TUDOMÁNYOS MÓDSZER: A 6 LÉPÉS ÉS JELLEMZŐIK (PÉLDA) - TUDOMÁNY - 2025

A tudományos módszer egy olyan eljárás, amelyet a tudományágakban használnak a tudományos hipotézis megfigyelés, kihallgatás, hipotézis megfogalmazása és kísérletezése révén történő tesztelésére. Ez objektív és megbízható ismeretek megszerzésének ésszerű módja.

A tudományos módszernek tehát egy sor jellemzője van, amelyek meghatározzák azt: megfigyelés, kísérletezés, kérdések feltevése és megválaszolása. Ugyanakkor nem minden tudós követi pontosan ezt a folyamatot. Egyes tudományágak könnyebben tesztelhetők, mint mások.

A tudományos módszer lépései: kérdés, vizsgálat, hipotézis megfogalmazása, kísérlet, adatelemzés, következtetések.

Például azok a tudósok, akik azt tanulmányozzák, hogyan változnak a csillagok öregedéskor, vagy hogy a dinoszauruszok megemésztik az élelmüket, nem tudják milliós évvel elõsegíteni a csillag életét, vagy tanulmányokat és teszteket végezhetnek a dinoszauruszokon hipotéziseik tesztelésére.

Ha a közvetlen kísérlet nem lehetséges, a tudósok módosítják a tudományos módszert. Noha ez szinte minden tudományos kutatással megváltozik, a cél ugyanaz: felfedezni az ok-okozati összefüggéseket kérdés feltevése, adatok összegyűjtése és vizsgálata, valamint annak megfigyelése révén, hogy az összes rendelkezésre álló információ összevonható-e logikus válaszként.

Másrészről, egy tudós gyakran ismét átmegy a tudományos módszer szakaszaiban, mivel új információk, adatok vagy következtetések szükségessé tehetik a lépések újbóli átlépését.

Például egy tudós hipotézisként feltételezheti, hogy "a túlzott túlélés felgyorsítja az öregedést", kísérletet végez és következtetést von le. Ezután ismételten áthaladhat a lépéseken, egy másik hipotézissel kezdve, mint például: "Ha túl sok cukor eszik, felgyorsul az öregedés".

Mi a tudományos módszer és mi az?

A tudományos módszer empirikus vizsgálati módszer, amelynek célja új ismeretek és információk megszerzése. Az "empirikus" azt jelenti, hogy a valóságon alapul, adatokat használ; ez az "elméleti" ellentéte. Ezért a tudósok a tudományos módszert használják a valóság megismerésére, adatok gyűjtésére és kísérletek elvégzésére. Hat részre / szakaszra osztható, amelyek minden típusú kutatásra vonatkoznak:

-Értékelés megfigyelés alapján.

-Vizsgálat.

-A hipotézis megfogalmazása.

-Experimentation.

- Adatok elemzése.

-A hipotézis elutasítása vagy elfogadása (következtetések).

Ezután bemutatom azokat az alapvető lépéseket, amelyeket a nyomozáskor megteszem. Annak érdekében, hogy jobban megértse, a cikk végén példát hagyok a biológiai kísérlet lépéseinek alkalmazásáról; a DNS szerkezetének felfedezésében.

A tudományos módszer főbb jellemzői

- Használja a megfigyelést kiindulási pontként.

- Tegyen fel kérdéseket és válaszokat. Hipotézis megfogalmazása érdekében a tudós szisztematikusan kérdéseket és válaszokat tesz fel, igyekszik az ok-okozati összefüggéseket a valóság szempontjából meghatározni.

- Ellenőrzést igényel, vagyis az eredményeket különféle tudósoknak kell igazolniuk.

- Megcáfolható következtetéseket von le. Ha a következtetéseket nem lehet ellenőrizni, a tudományos módszer nem alkalmazható.

- reprodukálható eredményeket hoz; a kísérleteket a tudósok megismételhetik ugyanazon eredmények elérése érdekében.

- Objektív; kísérletezésen és megfigyelésen alapul, nem pedig szubjektív véleményeken.

