekiem.

- rada atspēkojamus secinājumus. Ja secinājumus nevar pārbaudīt, zinātnisko metodi nevar izmantot.

- rada atkārtojamus rezultātus; eksperimentus zinātnieki var atkārtot, lai iegūtu tādus pašus rezultātus.

- tas ir objektīvs; tas ir balstīts uz eksperimentiem un novērojumiem, nevis subjektīviem viedokļiem.

Kādi ir zinātniskās metodes posmi? No kā tie sastāv, un to īpašības

1. solis - uzdodiet jautājumu, pamatojoties uz novērojumu

Zinātniskā metode sākas, kad zinātnieks / pētnieks uzdod jautājumu par kaut ko, ko viņi ir novērojuši, vai to, ko viņi pēta: Kā, ko, kad, kurš, ko, kāpēc un kur?

Novērojumu un jautājumu piemēri:

- Luiss Pasteurs mikroskopā novēroja, ka Francijas dienvidu zīdtārpiņiem ir slimības, kuras ir inficējušas parazīti.

- Biologs mikroskopā novēro, ka noteikta veida šūnu klātbūtne uzlabo bakas simptomus. Jūs varētu jautāt, vai šīs šūnas cīnās ar bakas vīrusu?

- Alberts Einšteins, izstrādājot savas īpašās relativitātes teoriju, sev uzdeva jautājumu: ko jūs redzētu, ja jūs varētu staigāt blakus gaismas staram, kas izplatās caur kosmosu?

2. solis - izmeklēšana

Šis solis sastāv no izpētes veikšanas, informācijas apkopošanas, lai palīdzētu atbildēt uz jautājumu. Ir svarīgi, lai apkopotā informācija būtu objektīva un no uzticamiem avotiem. Tos var izpētīt, izmantojot interneta datubāzes, bibliotēkās, grāmatās, intervijās, pētījumos, cita starpā.

Ir vairāki zinātnisko novērojumu veidi. Visizplatītākās ir tiešas un netiešas.

3. solis. Hipotēzes formulēšana

Trešais posms ir hipotēzes formulēšana. Hipotēze ir apgalvojums, ko var izmantot, lai prognozētu turpmāko novērojumu iznākumu.

Hipotēžu piemēri:

• Futbolisti, kuri regulāri trenējas, izmantojot laiku, gūst vairāk vārtu nekā tie, kuri nokavē 15% treniņu.
• Jaunie vecāki, kas studējuši augstāko izglītību, 70% gadījumu dzemdībās ir mierīgāki.

Noderīgai hipotēzei jāļauj prognozēt, izmantojot argumentāciju, ieskaitot deduktīvo pamatojumu. Hipotēze varētu paredzēt eksperimenta laboratorijā rezultātu vai kādas parādības novērošanu dabā.

Ja prognozes nav pieejamas novērojumiem vai pieredzei, hipotēze vēl nav pārbaudāma, un tā paliks pie šī nezinātniskā mēra. Vēlāk jauna tehnoloģija vai teorija varētu padarīt iespējamus nepieciešamos eksperimentus iespējamus.

4. solis - eksperimentēšana

Eksperimenta gadījums ar cilvēkiem.

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

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

Ja eksperimenta rezultāti apstiprina hipotēžu prognozes, tad tās tiek uzskatītas par pareizākām, taču tās var būt nepareizas un paliek pakļautas turpmākiem eksperimentiem.

Lai izvairītos no novērojumu kļūdām eksperimentos, izmanto eksperimentālo kontroles paņēmienu. Šis paņēmiens izmanto kontrastu starp vairākiem paraugiem (vai novērojumiem) dažādos apstākļos, lai redzētu, kas mainās vai paliek tas pats.

Piemērs

Lai pārbaudītu hipotēzi “zāles augšanas ātrums nav atkarīgs no gaismas daudzuma”, būtu jānovēro un jāņem dati no zāles, kas nav pakļauta gaismai.

To sauc par "kontroles grupu". Tie ir identiski pārējām eksperimentālajām grupām, izņemot mainīgo, par kuru notiek pētāmība.

