De 6 stegen i den vetenskapliga metoden och dess egenskaper



den steg av vetenskaplig metod De tjänar till att svara på en vetenskaplig fråga på ett organiserat och objektivt sätt. Det innebär att man observerar världen och dess fenomen, anländer till en förklaring av vad som observeras, testar om förklaringen är giltig och slutligen accepterar eller förnekar förklaringen.

Den vetenskapliga metoden har därför en rad egenskaper som definierar det: observation, experiment och frågar och svarar på frågor. Men inte alla forskare följer exakt denna process. Vissa grenar av vetenskapen kan lättare bevisas än andra.

Till exempel forskare som studerar hur stjärnorna förändras när de blir äldre eller hur dinosaurier smälter maten kan inte fördjupa livet på en stjärna i en miljon år eller genomföra studier och tester med dinosaurier för att testa sina hypoteser.

När direkt experiment inte är möjligt, förändrar forskare den vetenskapliga metoden. Även om det ändras nästan med varje vetenskaplig undersökning är målet samma: att upptäcka orsak och verkan av relationer genom att ställa frågor, samla och granska data och se om all tillgänglig information kan kombineras i ett logiskt svar.

Å andra sidan är stadierna av den vetenskapliga metoden ofta iterativa; Ny information, observationer eller idéer kan leda till att stegen upprepas.

Protokollet i den vetenskapliga metoden kan delas in i sex steg / faser / steg som gäller för alla typer av forskning:

-fråga

-observation

-Formulering av hypotesen

-experimenterande

-Dataanalys

-Avvisa eller acceptera hypotesen.

Nedan kommer jag att visa de grundläggande stegen som utförs vid utredning. För att du ska förstå det bättre kommer jag i slutet av artikeln att lämna ett exempel på tillämpningen av stegen i ett biologiskt experiment. i upptäckten av DNA-strukturen.

index

  • 1 Vad är stegen i den vetenskapliga metoden? Vad de är och deras egenskaper
    • 1.1 Steg 1 Ställ en fråga
    • 1.2 Steg 2 - Observation
    • 1.3 Steg 3 - Formulering av hypoteser
    • 1.4 Steg 4- Experimentering
    • 1.5 Steg 5: Dataanalys
    • 1.6 Steg 6: Slutsatser. Tolka data och acceptera eller avvisa hypotesen
    • 1.7 Andra steg är: 7- Publicera resultat och 8- Kontrollera resultaten som replikerar forskningen (gjord av andra forskare)
  • 2 Verkligt exempel på vetenskaplig metod vid upptäckten av DNA-struktur
    • 2.1 Fråga
    • 2.2 Observation och hypotes
    • 2.3 Experiment
    • 2.4 Analys och slutsatser
  • 3 historia
    • 3.1 Aristoteles och grekerna
    • 3,2 muslimer och islamens guldålder
    • 3,3 renässans
    • 3.4 Newton och modern vetenskap
  • 4 Betydelse
  • 5 referenser

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

Steg 1 Ställ en fråga

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

Till exempel frågade Albert Einstein när han utvecklade sin teori om speciell relativitet: Vad skulle han se om han kunde gå bredvid en stråle av ljus medan han spred sig genom rymden??

Steg 2 - Observation

Detta steg innebär att göra observationer och samla in information som hjälper till att svara på frågan. Observationerna bör inte vara informella men avsiktliga med tanken på att den insamlade informationen är objektiv.

Den systematiska och noga insamlingen av mätningar och data är skillnaden mellan pseudovetenskap, såsom alkemi och vetenskap, som kemi eller biologi.

Mätningar kan göras i en kontrollerad miljö, till exempel 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 ...

Det finns flera typer av vetenskaplig observation. De vanligaste är direkta och indirekta.

Ett exempel på observation skulle vara det som gjordes av Louis Pasteur innan han utvecklade sin germinsteori om infektionssjukdomar. Under ett mikroskop observerade han att silkesmaskar i södra Frankrike hade sjukdomar infekterade av parasiter.

Steg 3 - Formulering av hypotesen

Den tredje etappen är hypotesens formulering. En hypotes är ett uttalande som kan användas för att förutse resultatet av framtida observationer.

Nollhypotesen är en bra typ av hypotes för att starta en undersökning. Det är en föreslagen förklaring av ett fenomen eller ett motiverat förslag som föreslår en möjlig korrelation mellan en uppsättning fenomen.

Ett exempel på en nollhypotes är: "Hastigheten vid vilken gräset växer beror inte på mängden ljus det tar emot".

Exempel på hypotes:

  • Fotbollsspelare som tränar regelbundet med att utnyttja tiden, gör fler mål än dem som saknar 15% av träningen.
  • Första föräldrar som har studerat högre utbildning är 70% mer avslappnade vid födseln.