Melyek a tudományos módszer lépései? Miből állnak és jellemzőik

1. lépés: Tegyen fel kérdést a megfigyelés alapján

A tudományos módszer akkor kezdődik, amikor a tudós / kutató feltesz egy kérdést valamire, amit megfigyelt, vagy amit vizsgálnak: Hogyan, mi, mikor, ki, mi, miért vagy hol?

Példák megfigyelésekre és kérdésekre:

- Louis Pasteur mikroszkóp alatt megfigyelte, hogy Franciaország déli selyemhernyóinak paraziták által fertőzött betegségei vannak.

- A biológus mikroszkóp alatt megfigyeli, hogy bizonyos sejttípusok jelenléte javítja a himlő tüneteit. Felteheti azt a kérdést, hogy ezek a sejtek harcolnak-e a himlővírussal?

- Albert Einstein, amikor a speciális relativitáselméletet fejlesztette, azt kérdezte magától: Mit látna, ha tudna járni egy fénysugara mellett, amikor az az űrben terjed?

2. lépés - Vizsgálat

Ez a lépés a kutatás elvégzéséből és a kérdés megválaszolásához szükséges információk gyűjtéséből áll. Fontos, hogy az összegyűjtött információk objektívek és megbízható forrásokból származjanak. Megvizsgálhatók internetes adatbázisokon keresztül, többek között könyvtárakban, könyvekben, interjúkban, kutatásokban.

Különböző típusú tudományos megfigyelések léteznek. A leggyakoribbak a közvetlen és közvetett.

3. lépés: A hipotézis megfogalmazása

A harmadik szakasz a hipotézis megfogalmazása. A hipotézis egy olyan állítás, amely felhasználható a jövőbeli megfigyelések kimenetelének előrejelzésére.

Példák a hipotézisekre:

• Azok a futballista, akik rendszeresen edznek az idő kihasználásával, több gólt szereznek, mint azok, akik elmulasztják az edzések 15% -át.
• Az új szülők, akik felsőoktatást tanultak, az esetek 70% -ában nyugodtabb a szülés során.

Egy hasznos hipotézisnek lehetővé kell tennie az érveléssel kapcsolatos előrejelzéseket, beleértve a deduktív érvelést is. A hipotézis előre jelezheti egy laboratóriumi kísérlet vagy a természetben levő jelenség megfigyelésének eredményét.

Ha a jóslatok nem érhetők el megfigyeléssel vagy tapasztalattal, akkor a hipotézis még nem tesztelhető, és továbbra is ezen tudománytalan mércéig marad. Később egy új technológia vagy elmélet lehetővé tenné a szükséges kísérleteket.

4. lépés: Kísérlet

Kísérleti eset emberrel.

A következő lépés a kísérlet, amikor a tudósok úgynevezett tudományos kísérleteket végeznek, amelyek során hipotéziseket tesztelnek.

Az előrejelzéseket, amelyeket a hipotézisek megkísérelnek tenni, kísérletekkel tesztelhetjük. Ha a teszt eredménye ellentmond az előrejelzéseknek, akkor a hipotéziseket megkérdőjelezik és kevésbé fenntarthatóak.

Ha a kísérleti eredmények megerősítik a hipotézisek előrejelzéseit, akkor a hipotéziseket helyesebbnek tekintik, de tévesek lehetnek, és további kísérletek tárgyát képezik.

A kísérletekben a megfigyelési hiba elkerülése érdekében a kísérleti kontroll technikát alkalmazzuk. Ez a technika a különböző minták (vagy megfigyelések) közötti kontrasztot használja különböző körülmények között annak megállapítására, hogy melyik változik vagy marad ugyanaz.

Példa

A hipotézis teszteléséhez: „a fű növekedési sebessége nem függ a fény mennyiségétől”, meg kell vizsgálni és adatokat kell venni a fűnek nem kitett fűből.

Ezt "kontrollcsoportnak" nevezzük. A vizsgált változó kivételével azonosak a többi kísérleti csoporttal.

Fontos megjegyezni, hogy a kontrollcsoport csak egy változóval különbözhet bármelyik kísérleti csoporttól. Így tudhatja, hogy az a változó hozza létre a változásokat, vagy sem.

Például az árnyékban levő fű nem hasonlítható össze a napfűvel. Az egyik város és a másik füve sem. A fény mellett a két csoport között változók is vannak, például a talajnedvesség és a pH.

