De 6 trinnene av den vitenskapelige metoden og dens egenskaper



den trinn av vitenskapelig metode De tjener til å svare på et vitenskapelig spørsmål på en organisert og objektiv måte. Det innebærer å observere verden og dens fenomener, og nådde en forklaring på hva som er observert, om forklaringen er gyldig, og til slutt test godta eller avvise forklaringen.

Den vitenskapelige metoden har derfor en rekke egenskaper som definerer den: observasjon, eksperimentering og spør og svare på spørsmål. Men ikke alle forskere følger nøyaktig denne prosessen. Noen grener av vitenskapen kan bli lettere bevist enn andre.

For eksempel forskere som studerer hvordan stjerner endres når de blir eldre eller hvordan dinosaurer spiser maten sin, kan ikke fremme livet til en stjerne i en million år eller gjennomføre studier og tester med dinosaurer for å teste deres hypoteser.

Når direkte eksperimentering ikke er mulig, endrer forskerne den vitenskapelige metoden. Selv om den er modifisert nesten med hver vitenskapelig undersøkelse, er målet det samme: å oppdage årsak og virkning av relasjoner ved å stille spørsmål, samle og undersøke data, og se om all tilgjengelig informasjon kan kombineres i en logisk respons.

På den annen side er stadiene av den vitenskapelige metoden ofte iterative; Ny informasjon, observasjoner eller ideer kan føre til at trinnene gjentas.

Protokollene i den vitenskapelige metoden kan deles inn i seks trinn / faser / trinn som gjelder for alle typer forskning:

-spørsmålet

-observasjon

-Formulering av hypotesen

-eksperimentering

-Dataanalyse

-Avvis eller aksepter hypotesen.

Nedenfor vil jeg vise de grunnleggende trinnene som utføres når du utfører en undersøkelse. For at du skal forstå det bedre, vil jeg i slutten av artikkelen la et eksempel på anvendelsen av trinnene i et biologisk eksperiment; i oppdagelsen av DNA-strukturen.

index

  • 1 Hva er trinnene i den vitenskapelige metoden? Hva de er og deres egenskaper
    • 1.1 Trinn 1- Still et spørsmål
    • 1.2 Trinn 2- Observasjon
    • 1.3 Trinn 3 - Formulering av hypoteser
    • 1.4 Trinn 4- Eksperimentasjon
    • 1.5 Trinn 5: Dataanalyse
    • 1.6 Trinn 6: Konklusjoner. Tolk dataene og godta eller avvise hypotesen
    • 1.7 Andre trinn er: 7- Publiser resultater og 8- Sjekk resultatene som replikerer forskningen (utført av andre forskere)
  • 2 Virkelig eksempel på vitenskapelig metode i oppdagelsen av DNA-struktur
    • 2.1 Spørsmål
    • 2.2 Observasjon og hypotese
    • 2.3 Eksperiment
    • 2.4 Analyse og konklusjoner
  • 3 historie
    • 3.1 Aristoteles og grekerne
    • 3,2 muslimer og islamens gullalder
    • 3,3 renessanse
    • 3.4 Newton og moderne vitenskap
  • 4 Viktighet
  • 5 referanser

Hva er trinnene i den vitenskapelige metoden? Hva de er og deres egenskaper

Trinn 1- Still et spørsmål

Den vitenskapelige metoden begynner når forskeren / forskeren stiller spørsmål om noe han har observert eller hva han undersøker: Hvordan, hva, når, hvem, hva, hvorfor eller hvor?

For eksempel spurte Albert Einstein da han utviklet sin teori om spesiell relativitet, seg: Hva ville han se om han kunne gå ved siden av en stråle av lys mens han spredte seg gjennom rommet??

Trinn 2 - Observasjon

Dette trinnet innebærer å gjøre observasjoner og samle inn informasjon som vil bidra til å svare på spørsmålet. Observasjonene bør ikke være uformelle, men tilsiktet med ideen om at informasjonen samlet er objektiv.

Den systematiske og forsiktig samlingen av målinger og data er forskjellen mellom pseudovitenskap, som alkymi og vitenskap, som kjemi eller biologi.

Målinger kan gjøres i et kontrollert miljø som et laboratorium, eller mer eller mindre utilgjengelige eller manipulerbare objekter som stjerner eller menneskelige populasjoner.

Målinger krever ofte spesialiserte vitenskapelige instrumenter som termometre, mikroskoper, spektroskoper, partikkel akseleratorer, voltmetre ...

Det finnes flere typer vitenskapelig observasjon. De vanligste er direkte og indirekte.

Et eksempel på observasjon ville være det som ble gjort av Louis Pasteur før han utviklet sin germinalteori om smittsomme sykdommer. Under et mikroskop observerte han at silkeormene i Sør-Frankrike hadde sykdommer infisert av parasitter.

