Cele 6 etape ale metodei științifice și caracteristicile acesteia

pașii de metodă științifică Acestea servesc pentru a răspunde unei întrebări științifice într-un mod organizat și obiectiv. Aceasta implică observarea lumii și a fenomenelor sale, a ajunge la o explicație a ceea ce se observă, a testa dacă explicația este validă și în final acceptă sau neagă explicația.

Metoda științifică are, prin urmare, o serie de caracteristici care o definesc: observarea, experimentarea și întrebarea și răspunsul. Cu toate acestea, nu toți oamenii de știință urmează exact acest proces. Unele ramuri ale științei pot fi testate mai ușor decât altele.

De exemplu, oamenii de știință care studiază modul în care se schimbă stelele în timp ce îmbătrânesc sau cum dinozaurii își digeră mâncarea nu pot să avanseze viața unei stele într-un milion de ani sau să efectueze studii și teste cu dinozauri pentru a-și testa ipotezele.

Atunci când experimentarea directă nu este posibilă, oamenii de știință modifică metoda științifică. Deși se modifică aproape cu fiecare investigație științifică, obiectivul este același: descoperirea relațiilor cauză-efect prin punerea de întrebări, colectarea și examinarea datelor și văzând dacă toate informațiile disponibile pot fi combinate într-un răspuns logic.

Pe de altă parte, deseori, etapele metodei științifice sunt iterative; Noi informații, observații sau idei pot determina repetarea pașilor.

Protocoalele metodei științifice pot fi împărțite în șase pași / faze / etape care se aplică tuturor tipurilor de cercetare:

întreabă el

-observation

-Formularea ipotezei

-Experimentación

-Analiza datelor

- Respingeți sau acceptați ipoteza.

În continuare, voi arăta pașii fundamentali care se desfășoară atunci când faceți o investigație. Pentru ca tu să înțelegi mai bine, la sfârșitul articolului voi lăsa un exemplu de aplicare a pașilor într-un experiment de biologie; în descoperirea structurii ADN.

index

• 1 Care sunt etapele metodei științifice? Ce sunt și caracteristicile lor
  • 1.1 Pasul 1 - Puneți o întrebare
  • 1.2 Etapa 2- Observație
  • 1.3 Pasul 3 - Formularea ipotezei
  • 1.4 Pasul 4 - Experimentarea
  • 1.5 Etapa 5: Analiza datelor
  • 1.6 Pasul 6: Concluzii. Interpretați datele și acceptați sau respingeți ipoteza
  • 1.7 Alți pași sunt: ​​7- Publicarea rezultatelor și 8- Verificarea rezultatelor replicării cercetării (efectuate de alți cercetători)
• 2 Real exemplu de metodă științifică în descoperirea structurii ADN
  • 2.1 Întrebare
  • 2.2 Observarea și ipoteza
  • 2.3 Experiment
  • 2.4 Analiza și concluziile
• 3 Istorie
  • 3.1 Aristotel și grecii
  • 3.2 Musulmanii și epoca de aur a islamului
  • 3.3 Renașterea
  • 3.4 Newton și știința modernă
• 4 Importanță
• 5 Referințe

Care sunt etapele metodei științifice? Ce sunt și caracteristicile lor

Pasul 1 - Întreabă o întrebare

Metoda științifică începe atunci când omul de știință / cercetător pune o întrebare despre ceva ce a observat sau ce investighează: cum, ce, când, cine, ce, de ce sau unde?

De exemplu, Albert Einstein, atunci când își dezvoltă teoria relativității speciale, se întreba: Ce ar vedea dacă ar putea să meargă lângă o rază de lumină în timp ce se răspândea prin spațiu?

Etapa 2- Observație

Acest pas presupune efectuarea de observații și colectarea de informații care vor ajuta la răspunsul la întrebare. Observațiile nu trebuie să fie informale, dar intenționate, cu ideea că informațiile colectate sunt obiective.

Colectarea sistematică și atentă a măsurătorilor și datelor este diferența dintre pseudosciințe, cum ar fi alchimia și știința, cum ar fi chimia sau biologia.

Măsurătorile pot fi efectuate într-un mediu controlat, cum ar fi un laborator, sau pe obiecte mai mult sau mai puțin inaccesibile sau care nu pot fi manipulate, cum ar fi stelele sau populațiile umane.

Măsurătorile necesită deseori instrumente științifice specializate, cum ar fi termometre, microscoape, spectroscoape, acceleratoare de particule, voltmetre ...

Există mai multe tipuri de observații științifice. Cele mai frecvente sunt directe și indirecte.

Un exemplu de observație ar fi cel făcut de Louis Pasteur înainte de a-și dezvolta teoria germinativă a bolilor infecțioase. Sub microscop, a observat că viermii de mătase din sudul Franței aveau boli infectate cu paraziți.