Egy másik példa egy nagyon gyakori kontrollcsoportra

Nagyon gyakori a kísérlet annak kiderítésére, hogy egy gyógyszer hatékonyan képes-e kezelni a kívánt terméket. Például, ha meg akarja tudni az aszpirin hatásait, akkor az első kísérletben két csoportot használhat:

• 1. kísérleti csoport, amelyhez aszpirint adnak.
• 2. kontrollcsoport, azonos jellemzőkkel, mint az 1. csoport, és amelyhez nem adtak aszpirint.

5. lépés: adatelemzés

A kísérlet után megkapjuk az adatokat, amelyek lehet számok, igen / nem, jelen / hiányzó vagy egyéb megfigyelések formájában.

A mérések és az adatok szisztematikus és gondos gyűjtése különbözik az áltudományok, mint például az alkímia, és a tudományok, például a kémia vagy a biológia között. A méréseket ellenőrzött környezetben, például laboratóriumban, vagy többé-kevésbé elérhetetlen vagy nem manipulálható tárgyakon, például csillagokon vagy emberi populációkon lehet elvégezni.

A mérésekhez gyakran speciális tudományos műszerekre van szükség, például hőmérők, mikroszkópok, spektroszkópok, részecskegyorsítók, voltmérők…

Ez a lépés magában foglalja annak meghatározását, hogy a kísérlet eredményei mit mutatnak, és a következő lépések meghozatalát. Azokban az esetekben, amikor egy kísérletet sokszor megismételnek, statisztikai elemzésre lehet szükség.

Ha a bizonyítékok elutasították a hipotézist, új hipotézisre van szükség. Ha a kísérletből származó adatok alátámasztják a hipotézist, de a bizonyítékok nem elég erősek, akkor a hipotézis más előrejelzéseit más kísérletekkel kell megvizsgálni.

Amint a hipotézist a bizonyítékok erőteljesen alátámasztják, új kutatási kérdést lehet feltenni, hogy további információkat nyújtson ugyanazon témáról.

6. lépés: Következtetések. Értelmezze az adatokat, és fogadja el vagy utasítsa el a hipotézist

Számos kísérletnél következtetéseket vonnak le az adatok informális elemzése alapján. Csak kérdezze meg, megfelelnek-e az adatok a hipotézisnek? a hipotézis elfogadásának vagy elutasításának egyik módja.

Jobb azonban, ha statisztikai elemzést alkalmazunk az adatokra, hogy meghatározzuk az elfogadhatóság vagy az elutasítás fokát. A matematika szintén hasznos a mérési hibák és más bizonytalanságok hatásainak értékeléséhez egy kísérletben.

Ha elfogadják a hipotézist, akkor nem garantált, hogy ez a helyes hipotézis. Ez csak azt jelenti, hogy a kísérlet eredményei alátámasztják a hipotézist. Lehetőség van a kísérlet lemásolására, és legközelebb más eredmények elérésére. A hipotézis megmagyarázhatja a megfigyeléseket is, de ez helytelen magyarázat.

Ha a hipotézist elutasítják, akkor ez lehet a kísérlet vége vagy megismételhető. Ha megismétli a folyamatot, akkor további megfigyelésekkel és további adatokkal rendelkezik.

További lépések: 7- kommunikálja az eredményeket és 8- ellenőrizze az eredményeket a kutatás (más tudósok által végzett) megismételésével.

Ha egy kísérletet nem lehet megismételni ugyanazon eredmények elérése érdekében, ez arra utal, hogy az eredeti eredmények tévesek voltak. Ennek eredményeként általában egy kísérletet többször hajtanak végre, különösen akkor, ha vannak ellenőrizetlen változók vagy a kísérleti hiba egyéb jelzései.

Jelentős vagy meglepő eredmények elérése érdekében más tudósok megpróbálhatják magukat is megismételni, különösen, ha ezek az eredmények fontosak a saját munkájuk szempontjából.

Valódi példa a DNS szerkezetének felfedezésére szolgáló tudományos módszerre

A DNS szerkezetének felfedezésének története a tudományos módszer lépéseinek klasszikus példája: 1950-ben ismert volt, hogy a genetikai öröklés matematikai leírással rendelkezik, Gregor Mendel tanulmányai alapján, és hogy a DNS genetikai információkat tartalmaz.

