VETENSKAPLIG METOD: DE 6 STEGEN OCH DERAS EGENSKAPER (EXEMPEL) - VETENSKAP - 2025

Den vetenskapliga metoden är en process som används i vetenskapsgrenarna för att testa en vetenskaplig hypotes genom observation, fråga, hypotesformulering och experiment. Det är ett rationellt sätt att få objektiv och pålitlig kunskap.

Den vetenskapliga metoden har därför en serie egenskaper som definierar den: observation, experiment och ställa och besvara frågor. Men inte alla forskare följer denna process exakt. Vissa vetenskapsgrenar kan testas lättare än andra.

Stegen i den vetenskapliga metoden: fråga, undersökning, hypotesformulering, experiment, dataanalys, slutsatser.

Till exempel kan forskare som studerar hur stjärnor förändras när de åldras eller hur dinosaurier smälter maten inte kunna förflytta en stjärns liv med en miljon år eller genomföra studier och tester på dinosaurier för att testa deras hypoteser.

När direkt experiment inte är möjligt, modifierar forskare den vetenskapliga metoden. Även om det förändras med nästan varje vetenskaplig utredning, är målet detsamma: att upptäcka orsaks- och effektförhållanden genom att ställa frågor, samla in och undersöka data och se om all tillgänglig information kan kombineras till ett logiskt svar.

Å andra sidan går en forskare ofta igenom stadierna i den vetenskapliga metoden igen, eftersom ny information, data eller slutsatser kan göra det nödvändigt att gå igenom stegen igen.

Till exempel kan en forskare hypotes om att "överätande påskyndar åldrandet", genomföra ett experiment och dra en slutsats. Du kan sedan gå igenom stegen igen och börja med en annan hypotes, till exempel "att äta för mycket socker påskyndar åldrandet."

Vad är den vetenskapliga metoden och vad är den för?

Den vetenskapliga metoden är en empirisk undersökningsmetod som tjänar till att få ny kunskap och information. "Empirisk" betyder att den är baserad på verkligheten, använder data; det är motsatsen till "teoretiskt". Därför använder forskare den vetenskapliga metoden för att lära sig om verkligheten, samla in data och genomföra experiment. Det kan delas in i sex steg / faser / stadier som gäller för alla typer av forskning:

-Fråga baserad på observation.

-Undersökning.

-Formulering av hypotesen.

-Experimenterande.

-Dataanalys.

- Avvisa eller acceptera hypotesen (slutsatser).

Nästa kommer jag att visa de grundläggande stegen som vidtas när man gör forskning. Så att du förstår det bättre, kommer jag i slutet av artikeln att lämna ett exempel på tillämpningen av stegen i ett biologiexperiment; i upptäckten av DNA-strukturen.

Huvudsakliga egenskaper hos den vetenskapliga metoden

- Använd observation som utgångspunkt.

- Ställ frågor och svar. För att formulera en hypotes ställer forskaren frågor och svar på ett systematiskt sätt och försöker etablera förhållanden mellan orsak och verkan i verklighetsaspekter.

- Kräver verifiering, det vill säga att resultaten måste verifieras av olika forskare.

- Genererar kritiska slutsatser. Om slutsatserna inte kan verifieras kan den vetenskapliga metoden inte tillämpas.

- Ger reproducerbara resultat; experimenten kan replikeras av forskare för att försöka uppnå samma resultat.

- Det är objektivt; det är baserat på experiment och observation, inte subjektiva åsikter.

Vilka är stegen i den vetenskapliga metoden? Vad de består av och deras egenskaper

Steg 1- Ställ en fråga baserad på observationen

Den vetenskapliga metoden börjar när forskaren / forskaren ställer en fråga om något de har observerat eller vad de undersöker: Hur, vad, när, vem, vad, varför eller var?

Exempel på observationer och frågor:

- Louis Pasteur observerade under ett mikroskop att silkesmaskarna i södra Frankrike hade sjukdomar infekterade av parasiter.

- En biolog observerar under mikroskopet att närvaron av vissa typer av celler förbättrar symptomen på koppar. Du kanske frågar, kämpar dessa celler mot smittkoppavirus?

- Albert Einstein, när han utvecklade sin teori om speciell relativitet, frågade sig själv: Vad skulle du se om du kunde gå bredvid en ljusstråle när den sprider sig genom rymden?

Steg 2- Undersökning

Detta steg består av att göra forskning, samla in information för att hjälpa till att besvara frågan. Det är viktigt att den insamlade informationen är objektiv och från pålitliga källor. De kan undersökas genom internetdatabaser, i bibliotek, böcker, intervjuer, forskning, bland andra.