Etapa 3 - Formularea ipotezei

A treia etapă este formularea ipotezei. O ipoteză este o afirmație care poate fi utilizată pentru a prezice rezultatul viitoarelor observații.

Ipoteza nulă este un tip bun de ipoteză pentru a începe o investigație. Este o explicație sugerată a unui fenomen sau a unei propuneri motivate care sugerează o posibilă corelare între un set de fenomene.

Un exemplu de ipoteză nulă este: "viteza cu care crește iarba nu depinde de cantitatea de lumină pe care o primește".

Exemple de ipoteze:

• Jucătorii de fotbal care se antrenează în mod regulat profitând de timp, scor mai multe goluri decât cei care pierd 15% din formare.
• Părinții pentru prima dată care au studiat învățământul superior sunt cu 70% mai relaxați la naștere.

O ipoteză utilă ar trebui să permită predicții prin raționament, inclusiv raționamente deductive. Ipoteza ar putea prezice rezultatul unui experiment într-un laborator sau observarea unui fenomen în natură. Predicția poate fi, de asemenea, statistică și se ocupă numai de probabilități.

Dacă predicțiile nu sunt accesibile prin observație sau experiență, ipoteza nu este încă testabilă și va rămâne neștiințifică. Mai târziu, o nouă tehnologie sau teorie ar putea face posibile experimentele necesare.

Pasul 4- Experimentarea

Următorul pas este experimentarea, atunci când oamenii de știință efectuează așa-numitele experimente științifice, în care ipotezele sunt testate.

Predicțiile care încearcă să facă ipoteza pot fi verificate prin experimente. Dacă rezultatele testului contravin predicțiilor, ipotezele sunt chestionate și devin mai puțin sustenabile.

Dacă rezultatele experimentale confirmă predicțiile ipotezelor, atunci ele sunt considerate mai corecte, dar ele pot fi greșite și sunt încă supuse unor noi experimente.

Pentru a evita erorile observaționale din experimente, se folosește tehnica controlului experimental. Această tehnică folosește contrastul dintre mai multe eșantioane (sau observații) în condiții diferite pentru a vedea ce variază sau ce rămâne același.

exemplu

De exemplu, pentru a testa ipoteza nulă "rata de creștere a iarbă nu depinde de cantitatea de lumină", ​​ar trebui să observăm și să luăm date din iarbă care nu este expusă la lumină.

Aceasta se numește "grup de control". Ele sunt identice cu celelalte grupuri experimentale, cu excepția variabilei care este investigată.

Este important să rețineți că grupul de control poate fi diferit de orice grup experimental dintr-o variabilă. În acest fel puteți ști ce este acea variabilă cel care produce schimbări sau nu.

De exemplu, nu puteți compara iarba care este în afara în umbră cu iarbă la soare. Nici iarba unui oraș cu cea a altui oraș. Există variații între cele două grupe în plus față de lumină, cum ar fi umiditatea solului și pH-ul.

Un alt exemplu de grupuri de control foarte comune

Experimentele de a ști dacă un medicament are eficacitatea de a trata ceea ce este dorit sunt foarte frecvente. De exemplu, dacă doriți să aflați efectele aspirinei, ați putea folosi două grupuri într-un prim experiment:

• Grupul experimental 1, la care este furnizat aspirina.
• Grupul 2 de control, cu aceleași caracteristici din grupa 1 și la care aspirina nu este furnizată.

Pasul 5: Analiza datelor

După experiment, datele sunt luate, care pot fi sub formă de numere, da / nu, prezente / absente sau alte observații.

Este important să țineți cont de datele care nu au fost așteptate sau care nu au fost dorite. Multe experimente au fost sabotate de cercetători care nu iau în considerare datele care nu sunt de acord cu ceea ce se așteaptă.

Acest pas implică determinarea rezultatelor experimentului și determinarea acțiunilor următoare. Predicțiile ipotezei sunt comparate cu cele din ipoteza nulă, pentru a determina care este mai capabilă să explice datele.

În cazurile în care un experiment este repetat de mai multe ori, poate fi necesară o analiză statistică.

Dacă dovezile au respins ipoteza, este necesară o nouă ipoteză. Dacă datele experimentului susțin ipoteza, dar dovezile nu sunt suficient de puternice, alte predicții ale ipotezei ar trebui testate cu alte experimente.

Odată ce o ipoteză este susținută puternic de dovezi, o nouă întrebare de cercetare poate fi solicitată pentru a oferi mai multe informații pe același subiect.

Pasul 6: Concluzii. Interpretați datele și acceptați sau respingeți ipoteza

Pentru multe experimente, concluziile se formează pe baza unei analize informale a datelor. Doar întrebați, datele se încadrează în ipoteză? este o modalitate de a accepta sau de a respinge o ipoteză.