En användbar hypotes bör möjliggöra förutsägelser genom resonemang, inklusive deduktiv resonemang. Hypotesen kan förutsäga resultatet av ett experiment i ett laboratorium eller observation av ett fenomen i naturen. Förutsägelsen kan också vara statistisk och handla bara om sannolikheten.

Om förutsägelserna inte är tillgängliga genom observation eller erfarenhet är hypotesen ännu inte testbar och kommer att förbli i den ovänliga åtgärden. Senare kan en ny teknik eller teori möjliggöra de nödvändiga experimenten.

Steg 4- Experimentering

Nästa steg är experiment, när forskare utför de så kallade vetenskapliga experimenten, där hypoteserna testas.

Förutsägningarna som försöker göra hypotesen kan verifieras med experiment. Om resultaten av testet strider mot förutsägelserna ifrågasätts hypoteserna och blir mindre hållbara.

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

För att undvika observationsfel i experimenten används tekniken för experimentell kontroll. Denna teknik använder kontrasten mellan flera prov (eller observationer) under olika förhållanden för att se vad som varierar eller vad som förblir detsamma.

exempel

Till exempel, för att testa nollhypotesen "är gräsens växthastighet inte beroende av mängden ljus", vi måste observera och ta data från gräs som inte exponeras för ljus.

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

Det är viktigt att komma ihåg att kontrollgruppen endast kan skilja sig från vilken experimentgrupp som helst i en variabel. På så sätt du kan veta vad den variabeln är Den som producerar förändringar eller inte.

Till exempel kan du inte jämföra gräset som ligger ute i skuggan med gräset i solen. Inte heller gräset i en stad med en annan. Det finns variabler mellan de två grupperna förutom ljus, såsom jordfuktighet och pH.

Ett annat exempel på mycket vanliga kontrollgrupper

Experiment att veta om ett läkemedel har effekt för att behandla det som är önskvärt 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.
  • Grupp 2-kontroll, med samma egenskaper hos grupp 1, och till vilket aspirin inte tillhandahålls.

Steg 5: Dataanalys

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

Det är viktigt att ta hänsyn till data som inte förväntades eller som inte var önskat. Många experiment har saboterats av forskare som inte tar hänsyn till data som inte överensstämmer med vad som förväntas.

Detta steg innebär att bestämma vad resultaten av experimentet visar och bestämma vilka åtgärder som ska vidtas. Förutsägningarna av hypotesen jämförs med nulhypotesens, för att avgöra vilka som bättre kan förklara data.

I fall där ett experiment upprepas många gånger kan en statistisk analys vara nödvändig.

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

När en hypotese starkt stöds av bevisen kan en ny forskningsfråga ombeds att ge mer information om samma ämne.

Steg 6: Slutsatser. Tolka data och acceptera eller avvisa hypotesen

För många experiment bildas slutsatserna på grundval av en informell analys av data. Bara fråga, passar data in i hypotesen? Det är ett sätt att acceptera eller avvisa en hypotes.

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

Om hypotesen accepteras är det inte garanterat att det är den rätta hypotesen. Detta innebär bara att resultaten av experimentet stöder hypotesen. Det är möjligt att duplicera experimentet och få olika resultat nästa gång. Hypotesen kan också förklara observationerna, men det är den felaktiga förklaringen.

Om hypotesen avvisas kan det vara slutet på försöket eller det kan göras igen. Om processen utförs igen kommer fler observationer och mer data att tas.

Andra steg är: 7- Publicera resultat och 8- Kontrollera resultaten som replikerar forskningen (gjord av andra forskare)

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

För att få signifikanta eller överraskande resultat kan andra forskare också försöka replikera resultaten i sig, särskilt om resultaten är viktiga för sitt eget arbete..

Verkligt exempel på vetenskaplig metod vid upptäckten av DNA-struktur

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

Emellertid var mekanismen för lagring av genetisk information (dvs. gener) i DNA inte tydlig.

Det är viktigt att komma ihåg att endast Watson och Crick deltog i upptäckten av DNA-strukturen, även om de tilldelades Nobelpriset. De bidrog med kunskap, data, idéer och upptäckter till många forskare av tiden.

fråga

Tidigare DNA-forskning hade bestämt sin kemiska sammansättning (de fyra nukleotiderna), strukturen hos var och en av nukleotiderna och andra egenskaper.

DNA hade identifierats som bärare av genetisk information av Avery-MacLeod-McCarty-experimentet 1944, men mekanismen för hur genetisk information lagras i DNA var inte tydlig.

Frågan kan därför vara:

Hur genetisk information lagras i DNA?

Observation och hypotes

Allt som undersöktes vid den tiden om DNA var uppbyggd av observationer. I detta fall gjordes observationer ofta med ett mikroskop eller röntgen.

Linus Pauling föreslog att DNA kan vara en trippelhelix. Denna hypotes togs också upp av Francis Crick och James D. Watson men kastades bort.