Trinn 3 - Formulering av hypotese

Den tredje fasen er formuleringen av hypotesen. En hypotese er en uttalelse som kan brukes til å forutsi utfallet av fremtidige observasjoner.

Null hypotesen er en god type hypotese for å starte en undersøkelse. Det er en foreslått forklaring på et fenomen eller et begrunnet forslag som antyder en mulig sammenheng mellom et sett fenomener.

Et eksempel på null-hypotesen er: "Hastigheten ved hvilken gresset vokser, er ikke avhengig av mengden lys det mottar".

Eksempler på hypotese:

  • Fotballspillere som trener regelmessig utnytte tid, score flere mål enn de som savner 15% av treningen.
  • Førstegangsforeldre som har studert høyere utdanning, er 70% mer avslappet i fødsel.

En nyttig hypotese bør tillate spådommer ved å begrunne, inkludert deduktive resonnementer. Hypotesen kunne forutsi resultatet av et eksperiment i et laboratorium eller observasjon av et fenomen i naturen. Forutsigelsen kan også være statistisk og avtale bare med sannsynlighetene.

Hvis prognosene ikke er tilgjengelige ved observasjon eller erfaring, er hypotesen ennå ikke testbar og vil forbli i det uvitende mål. Senere kan en ny teknologi eller teori muliggjøre nødvendige eksperimenter.

Trinn 4- Eksperimentering

Det neste trinnet er eksperimentering, når forskere utfører de såkalte vitenskapelige eksperimenter, der hypotesene testes.

Forutsigelsene som prøver å lage hypotesen, kan verifiseres med eksperimenter. Hvis resultatene av testen er i strid med spådommene, blir hypotesene stilt spørsmålstegn og blir mindre bærekraftig.

Hvis de eksperimentelle resultatene bekrefter spådommer om hypotesen, da det anses at disse er riktige, men de kan være galt og fortsatt gjenstand for nye eksperimenter.

For å unngå observasjonsfeilen i forsøkene, brukes teknikken for eksperimentell kontroll. Denne teknikken bruker kontrasten mellom flere prøver (eller observasjoner) under forskjellige forhold for å se hva som varierer eller hva som forblir det samme.

eksempel

For eksempel, for å teste nullhypotesen, "vekstraten på gresset er ikke avhengig av mengden lys", må vi observere og ta data fra gress som ikke er utsatt for lys.

Dette kalles "kontrollgruppe". De er identiske med de andre eksperimentelle gruppene, bortsett fra variabelen som undersøkes.

Det er viktig å huske at kontrollgruppen bare kan avvike fra hvilken som helst eksperimentell gruppe i en variabel. På den måten du kan vite hva denne variabelen er Den som produserer endringer eller ikke.

For eksempel kan du ikke sammenligne gresset som ligger ute i skyggen med gresset i solen. Ikke gresset i en by med en annen. Det er variabler mellom de to gruppene i tillegg til lys, som jordfuktighet og pH.

Et annet eksempel på svært vanlige kontrollgrupper

Eksperimenter for å vite om et stoff har effekt for å behandle det som er ønsket, er svært vanlig. For eksempel, hvis du vil vite effekten av aspirin, kan du bruke to grupper i et første eksperiment:

  • Eksperimentell gruppe 1, til hvilken aspirin er tilveiebrakt.
  • Gruppe 2 kontroll, med de samme egenskapene til gruppe 1, og som aspirin ikke er gitt.

Trinn 5: Dataanalyse

Etter forsøket blir dataene tatt, som kan være i form av tall, ja / nei, stede / fraværende eller andre observasjoner.

Det er viktig å ta hensyn til data som ikke var forventet eller det ikke var ønsket. Mange eksperimenter har blitt sabotert av forskere som ikke tar hensyn til data som ikke samsvarer med det som forventes.

Dette trinnet innebærer å bestemme hva resultatene av forsøket viser og bestemme de neste tiltakene som skal tas. Forutsigelsene til hypotesen er sammenlignet med nullhypotesen, for å avgjøre hvilken som er bedre i stand til å forklare dataene.

I tilfeller der et eksperiment gjentas mange ganger, kan det være nødvendig med en statistisk analyse.

Hvis beviset har avvist hypotesen, er det nødvendig med en ny hypotese. Hvis de eksperimentelle dataene støtter hypotesen, men bevisene ikke er sterke nok, bør andre forutsigelser av hypotesen testes med andre eksperimenter.

Når en hypotese er sterkt støttet av bevisene, kan et nytt forskningsspørsmål bli bedt om å gi mer informasjon om samme emne.