A genetikai információ (azaz a gének) DNS-ben való tárolásának mechanizmusa azonban nem volt egyértelmű.

Fontos megjegyezni, hogy nem csak Watson és Crick vettek részt a DNS szerkezetének felfedezésében, bár Nobel-díjjal jutalmazták őket. A korszak sok tudósa hozzájárult tudáshoz, adatokhoz, ötletekhez és felfedezésekhez.

Kérdés az észrevételekből

A DNS-sel kapcsolatos korábbi kutatások meghatározták annak kémiai összetételét (a négy nukleotidot), az egyes nukleotidok szerkezetét és egyéb tulajdonságait.

A DNS-t 1944-ben az Avery-MacLeod-McCarty kísérlet alapján azonosították a genetikai információ hordozójaként, de a genetikai információ DNS-ben történő tárolásának mechanizmusa nem volt világos.

A kérdés tehát a következő lehet:

Vizsgálat

Az érintettek, köztük Linus Pauling, Watson vagy Crick, információkat kutattak és kerestek; ebben az esetben az idő esetleges kutatása, könyvek és a kollégákkal folytatott beszélgetések.

Hipotézis

Linus Pauling azt állította, hogy a DNS hármas spirál lehet. Ezt a hipotézist Francis Crick és James D. Watson is fontolóra vette, ám ezt elutasították.

Amikor Watson és Crick megtudta Pauling hipotézisét, a meglévő adatok alapján megértették, hogy tévedett, és Pauling hamarosan beismeri a szerkezettel kapcsolatos nehézségeit. Ezért a DNS szerkezetének felfedezéséhez a verseny az volt, hogy felfedezzék a helyes struktúrát.

Milyen előrejelzést adna a hipotézis? Ha a DNS spirális szerkezete lenne, akkor a röntgendiffrakciós mintája X-alakú lenne.

Ezért azt a hipotézist, hogy a DNS kettős spirál szerkezettel kell megvizsgálni, a röntgen eredményekkel / adatokkal vizsgáljuk, pontosabban a röntgen diffrakciós adatokkal, amelyeket Rosalind Franklin, James Watson és Francis Crick szolgáltatott 1953-ban.

Kísérlet

A Rosalind Franklin kristályosította a tiszta DNS-t, és röntgendiffrakcióval elvégezte az 51. képet. Az eredmények X alakot mutattak.

A Watson és Crick modellt alátámasztó kísérleti bizonyítékokat a Natureben publikált öt cikk sorozatában mutatták be.

Ezek közül a Franklin és Raymond Gosling papír volt az első kiadvány, amely röntgen-difrakciós adatokkal támasztotta alá a Watson és a Crick modellt.

Elemzés és következtetések

Amikor Watson meglátta a részletes diffrakciós mintázatot, azonnal felismerte azt spirálnak.

Ő és Crick elkészítették modellüket, ezt az információt felhasználva, a korábban ismert információkkal a DNS összetételéről és a molekuláris kölcsönhatásokról, például a hidrogénkötésről.

Történelem

Mivel nehéz pontosan meghatározni, mikor kezdték el alkalmazni a tudományos módszert, nehéz megválaszolni azt a kérdést, ki teremtette azt.

A módszer és lépései az idő múlásával tovább fejlődtek, és a tudósok, akik azt alkalmazták, hozzájárultak hozzá, fejlődtek és apránként finomultak.

Arisztotelész és a görögök

Arisztotelész, a történelem egyik legbefolyásosabb filozófusa volt az empirikus tudomány alapítója, azaz a hipotézisek tesztelésének a tapasztalatból, a kísérletekből és a közvetlen és közvetett megfigyelésből származó folyamata.

A görögök voltak az első nyugati civilizáció, amely megfigyelése és mérése megkezdte a világ jelenségeinek megértését és tanulmányozását, azonban nem volt olyan struktúra, amely tudományos módszernek nevezi azt.

Muzulmánok és az iszlám aranykora

Valójában a modern tudományos módszer kifejlesztése a muszlim tudósokkal kezdődött az iszlám aranykorában, a 10.-14. Században. Később a felvilágosodás filozófus-tudósai tovább finomították.