Cu toate acestea, este mai bine să se aplice o analiză statistică a datelor, să se stabilească un grad de "acceptare" sau "respingere". Matematica este de asemenea utilă pentru evaluarea efectelor erorilor de măsurare și a altor incertitudini dintr-un experiment.

Dacă ipoteza este acceptată, nu se garantează că aceasta este ipoteza corectă. Acest lucru înseamnă numai că rezultatele experimentului susțin ipoteza. Este posibil să duplicați experimentul și să obțineți rezultate diferite data viitoare. Ipoteza poate explica, de asemenea, observațiile, dar este o explicație incorectă.

Dacă ipoteza este respinsă, poate fi sfârșitul experimentului sau se poate face din nou. Dacă procesul se desfășoară din nou, vor fi luate mai multe observații și mai multe date.

Alți pași sunt: ​​7- Publicarea rezultatelor și 8- Verificarea rezultatelor replicării cercetării (efectuate de alți oameni de știință)

Dacă un experiment nu poate fi repetat pentru a produce aceleași rezultate, aceasta implică faptul că rezultatele inițiale ar fi putut fi eronate. Ca rezultat, este obișnuit ca un singur experiment să fie efectuat de mai multe ori, mai ales când există variabile necontrolate sau alte indicații de eroare experimentală.

Pentru a obține rezultate semnificative sau surprinzătoare, alți oameni de știință pot, de asemenea, să încerce să reproducă rezultatele singure, mai ales dacă aceste rezultate sunt importante pentru propria lor activitate.

Un exemplu real de metodă științifică în descoperirea structurii ADN

Povestea descoperirii structurii ADN-ului este un exemplu clasic de etapele metodei științifice: în 1950 era cunoscut faptul că moștenirea genetică a avut o descriere matematică, din studiile de Gregor Mendel, iar ADN-ul conține informații genetice.

Cu toate acestea, mecanismul de stocare a informațiilor genetice (adică gene) în ADN a fost neclar.

Este important să rețineți că numai Watson și Crick au participat la descoperirea structurii ADN, deși au primit Premiul Nobel. Mulți oameni de știință ai timpului au contribuit cu cunoștințe, date, idei și descoperiri.

întrebare

Analiza anterioară a ADN-ului și-a determinat compoziția chimică (cele patru nucleotide), structura fiecăruia dintre nucleotide și alte proprietăți.

ADN-ul a fost identificat ca fiind purtătorul informației genetice prin experiment Avery-MacLeod-McCarty în 1944, dar mecanismul modului în care informația genetică este stocată în ADN-ul a fost neclar.

Prin urmare, întrebarea ar putea fi:

Cum sunt stocate informațiile genetice în ADN?

Observație și ipoteză

Tot ceea ce a fost cercetat atunci despre ADN a fost compus din observații. În acest caz, observațiile au fost adesea făcute cu un microscop sau cu raze X.

Linus Pauling a sugerat că ADN-ul ar putea fi o triplă helix. Această ipoteză a fost de asemenea considerată de Francis Crick și de James D. Watson, dar a fost aruncată.

Când Watson și Crick știa ipoteza Pauling lui, au înțeles din datele existente, care Pauling a fost greșit și recunosc în curând dificultățile sale cu această structură. Prin urmare, cursa pentru a descoperi structura ADN-ului a fost aceea de a descoperi structura corectă.

Ce predicție ar face ipoteza? Dacă ADN-ul avea o structură elicoidală, modelul său de difracție cu raze X ar avea forma X.

Prin urmare, ipoteza că ADN-ul are o structură dublă helix încercați cu / datele rezultate cu raze X a fost testat în mod specific cu difracție de raze X de date furnizate de Rosalind Franklin, James Watson și Francis Crick în 1953.

experiment

Rosalind Franklin a cristalizat ADN pur și a efectuat difracția cu raze X pentru a produce fotografia 51. Rezultatele au arătat o formă X.

Într - o serie de cinci articole publicate înnatură au demonstrat dovezile experimentale care susțin modelele Watson și Crick.

Dintre acestea, articolul lui Franklin și Raymond Gosling a fost prima publicație cu date de difracție cu raze X care au susținut modelul Watson și Crick

Analiză și concluzii

Când Watson vedea modelul detaliat de difracție, îl recunoaște imediat ca pe o spirală.

El și Crick și-au produs modelul, folosind aceste informații împreună cu informații cunoscute anterior despre compoziția ADN-ului și despre interacțiunile moleculare, cum ar fi legăturile de hidrogen.

istorie

Deoarece este dificil să se delimiteze exact când a început să se utilizeze metoda științifică, este dificil să se răspundă la întrebarea cine a creat metoda științifică.

Metoda și pașii ei au evoluat de-a lungul timpului, iar oamenii de știință care au folosit-o au contribuit, evoluând și perfecționând puțin câte puțin.