Trinn 6: Konklusjoner. Tolk dataene og godta eller avvise hypotesen

For mange eksperimenter blir konklusjonene dannet på grunnlag av en uformell analyse av dataene. Bare spør, passer dataene inn i hypotesen? Det er en måte å akseptere eller avvise en hypotese på.

Det er imidlertid bedre å anvende en statistisk analyse på dataene, for å etablere en grad av "aksept" eller "avvisning". Matematikk er også nyttig for å evaluere effektene av målefeil og andre usikkerheter i et eksperiment.

Hvis hypotesen er akseptert, er det ikke garantert at det er den riktige hypotesen. Dette betyr bare at resultatene av forsøket støtter hypotesen. Det er mulig å duplisere eksperimentet og oppnå forskjellige resultater neste gang. Hypotesen kan også forklare observasjonene, men det er feil forklaring.

Hvis hypotesen avvises, kan det være slutten av forsøket, eller det kan gjøres igjen. Hvis prosessen utføres igjen, vil flere observasjoner og flere data bli tatt.

Andre trinn er: 7- Publiser resultater og 8- Kontroller resultatene som replikerer forskningen (utført av andre forskere)

Hvis et eksperiment ikke kan gjentas for å produsere de samme resultatene, innebærer dette at de opprinnelige resultatene kunne ha vært feil. Som et resultat, er det vanlig for en enkelt eksperiment utføres flere ganger, spesielt når ukontrollerte variabler eller andre tegn på eksperimentelle feil.

For store eller overraskende resultater, kan andre forskere også prøve å gjenskape resultatene for seg selv, spesielt hvis disse resultatene er viktige for eget arbeid.

Virkelig eksempel på vitenskapelig metode i oppdagelsen av DNA-struktur

Historien om oppdagelsen av DNA-strukturen er et klassisk eksempel på trinnene i den vitenskapelige metoden: i 1950 var det kjent at genetisk arv hadde en matematisk beskrivelse fra studier av Gregor Mendel, og at DNA inneholdt genetisk informasjon.

Imidlertid var mekanismen for lagring av genetisk informasjon (dvs. gener) i DNA ikke klart.

Det er viktig å merke seg at oppdagelsen av DNA-strukturen ikke involvert bare Watson og Crick, selv om de ga dem Nobels fredspris. De bidro med kunnskap, data, ideer og funn mange forskere av tiden.

spørsmålet

Tidligere DNA-forskning hadde bestemt sin kjemiske sammensetning (de fire nukleotidene), strukturen av hver av nukleotidene og andre egenskaper.

DNA ble identifisert som bærer av genetisk informasjon av Avery-MacLeod-McCarty-eksperimentet i 1944, men mekanismen for hvordan genetisk informasjon lagres i DNA var ikke klart.

Spørsmålet kan derfor være:

Hvordan genetisk informasjon lagres i DNA?

Observasjon og hypotese

Alt som ble undersøkt på den tiden om DNA, var opptatt av observasjoner. I dette tilfellet ble observasjoner ofte laget med et mikroskop eller røntgenstråle.

Linus Pauling foreslo at DNA kunne være en trippel helix. Denne hypotesen ble også vurdert av Francis Crick og James D. Watson, men ble kassert.

Når Watson og Crick visste Pauling hypotese, de forsto fra eksisterende data som Pauling var galt, og snart innrømme sine problemer med denne strukturen. Derfor var rase for å oppdage DNA-strukturen å oppdage den riktige strukturen.

Hvilken spådom ville hypotesen gjøre? Hvis DNA hadde en spiralformet struktur, ville dets røntgendiffraksjon mønster være X-formet.

derfor, hypotesen om at DNA har en dobbelt helixstruktur ville bli testet med røntgenresultater / data. Spesielt testet med røntgendiffrasjonsdata levert av Rosalind Franklin, James Watson og Francis Crick i 1953.

eksperiment

Rosalind Franklin krystalliserte rent DNA og utførte røntgendiffraksjon for å produsere foto 51. Resultatene viste en X-form.

I en serie av fem artikler publisert i natur Eksperimentelle bevis som støttet Watson og Crick-modellen ble demonstrert.

Av disse er en artikkel av Franklin, og Raymond Gosling, var den første publikasjon med data fra røntgenstråle-diffraksjon som støtter Watson-Crick og modellen

Analyse og konklusjoner

Da Watson så det detaljerte diffraksjonsmønsteret, kjente han det umiddelbart som en helix.

Han og Crick produserte sin modell ved å bruke denne informasjonen sammen med tidligere kjent informasjon om DNA-sammensetningen og om molekylære interaksjoner, så som hydrogenbindinger..

historie

Fordi det er vanskelig å definere nøyaktig når begynte den vitenskapelige metode som brukes, er det vanskelig å svare på spørsmålet om hvem som skapte den vitenskapelige metode.