Det finns flera typer av vetenskaplig observation. De vanligaste är direkt och indirekt.

Steg 3 - Hypotesformulering

Det tredje steget är formuleringen av hypotesen. En hypotes är ett uttalande som kan användas för att förutsäga resultatet av framtida observationer.

Exempel på hypoteser:

• Fotbollsspelare som tränar regelbundet med tid, gör fler mål än de som missar 15% av träningen.
• Nya föräldrar som har studerat högre utbildning är i 70% av fallen mer avslappnade vid förlossningen.

En användbar hypotes måste tillåta förutsägelser genom resonemang, inklusive deduktiv resonemang. Hypotesen kunde förutsäga resultatet av ett experiment i ett laboratorium eller observationen av ett fenomen i naturen.

Om förutsägelserna inte är tillgängliga genom observation eller erfarenhet är hypotesen ännu inte testbar och kommer att förbli till den ovetenskapliga åtgärden. Senare skulle en ny teknik eller teori göra nödvändiga experiment möjliga.

Steg 4 - Experiment

Experimentera fallet med människor.

Nästa steg är experiment, när forskare utför så kallade vetenskapliga experiment, där hypoteser testas.

De förutsägelser som hypoteserna försöker göra kan testas med experiment. Om testresultaten motsäger förutsägelserna ifrågasätts hypoteserna och blir mindre hållbara.

Om de experimentella resultaten bekräftar hypotesernas förutsägelser, anses hypoteserna vara mer korrekta, men de kan vara felaktiga och förbli föremål för ytterligare experiment.

För att undvika observationsfel i experimenten används den experimentella kontrolltekniken. Denna teknik använder kontrasten mellan flera prover (eller observationer) under olika förhållanden för att se vad som varierar eller förblir detsamma.

Exempel

För att testa hypotesen "tillväxthastigheten för gräs beror inte på mängden ljus", måste man observera och ta data från gräs som inte utsätts för ljus.

Detta kallas en "kontrollgrupp." De är identiska med de andra experimentgrupperna, med undantag för den variabel som undersöks.

Det är viktigt att komma ihåg att kontrollgruppen endast kan skilja sig från någon experimentell grupp med en variabel. På så sätt kan du veta att det är den variabeln som producerar förändringar eller inte.

Gräs utanför i skuggan kan till exempel inte jämföras med gräs i solen. Inte heller gräset i en stad med den i en annan. Det finns variabler mellan de två grupperna utöver ljus, till exempel markfuktighet och pH.

Ett annat exempel på en mycket vanlig kontrollgrupp

Experiment för att ta reda på om ett läkemedel är effektivt för att behandla vad som önskas är mycket vanligt. Om du till exempel vill veta effekterna av aspirin kan du använda två grupper i ett första experiment:

• Experimentell grupp 1, till vilken aspirin tillhandahålls.
• Kontrollgrupp 2, med samma egenskaper som grupp 1, och till vilken aspirin inte tillhandahölls.

Steg 5: dataanalys

Efter experimentet tas data, som kan vara i form av siffror, ja / nej, närvarande / frånvarande eller andra observationer.

Den systematiska och noggranna insamlingen av mätningar och data är skillnaden mellan pseudovetenskap som alkemi och vetenskaper, som kemi eller biologi. Mätningar kan göras i en kontrollerad miljö, t.ex. ett laboratorium, eller på mer eller mindre otillgängliga eller icke-manipulerbara föremål, såsom stjärnor eller mänskliga populationer.

Mätningar kräver ofta specialiserade vetenskapliga instrument som termometrar, mikroskop, spektroskop, partikelacceleratorer, voltmetrar …

Detta steg innebär att bestämma vad resultaten av experimentet visar och besluta om nästa åtgärder att vidta. I fall där ett experiment upprepas många gånger kan statistisk analys vara nödvändig.

Om bevisen har avvisat hypotesen krävs en ny hypotes. Om data från experimentet stöder hypotesen, men bevisen inte är tillräckligt starka, bör andra förutsägelser av hypotesen testas med andra experiment.

När en hypotes är starkt stödd av bevisen, kan en ny forskningsfråga ställas för att ge mer information om samma ämne.

Steg 6: Slutsatser. Tolk uppgifterna och acceptera eller avvisa hypotesen

För många experiment bildas slutsatser på grundval av en informell analys av data. Fråga helt enkelt, passar uppgifterna hypotesen? det är ett sätt att acceptera eller förkasta en hypotes.