När Watson och Crick kände till Paulings hypotes, förstod de från de befintliga uppgifterna att han hade fel och Pauling skulle snart erkänna hans svårigheter med den strukturen. Därför var rasen att upptäcka DNA-strukturen att upptäcka den rätta strukturen.

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

därför, hypotesen att DNA har en dubbel helixstruktur skulle testas med röntgenresultat / data. Speciellt testad med röntgendiffraktionsdata tillhandahållen av Rosalind Franklin, James Watson och Francis Crick 1953.

experiment

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

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

Av dessa var artikeln av Franklin och Raymond Gosling den första publikationen med röntgendiffraktionsdata som stödde Watson och Crick-modellen

Analys och slutsatser

När Watson såg det detaljerade diffraktionsmönstret kände han omedelbart det som en spiral.

Han och Crick producerade sin modell med hjälp av denna information tillsammans med tidigare känd information om DNA-sammansättningen och om molekylära interaktioner, såsom vätebindningar..

historia

Eftersom det är svårt att avgränsa exakt när den vetenskapliga metoden började användas, är det svårt att svara på frågan om vem som skapade den vetenskapliga metoden.

Metoden och dess steg utvecklades över tiden och de forskare som använde den gjorde sina bidrag, utvecklade och förfinade sig små för små.

Aristoteles och grekerna

Aristoteles, en av de mest inflytelserika filosofer i historien, var grundaren av empirisk vetenskap, det vill säga processen för testning hypoteser från erfarenhet, experiment och observation direkta och indirekta.

Grekerna var den första västerländska civilisationen som började observera och mäta för att förstå och studera fenomenen i världen, men det fanns ingen struktur för att kalla den vetenskaplig metod.

Muslimer och islamens guldålder

I själva verket började utvecklingen av den moderna vetenskapliga metoden med muslimska lärda under islamens guldålder, under tionde till fjortonde århundradet. Senare fortsatte filosoferna - Scientists of Enlightenment att förfina det.

Bland alla de forskare som gjort deras bidrag, Alhazen (Abu 'Ali al-Hasan ibn al-Hasan ibn al-Haytham), var den största bidragsgivaren, anses av vissa historiker som 'arkitekten av den vetenskapliga metoden.' Hans metod hade följande steg, du kan se likheten med dem som förklaras i den här artikeln:

-Observation av den naturliga världen.

-Upprätta / definiera problemet.

-Formulera en hypotes.

-Testa hypotesen genom experiment.

-Utvärdera och analysera resultat.

-Tolka data 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 effekt, och Descartes föreslog att avdrag var det enda sättet att lära och förstå.

Newton och modern vetenskap

Isaac Newton kan betraktas som den vetenskapsman som äntligen förfinade processen fram till idag som det är känt. Han föreslog och satte i praktiken det faktum att den vetenskapliga metoden behövde både deduktiv och induktiv metod.

Efter Newton fanns det andra stora forskare som bidragit till utvecklingen av metoden, bland annat Albert Einstein. 

betydelse

Den vetenskapliga metoden är viktig eftersom det är ett tillförlitligt sätt att förvärva kunskaper. Det bygger på att basera på bekräftelser, teorier och kunskaper om data, experiment och observationer.

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

Till exempel strider denna metod för vetenskap mot det som bygger på tro. Med tro tror du på någonting traditionellt, skrivande eller tro utan att förlita sig på bevis som kan motbevisas, eller kan du göra experiment eller observationer som förnekar eller accepterar troen på den troen..

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

referenser

  1. Hernández Sampieri, Roberto; Fernández Collado, Carlos och Baptista Lucio, Pilar (1991). Forskningsmetodik (2: e utgåvan, 2001). Mexiko D.F., Mexiko. McGraw-Hill.
  2. Kazilek, C.J. och Pearson, David (2016, 28 juni). Vad är den vetenskapliga metoden? Arizona State University, College of Liberal Arts and Sciences. Hämtad den 15 januari 2017.
  3. Lodico, Marguerite G .; Spaulding, Dean T. och Voegtle, Katherine H. (2006). Metoder inom utbildningsforskning: Från teori till praktik (2: e utgåvan, 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 utgåvan, 1999). Mexiko D.F., Mexiko. Limusa.
  6. Vera, Alirio (1999). Dataanalysen. San Cristóbal, Venezuela. National Experimental University of Tachira (UNET).
  7. Wolfs, Frank L. H. (2013). Introduktion till den vetenskapliga metoden. New York, USA. University of Rochester, Institutionen för fysik och astronomi. Hämtad den 15 januari 2017.
  8. Wudka, José (1998, 24 september). Vad är "vetenskaplig metod"? Riverside, United States. University of California, Institutionen för fysik och astronomi. Hämtad den 15 januari 2017.
  9. Martyn Shuttleworth (23 april 2009). Vem uppfann den vetenskapliga metoden? Hämtad den 23 december 2017 från Explorable.com: explorable.com.