Metoden og dens skritt utviklet seg over tid, og forskerne som brukte det gjorde sine bidrag, utviklet og raffinert seg litt etter litt.

Aristoteles og grekerne

Aristoteles, en av de mest innflytelsesrike filosofene i historien, var grunnleggeren av empirisk vitenskap, det vil si prosessen med å teste hypoteser fra erfaring, eksperimentering og direkte og indirekte observasjon.

Grekerne var den første vestlige sivilisasjonen som begynte å observere og måle for å forstå og studere fenomenene i verden, men det var ingen struktur for å kalle det vitenskapelig metode.

Muslimer og islamens gullalder

Faktisk begynte utviklingen av den moderne vitenskapelige metoden med muslimske lærde under islamens gyldne tid, i tiende til fjortende århundre. Senere fortsatte filosoferne - forskerne i opplysningene å forfine det.

Blant alle de lærde som gjorde sine bidrag, var Alhacén (Abū 'Alī al-Hasan ibn al-anasan ibn al-Hayṯam) den viktigste bidragsyteren, betraktet av noen historikere som "arkitekten til den vitenskapelige metoden". Metoden hans hadde følgende stadier, du kan se dens likhet med de som er forklart i denne artikkelen:

-Observasjon av den naturlige verden.

-Opprett / definer problemet.

-Formuler en hypotese.

-Test hypotesen gjennom eksperimentering.

-Evaluere og analysere resultater.

-Tolk dataene og dra konklusjoner.

-Publiser resultatene.

renessanse

Filosofen Roger Bacon (1214 - 1284) regnes som den første personen som bruker induktiv resonnement som en del av den vitenskapelige metoden.

Under renessansen utviklet Francis Bacon den induktive metoden gjennom årsak og virkning, og Descartes foreslo at fradrag var den eneste måten å lære og forstå.

Newton og moderne vitenskap

Isaac Newton kan betraktes som forskeren som endelig raffinerte prosessen til i dag som den er kjent. Han foreslo, og satte i praksis, det faktum at den vitenskapelige metoden trengte både deduktiv og induktiv metode.

Etter Newton var det andre store forskere som bidro til utviklingen av metoden, blant annet Albert Einstein. 

betydning

Den vitenskapelige metoden er viktig fordi det er en pålitelig måte å skaffe seg kunnskap på. Den er basert på å basere på bekreftelser, teorier og kunnskap om data, eksperimenter og observasjoner.

Derfor er det viktig for samfunnets utvikling i teknologi, vitenskap generelt, helse og generelt å generere teoretisk kunnskap og praktiske anvendelser.

Denne metoden for vitenskap er for eksempel i strid med det som bygger på tro. Med tro tror du på noe ved tradisjon, skriving eller tro, uten å stole på bevis som kan bli avvist, og du kan heller ikke lage eksperimenter eller observasjoner som nekter eller aksepterer troen på den troen..

Med vitenskap kan en forsker utføre trinnene i denne metoden, nå konklusjoner, presentere dataene, og andre forskere kan kopiere det eksperimentet eller observasjoner for å validere det eller ikke..

referanser

  1. Hernández Sampieri, Roberto; Fernández Collado, Carlos og Baptista Lucio, Pilar (1991). Forskningsmetodikk (2. utg., 2001). Mexico D.F., Mexico. McGraw-Hill.
  2. Kazilek, C.J. og Pearson, David (2016, 28. juni). Hva er den vitenskapelige metoden? Arizona State University, College of Liberal Arts and Sciences. Hentet 15. januar 2017.
  3. Lodico, Marguerite G .; Spaulding, Dean T. og Voegtle, Katherine H. (2006). Metoder i utdanningsforskning: Fra teori til praksis (2. utg., 2010). San Francisco, USA. Jossey-Bass.
  4. Márquez, Omar (2000). Prosessen med forskning i samfunnsvitenskap. Barinas, Venezuela UNELLEZ.
  5. Tamayo T., Mario (1987). Prosessen med vitenskapelig forskning (3. ed., 1999). Mexico D.F., Mexico. Limusa.
  6. Vera, Alirio (1999). Dataanalysen. San Cristóbal, Venezuela. National Experimental University of Tachira (UNET).
  7. Wolfs, Frank L. H. (2013). Introduksjon til den vitenskapelige metoden. New York, USA. University of Rochester, Institutt for fysikk og astronomi. Hentet 15. januar 2017.
  8. Wudka, José (1998, 24. september). Hva er "vitenskapelig metode"? Riverside, USA. University of California, Institutt for fysikk og astronomi. Hentet 15. januar 2017.
  9. Martyn Shuttleworth (23. april 2009). Hvem fant den vitenskapelige metoden? Hentet 23. desember 2017 fra Explorable.com: explorable.com.