Det är dock bättre att tillämpa en statistisk analys på uppgifterna, för att fastställa en grad av "acceptans" eller "avslag". Matematik är också användbar för att utvärdera effekterna av mätfel och andra osäkerheter i ett experiment.

Om hypotesen accepteras garanteras inte att den är den korrekta hypotesen. Detta betyder bara att resultaten från experimentet stöder hypotesen. Det är möjligt att duplicera experimentet och få olika resultat nästa gång. Hypotesen kan också förklara observationerna, men det är fel förklaring.

Om hypotesen avvisas kan det vara slutet på experimentet eller så kan det göras igen. Om du upprepar processen har du fler observationer och mer data.

Andra steg är: 7- Kommunicera resultat och 8- Kontrollera resultaten genom att kopiera forskningen (utförd av andra forskare)

Om ett experiment inte kan upprepas för att ge samma resultat, innebär detta att de ursprungliga resultaten kunde ha varit fel. Som ett resultat är det vanligt att ett enda experiment utförs flera gånger, särskilt när det finns okontrollerade variabler eller andra indikationer på experimentfel.

För att få betydande eller överraskande resultat kan andra forskare också försöka replikera resultaten själva, särskilt om dessa resultat är viktiga för sitt eget arbete.

Verkligt exempel på vetenskaplig metod i upptäckten av DNA-strukturen

Historien om upptäckten av DNA-strukturen är ett klassiskt exempel på stegen i den vetenskapliga metoden: 1950 var det känt att genetisk arv hade en matematisk beskrivning, från studierna av Gregor Mendel, och att DNA innehöll genetisk information.

Mekanismen för lagring av genetisk information (dvs gener) i DNA var emellertid oklar.

Det är viktigt att notera att inte bara Watson och Crick deltog i upptäckten av DNA-strukturen, även om de tilldelades Nobelpriset. Många tidens forskare bidrog med kunskap, data, idéer och upptäckter.

Fråga från observationer

Tidigare forskning om DNA hade bestämt dess kemiska sammansättning (de fyra nukleotiderna), strukturen för var och en av nukleotiderna och andra egenskaper.

DNA identifierades som bärare av genetisk information genom Avery-MacLeod-McCarty-experimentet 1944, men mekanismen för hur genetisk information lagras i DNA var oklart.

Frågan kan därför vara:

Undersökning

De inblandade, inklusive Linus Pauling, Watson eller Crick, undersökte och sökte efter information; i detta fall eventuellt forskning om tiden, böcker och samtal med kollegor.

Hypotes

Linus Pauling föreslog att DNA skulle kunna vara en trippel helix. Denna hypotese övervägs också av Francis Crick och James D. Watson men de kasserade den.

När Watson och Crick fick reda på Paulings hypotes, förstod de från de befintliga uppgifterna att han var fel, och Pauling skulle snart erkänna sina svårigheter med den strukturen. Därför var loppet att upptäcka DNA-strukturen att upptäcka rätt struktur.

Vilken förutsägelse skulle hypotesen göra? Om DNA hade en spiralformad struktur skulle dess röntgendiffraktionsmönster vara X-formad.

Därför skulle hypotesen om att DNA har en dubbel spiralstruktur testas med röntgenresultat / data. Specifikt testades det med röntgendiffraktionsdata tillhandahållna av Rosalind Franklin, James Watson och Francis Crick 1953.

Experimentera

Rosalind Franklin kristalliserade rent DNA och utförde röntgendiffraktion för att producera fotografi 51. Resultaten visade en X-form.

Experimentella bevis som stöder Watson- och Crick-modellen visades i en serie av fem artiklar publicerade i Nature.

Av dessa var Franklin och Raymond Gosling papper den första publikationen med röntgendiffraktionsdata för att stödja Watson och Crick-modellen.

Analys och slutsatser

När Watson såg det detaljerade diffraktionsmönstret, kände han genast igen det som en spiral.

Han och Crick tillverkade sin modell genom att använda denna information tillsammans med tidigare känd information om DNA-sammansättningen och om molekylära interaktioner, såsom vätebindning.

Historia

Eftersom det är svårt att definiera exakt när den vetenskapliga metoden började användas är det svårt att besvara frågan om vem som skapade den.

Metoden och dess steg utvecklades över tid och forskarna som använde den gjorde sina bidrag, utvecklades och förfinades lite efter lite.