A közreműködő tudósok közül Alhacen (Abū 'Alī al-ASasan ibn al-Ḥasan ibn al-Hayṯam) volt a fő közreműködő, amelyet néhány történész a "tudományos módszer építészének" tartott. Módszerének a következő szakaszai voltak: láthatja annak hasonlóságát a cikkben ismertetettekkel:

-A természeti világ megfigyelése.

-A probléma meghatározása / meghatározása.

-Fogalmazza meg a hipotézist.

-Kísérletezés útján tesztelje a hipotézist.

-Értékelje és elemezze az eredményeket.

- Értelmezze az adatokat, és vonjon le következtetéseket.

-Hirdeti az eredményeket.

reneszánsz

Roger Bacon (1214 - 1284) filozófust tekintik az elsőnek, aki az induktív érvelést a tudományos módszer részeként alkalmazta.

A reneszánsz idején Francis Bacon fejlesztette ki az induktív módszert az ok és a következmény révén, és Descartes azt javasolta, hogy a dedukció az egyetlen módja a tanulásnak és megértésnek.

Newton és a modern tudomány

Isaac Newton tudósnak tekinthető, aki végül finomította a folyamatot, máig ismert. Javasolta és bevezette azt a tényt, hogy a tudományos módszernek mind deduktív, mind induktív módszerre van szüksége.

Newton után más nagyszerű tudósok is közreműködtek a módszer fejlesztésében, köztük Albert Einstein.

fontosság

A tudományos módszer fontos, mivel megbízható módszer az ismeretek megszerzésére. Az állítások, elméletek és az adatok, kísérletek és megfigyelések ismeretein alapul.

Ezért elengedhetetlen a társadalom fejlődése a technológia, általában a tudomány és az egészségügy területén, és általában az elméleti ismeretek és a gyakorlati alkalmazások előállítása.

Például ez a tudomány módszer ellentétes a hiten alapuló módszerrel. A hittel valamit a hagyományok, írások vagy hitek hittek, anélkül, hogy megcáfolható bizonyítékokon alapulnának, és nem lehet kísérleteket vagy megfigyeléseket végezni, amelyek tagadják vagy elfogadják az adott hit hiteit.

A tudomány segítségével a kutató végrehajthatja ennek a módszernek a lépéseit, következtetéseket vonhat le, bemutathatja az adatokat, és más kutatók megismételhetik a kísérletet vagy a megfigyeléseket, hogy validálják, vagy sem.

Irodalom

1. Hernández Sampieri, Roberto; Fernández Collado, Carlos és Baptista Lucio, Pilar (1991). Kutatási módszertan (2. kiadás, 2001). Mexico DF, Mexikó. McGraw-Hill.
2. Kazilek, CJ és Pearson, David (2016, június 28). Mi a tudományos módszer? Arizonai Állami Egyetem, Szabad Művészeti és Tudományos Főiskola. Belépés 2017. január 15-én.
3. Lodico, Marguerite G.; Spaulding, T. Dean és Voegtle, Katherine H. (2006). Az oktatási kutatás módszerei: az elmélettől a gyakorlatig (2. kiadás, 2010). San Francisco, Egyesült Államok. Jossey-Bass.
4. Márquez, Omar (2000). A társadalomtudományi kutatási folyamat. Barinas, Venezuela. UNELLEZ.
5. Tamayo T., Mario (1987). A tudományos kutatás folyamata (3. kiadás, 1999). Mexico DF, Mexikó. Limusa.
6. Vera, Alirio (1999). Adatelemzés. San Cristóbal, Venezuela. Táchira Nemzeti Kísérleti Egyetem (UNET).
7. Wolfs, Frank LH (2013). Bevezetés a tudományos módszerbe. New York, USA. Rochesteri Egyetem, Fizika és Csillagászat Tanszék. Belépés 2017. január 15-én.
8. Wudka, José (1998, szeptember 24.). Mi a "tudományos módszer"? Riverside, Egyesült Államok. Kaliforniai Egyetem, Fizika és Csillagászat Tanszék. Belépés 2017. január 15-én.
9. Martyn Shuttleworth (2009. április 23.). Ki találta fel a tudományos módszert? Beérkezett 2017. december 23-án az Explorable.com webhelyről: explorable.com.