Ir svarīgi atcerēties, ka kontroles grupa var atšķirties no jebkuras eksperimentālās grupas tikai ar vienu mainīgo. Tādā veidā jūs varat zināt, ka tieši tas mainīgais rada izmaiņas vai ne.

Piemēram, zāli ārpus ēnas nevar salīdzināt ar zāli saulē. Tāpat ne vienas, ne citas zāles zāle. Starp divām grupām papildus gaismai ir arī mainīgie, piemēram, augsnes mitrums un pH.

Vēl viens ļoti izplatītas kontroles grupas piemērs

Ļoti bieži tiek izmantoti eksperimenti, lai noskaidrotu, vai zāles ir efektīvas vēlamā ārstēšanā. Piemēram, ja vēlaties uzzināt aspirīna iedarbību, pirmajā eksperimentā varētu izmantot divas grupas:

• 1. eksperimentālā grupa, kurai piegādā aspirīnu.
• 2. kontroles grupa, kurai ir tādas pašas īpašības kā 1. grupai un kurai aspirīns netika piegādāts.

5. solis: datu analīze

Pēc eksperimenta tiek ņemti dati, kas var būt skaitļu veidā, jā / nē, klāt / neesoši vai citi novērojumi.

Sistemātiska un rūpīga mērījumu un datu vākšana ir atšķirība starp pseidozinātnēm, piemēram, alķīmiju, un zinātnēm, piemēram, ķīmijai vai bioloģijai. Mērījumus var veikt kontrolētā vidē, piemēram, laboratorijā, vai uz vairāk vai mazāk nepieejamiem vai ar manipulācijām nesaistītiem objektiem, piemēram, zvaigznēm vai cilvēku populācijām.

Mērījumiem bieži nepieciešami īpaši zinātniski instrumenti, piemēram, termometri, mikroskopi, spektroskopi, daļiņu paātrinātāji, voltmetri …

Šajā solī ietilpst eksperimenta rezultātu parādīšana un nākamo veicamo darbību izlemšana. Gadījumos, kad eksperimentu atkārto daudzas reizes, var būt nepieciešama statistiskā analīze.

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

Kad hipotēze ir stingri pamatota ar pierādījumiem, var uzdot 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 datiem ir labāk piemērot statistisko analīzi, lai noteiktu “pieņemšanas” vai “noraidīšanas” pakāpi. Matemātika ir noderīga arī eksperimenta mērījumu kļūdu un citu nenoteiktību ietekmes novērtēšanai.

Ja hipotēze tiek pieņemta, netiek garantēta, ka tā ir pareiza. Tas tikai nozīmē, ka eksperimenta rezultāti apstiprina hipotēzi. Eksperimentu ir iespējams dublēt un nākamreiz iegūt atšķirīgus rezultātus. Hipotēze var arī izskaidrot novērojumus, taču tas ir nepareizs skaidrojums.

Ja hipotēze tiek noraidīta, tas var būt eksperimenta beigas vai to var izdarīt vēlreiz. Atkārtojot procesu, jums būs vairāk novērojumu un vairāk datu.

Citas darbības ir šādas: 7 - paziņojiet rezultātus un 8- pārbaudiet rezultātus, atkārtojot pētījumu (ko veikuši citi zinātnieki)

Ja eksperimentu nevar atkārtot, lai iegūtu tādus pašus rezultātus, tas nozīmē, ka sākotnējie rezultāti varēja būt kļūdaini. Rezultātā ir ierasts, ka vienu eksperimentu veic vairākas reizes, it īpaši, ja ir nekontrolēti mainīgie vai citas norādes uz eksperimentālām kļūdām.

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

Īsts zinātnisko metožu piemērs DNS struktūras atklāšanā

DNS struktūras atklāšanas vēsture ir klasisks zinātniskās metodes soļu piemērs: 1950. gadā bija zināms, ka ģenētiskajā mantojumā ir matemātisks apraksts no Gregora Mendela pētījumiem un ka DNS satur ģenētisko informāciju.

Tomēr ģenētiskās informācijas (t.i., gēnu) glabāšanas mehānisms DNS nebija skaidrs.

Svarīgi atzīmēt, ka ne tikai Vatsons un Kriks piedalījās DNS struktūras atklāšanā, kaut arī viņiem tika piešķirta Nobela prēmija. Daudzi tā laika zinātnieki sniedza zināšanas, datus, idejas un atklājumus.