Aristoteles och grekerna

Aristoteles, en av de mest inflytelserika filosoferna i historien, var grundaren av empirisk vetenskap, det vill säga processen att testa hypoteser från erfarenhet, experiment och direkt och indirekt observation.

Grekerna var den första västerländska civilisationen som började observera och mäta för att förstå och studera världens fenomen, men det fanns ingen struktur för att kalla det den vetenskapliga metoden.

Muslimer och islams guldålder

I själva verket började utvecklingen av den moderna vetenskapliga metoden med muslimska forskare under Islamiska guldålder, på 10 till 1400-talet. Senare fortsatte upplysningens filosofer och forskare att förfina den.

Bland alla forskare som bidrog var Alhacen (Abū 'Alī al-Ḥasan ibn al-Ḥasan ibn al-Hayṯam) den huvudsakliga bidragsgivaren, som av vissa historiker betraktades som "arkitekten för den vetenskapliga metoden." Hans metod hade följande steg, du kan se dess likhet med de som förklaras i den här artikeln:

-Bevarande av den naturliga världen.

-Sätt upp / definiera problemet.

-Formulera en hypotes.

-Test hypotesen genom experiment.

-Värdera och analysera resultaten.

-Tolk uppgifterna och dra slutsatser.

-Publicera resultaten.

renässans

Filosofen Roger Bacon (1214 - 1284) anses vara den första personen som tillämpar induktiv resonemang som en del av den vetenskapliga metoden.

Under renässansen utvecklade Francis Bacon den induktiva metoden genom orsak och verkan, och Descartes föreslog att avdrag var det enda sättet att lära sig och förstå.

Newton och modern vetenskap

Isaac Newton kan betraktas som forskaren som slutligen förfinade processen tills den idag är känd. Han föreslog och genomförde det faktum att den vetenskapliga metoden behövde både deduktiv och induktiv metod.

Efter Newton fanns det andra stora forskare som bidrog till utvecklingen av metoden, inklusive Albert Einstein.

Betydelse

Den vetenskapliga metoden är viktig eftersom det är ett tillförlitligt sätt att skaffa sig kunskap. Det är baserat på påståenden, teorier och kunskap om data, experiment och observationer.

Därför är det viktigt för samhällets utveckling inom teknik, vetenskap i allmänhet, hälsa och i allmänhet att generera teoretisk kunskap och praktiska tillämpningar.

Till exempel strider denna vetenskapsmetod mot den som bygger på tro. Med tro tros något av traditioner, skrifter eller trosuppfattningar, utan att baseras på bevis som kan motbevisas, och inte heller kan experiment eller observationer göras som förnekar eller accepterar troens tro.

Med vetenskap kan en forskare utföra stegen i denna metod, dra slutsatser, presentera uppgifterna och andra forskare kan replikera experimentet eller observationerna för att validera det eller inte.

referenser

1. Hernández Sampieri, Roberto; Fernández Collado, Carlos och Baptista Lucio, Pilar (1991). Forskningsmetodik (2: a upplagan, 2001). Mexiko DF, Mexiko. McGraw-Hill.
2. Kazilek, CJ och Pearson, David (2016, 28 juni). Vad är den vetenskapliga metoden? Arizona State University, College of Liberal Arts and Sciences. Öppnade 15 januari 2017.
3. Lodico, Marguerite G.; Spaulding, Dean T. och Voegtle, Katherine H. (2006). Metoder i pedagogisk forskning: från teori till praktik (2: a upplagan, 2010). San Francisco, USA. Jossey-Bass.
4. Márquez, Omar (2000). Forskningsprocessen inom samhällsvetenskapen. Barinas, Venezuela. UNELLEZ.
5. Tamayo T., Mario (1987). Processen för vetenskaplig forskning (3: e upplagan, 1999). Mexiko DF, Mexiko. Limusa.
6. Vera, Alirio (1999). Dataanalys. San Cristóbal, Venezuela. National Experimental University of Táchira (UNET).
7. Wolfs, Frank LH (2013). Introduktion till den vetenskapliga metoden. New York, USA. University of Rochester, Institutionen för fysik och astronomi. Öppnade 15 januari 2017.
8. Wudka, José (1998, 24 september). Vad är den "vetenskapliga metoden"? Riverside, USA. University of California, Institutionen för fysik och astronomi. Öppnade 15 januari 2017.
9. Martyn Shuttleworth (23 apr 2009). Vem uppfann den vetenskapliga metoden? Hämtad 23 december 2017 från Explorable.com: explorable.com.