Aristotel și grecii

Aristotel, unul dintre cei mai influenți filosofi ai istoriei, a fost fondatorul științei empirice, și anume, procesul de ipoteze de testare din experiență, experimentare și observare directă și indirectă.

Grecii au fost prima civilizatie occidentală a început să observe și să măsoare să înțeleagă și să studieze fenomenele lumii, cu toate acestea nu a existat nici o structură să o repună metoda științifică.

Musulmani și vârsta de aur a islamului

De fapt, dezvoltarea metodei științifice moderne a început cu învățătorii musulmani în timpul epocii de aur a Islamului, în secolele al X-lea și al XIV-lea. Ulterior, filosofii-oamenii de știință ai Iluminismului au continuat să-l perfecționeze.

Dintre toți oamenii de știință care au făcut contribuțiile lor, Alhazen (Abu Ali al-Hasan ibn al-Hasan ibn al-Haytham), a fost principalul contribuitor, considerat de unii istorici ca «arhitectul metodei științifice.» Metoda lui a avut următoarele etape, puteți vedea asemănarea cu cele explicate în acest articol:

-Observarea lumii naturale.

- Stabiliți / definiți problema.

-Formulați o ipoteză.

- Puneți ipoteza prin experimentare.

-Evaluarea și analizarea rezultatelor.

- Interpretarea datelor și tragerea concluziilor.

-Publicați rezultatele.

renaştere

Filosoful Roger Bacon (1214 - 1284) este considerat prima persoană care aplică raționamentul inductiv ca parte a metodei științifice.

În timpul Renașterii, Francis Bacon a dezvoltat metoda inductivă prin cauză și efect, iar Descartes a propus ca deducerea să fie singura modalitate de a învăța și de a înțelege.

Newton și știința modernă

Isaac Newton poate fi considerat om de știință care a perfecționat procesul până astăzi, așa cum este cunoscut. El a propus și a pus în practică faptul că metoda științifică necesită atât metoda deductivă, cât și metoda inductivă.

După Newton, au existat alți oameni de știință mari care au contribuit la dezvoltarea metodei, printre care și Albert Einstein.

importanță

Metoda științifică este importantă deoarece este o modalitate sigură de a dobândi cunoștințe. Se bazează pe afirmări, teorii și cunoștințe bazate pe date, experimente și observații.

Prin urmare, este esențial pentru dezvoltarea societății în tehnologie, știință în general, sănătate și, în general, pentru a genera cunoștințe teoretice și aplicații practice.

De exemplu, această metodă științifică este contrară celei bazate pe credință. Cu credință, credeți în ceva prin tradiție, scris sau credință, fără a vă baza pe dovezi care pot fi respinse și nici nu puteți face experimente sau observații care neagă sau acceptă credințele acelei credințe.

Cu știința, un cercetător poate realiza pașii acestei metode, poate ajunge la concluzii, poate prezenta datele, iar alți cercetători pot replica acel experiment sau observații pentru a-l valida sau nu.

referințe

1. Hernández Sampieri, Roberto; Fernández Collado, Carlos și Baptista Lucio, Pilar (1991). Metodologia cercetării (ed. 2, 2001). Mexic D.F., Mexic. McGraw-Hill.
2. Kazilek, C.J. și Pearson, David (2016, 28 iunie). Care este metoda științifică? Universitatea Arizona de Stat, Colegiul de Arte și Științe Liberale. Adus pe 15 ianuarie 2017.
3. Lodico, Marguerite G.; Spaulding, Dean T. și Voegtle, Katherine H. (2006). Metode în cercetarea educațională: de la teorie la practică (ediția a doua, 2010). San Francisco, Statele Unite ale Americii. Jossey-Bass.
4. Márquez, Omar (2000). Procesul de cercetare în științele sociale. Barinas, Venezuela UNELLEZ.
5. Tamayo T., Mario (1987). Procesul cercetării științifice (ediția a treia, 1999). Mexic D.F., Mexic. Limusa.
6. Vera, Alirio (1999). Analiza datelor. San Cristóbal, Venezuela. Universitatea Națională Experimentală din Tachira (UNET).
7. Wolfs, Frank L. H. (2013). Introducere în metoda științifică. New York, Statele Unite ale Americii. Universitatea din Rochester, Departamentul de Fizică și Astronomie. Adus pe 15 ianuarie 2017.
8. Wudka, José (1998, 24 septembrie). Care este "metoda științifică"? Riverside, Statele Unite ale Americii. Universitatea din California, Departamentul de Fizică și Astronomie. Adus pe 15 ianuarie 2017.
9. Martyn Shuttleworth (23 aprilie 2009). Cine a inventat metoda științifică? Recuperat 23 decembrie 2017 de la Explorable.com: explorable.com.