Jautājums no novērojumiem

Iepriekšējie DNS pētījumi bija noteikuši tā ķīmisko sastāvu (četrus nukleotīdus), katra nukleotīda struktūru un citas īpašības.

Avery-MacLeod-McCarty eksperimentā 1944. gadā DNS tika identificēts kā ģenētiskās informācijas nesējs, taču nebija skaidrs, kā ģenētiskā informācija tiek glabāta DNS.

Tāpēc jautājums varētu būt:

Izmeklēšana

Iesaistītās personas, tostarp Linuss Paulings, Vatsons vai Kriks, izmeklēja un meklēja informāciju; iespējams, laika izpēte, grāmatas un sarunas ar kolēģiem.

Hipotēze

Linuss Paulings ierosināja, ka DNS varētu būt trīskārša spirāle. Šo hipotēzi apsvēra arī Fransiss Kriks un Džeimss D. Vatsons, bet viņi to noraidīja.

Kad Vatsons un Kriks uzzināja par Polainga hipotēzi, no esošajiem datiem viņi saprata, ka viņš maldās, un Pauļings drīz atzina savas grūtības ar šo struktūru. Tāpēc sacensība atklāt DNS struktūru bija atklāt pareizo struktūru.

Kādu prognozi varētu izteikt hipotēze? Ja DNS būtu spirālveida struktūra, tās rentgenstaru difrakcijas shēma būtu X formas.

Tāpēc hipotēze, ka DNS ir dubultā spirāles struktūra , tiks pārbaudīta ar rentgenstaru rezultātiem / datiem, konkrēti, tā tika pārbaudīta ar rentgenstaru difrakcijas datiem, kurus 1953. gadā sniedza Rosalinda Franklina, Džeimss Vatsons un Fransisko Kriksu.

Eksperiments

Rosalinda Franklina izkristalizēja tīru DNS un veica rentgenstaru difrakciju, lai iegūtu 51. fotoattēlu. Rezultāti parādīja X formu.

Eksperimentāli pierādījumi, kas atbalsta Vatsona un Krika modeli, tika parādīti piecu rakstu sērijā, kas publicēti žurnālā Nature.

No tiem Franklina un Raimonda Goslinga raksts bija pirmā publikācija ar rentgenstaru difrakcijas datiem, lai atbalstītu Vatsona un Krika modeli.

Analīze un secinājumi

Kad Vatsons ieraudzīja detalizētu difrakcijas modeli, viņš uzreiz to atpazina kā spirāli.

Viņš un Kriks izstrādāja savu modeli, izmantojot šo informāciju kopā ar iepriekš zināmo informāciju par DNS sastāvu un par molekulārajām mijiedarbībām, piemēram, ūdeņraža savienošanu.

Vēsture

Tā kā ir grūti precīzi definēt, kad sāka izmantot zinātnisko metodi, ir grūti atbildēt uz jautājumu, kurš to izveidoja.

Metode un tās soļi laika gaitā attīstījās, un zinātnieki, kas to izmantoja, deva savu ieguldījumu, attīstot un uzlabojot pamazām.

Aristotelis un grieķi

Aristotelis, viens no ietekmīgākajiem filozofiem vēsturē, bija empīriskās zinātnes dibinātājs, tas ir, hipotēžu pārbaudes process no pieredzes, eksperimenta, kā arī tieša un netieša novērojuma.

Grieķi bija pirmā Rietumu civilizācija, kas sāka novērot un izmērīt, lai saprastu un pētītu pasaules parādības, tomēr nebija struktūras, kas to dēvētu par zinātnisko metodi.

Musulmaņi un islāma zelta laikmets

Faktiski mūsdienu zinātniskās metodes izstrāde sākās ar musulmaņu zinātniekiem islāma zelta laikmetā, 10. – 14. Gadsimtā. Vēlāk Apgaismības filozofi-zinātnieki turpināja to pilnveidot.

Starp visiem zinātniekiem, kas piedalījās, Alhacens (Abū 'Alī al-Ḥasan ibn al-Ḥasan ibn al-Hayṯam) bija galvenais ieguldītājs, kuru daži vēsturnieki uzskatīja par "zinātniskās metodes arhitektu". Viņa metodei bija šādas pakāpes, jūs varat redzēt tās līdzību ar tām, kas izskaidrotas šajā rakstā:

- Dabas pasaules novērošana.

-Izveidot / definēt problēmu.

-Formulējiet hipotēzi.

-Izmēģiniet hipotēzi ar eksperimenta palīdzību.

-Novērtējiet un analizējiet rezultātus.

-Interpretējiet datus un izdariet secinājumus.

-Publicējiet rezultātus.

Renesanse

Filozofs Rodžers Bekons (1214 - 1284) tiek uzskatīts par pirmo personu, kas zinātniskās metodes ietvaros piemēro induktīvo spriešanu.

Renesanses laikā Fransiss Bekons izstrādāja induktīvo metodi ar cēloņa un seku palīdzību, un Dekarts ierosināja, ka dedukcija ir vienīgais veids, kā mācīties un saprast.

Ņūtons un mūsdienu zinātne

Īzaku Ņūtonu var uzskatīt par zinātnieku, kurš beidzot pilnveidoja procesu līdz šodienai tas ir zināms. Viņš ierosināja un praksē ieviesa faktu, ka zinātniskajai metodei ir nepieciešama gan deduktīvā, gan induktīvā metode.

Pēc Ņūtona bija arī citi lieliski zinātnieki, kas sekmēja metodes attīstību, ieskaitot Albertu Einšteinu.

Svarīgums

Zinātniskā metode ir svarīga, jo tā ir uzticams veids, kā iegūt zināšanas. Tas ir balstīts uz apgalvojumu, teoriju un zināšanu balstīšanu uz datiem, eksperimentiem un novērojumiem.

Tāpēc ir svarīgi, lai sabiedrība attīstītos tehnoloģijās, zinātnē kopumā, veselībā un vispār, lai radītu teorētiskas zināšanas un praktiskus pielietojumus.

Piemēram, šī zinātnes metode ir pretrunā ar ticībā balstīto metodi. Ar ticību kaut kam tic tradīcijas, raksti vai uzskati, tie nav balstīti uz pierādījumiem, kurus var atspēkot, kā arī nevar veikt eksperimentus vai novērojumus, kas noliedz vai pieņem šīs ticības uzskatus.

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

Atsauces

1. Hernández Sampieri, Roberto; Fernández Collado, Carlos un Baptista Lucio, Pilar (1991). Pētījuma metodoloģija (2. izdevums, 2001). Meksika DF, Meksika. Makgreivs.
2. Kazilek, CJ un Pearson, David (2016, 28. jūnijs). Kāda ir zinātniskā metode? Arizonas Valsts universitāte, Brīvo mākslu un zinātņu koledža. Piekļuve 2017. gada 15. janvārim.
3. Lodiko, Marguerite G .; Spauldings, prāvests T. un Voigtle, Katherine H. (2006). Izglītības pētījumu metodes: no teorijas līdz praksei (2. izdevums, 2010). Sanfrancisko, Amerikas Savienotās Valstis. Jossey-Bass.
4. Márquez, Omar (2000). Pētniecības process sociālajās zinātnēs. Barinas, Venecuēla. UNELLEZ.
5. Tamajo T., Mario (1987). Zinātniskās pētniecības process (3. izdevums, 1999). Meksika DF, Meksika. Limusa.
6. Vera, Alirio (1999). Datu analīze. San Cristóbal, Venecuēla. Tahiras Nacionālā eksperimentālā universitāte (UNET).
7. Vilks, Frenks LH (2013). Ievads zinātniskajā metodē. Ņujorka, ASV. Ročesteras Universitātes Fizikas un astronomijas katedra. Piekļuve 2017. gada 15. janvārim.
8. Wudka, José (1998, 24. septembris). Kāda ir "zinātniskā metode"? Riversaida, Amerikas Savienotās Valstis. Kalifornijas Universitātes Fizikas un astronomijas katedra. Piekļuve 2017. gada 15. janvārim.
9. Martins Šutvorts (2009. gada 23. aprīlis). Kas izgudroja zinātnisko metodi? Saņemts 2017. gada 23. decembrī no vietnes Explorable.com: explorable.com.