De 6 stappen van de wetenschappelijke methode en de kenmerken ervan



de stappen van wetenschappelijke methode Ze dienen om een ​​wetenschappelijke vraag op een georganiseerde en objectieve manier te beantwoorden. Het gaat om het observeren van de wereld en zijn verschijnselen, het komen tot een verklaring van wat wordt waargenomen, het testen of de verklaring geldig is en het uiteindelijk accepteren of ontkennen van de verklaring..

De wetenschappelijke methode heeft daarom een ​​reeks kenmerken die het definiëren: observatie, experimenten en vragen stellen en beantwoorden. Niet alle wetenschappers volgen echter precies dit proces. Sommige takken van de wetenschap zijn gemakkelijker te bewijzen dan andere.

Bijvoorbeeld, wetenschappers die bestuderen hoe sterren veranderen naarmate ze ouder worden of hoe dinosaurussen hun voedsel verteren, kunnen het leven van een ster in een miljoen jaar niet bevorderen of onderzoeken en testen met dinosaurussen uitvoeren om hun hypothesen te testen..

Wanneer directe experimenten niet mogelijk is, wetenschappers wijzigen van de wetenschappelijke methode. Hoewel het bijna met elk wetenschappelijk onderzoek wordt gewijzigd, is het doel hetzelfde: relaties tussen oorzaak en gevolg ontdekken door vragen te stellen, gegevens te verzamelen en te onderzoeken en te zien of alle beschikbare informatie kan worden gecombineerd in een logische reactie..

Aan de andere kant zijn vaak de stadia van de wetenschappelijke methode een feit; nieuwe informatie, observaties of ideeën kunnen ertoe leiden dat de stappen worden herhaald.

De protocollen van de wetenschappelijke methode kunnen worden onderverdeeld in zes stappen / fasen / fasen die van toepassing zijn op alle soorten onderzoek:

-vraag

-observatie

-Formulering van de hypothese

-proefneming

-Gegevensanalyse

-Weigeren of accepteren de hypothese.

Hieronder zal ik de fundamentele stappen tonen die worden uitgevoerd bij het uitvoeren van een onderzoek. Om het beter te begrijpen, zal ik aan het einde van het artikel een voorbeeld van de toepassing van de stappen in een biologie-experiment laten; in de ontdekking van de DNA-structuur.

index

  • 1 Wat zijn de stappen van de wetenschappelijke methode? Wat ze zijn en hun kenmerken
    • 1.1 Stap 1 - Stel een vraag
    • 1.2 Stap 2- Observatie
    • 1.3 Stap 3 - Formuleren van hypothesen
    • 1.4 Stap 4- Experimenteren
    • 1.5 Stap 5: Gegevensanalyse
    • 1.6 Stap 6: Conclusies. Interpreteer de gegevens en accepteer of verwerpt de hypothese
    • 1.7 Andere stappen zijn: 7- Resultaten publiceren en 8- Controleer de resultaten die het onderzoek repliceren (door andere wetenschappers gedaan)
  • 2 Een echt voorbeeld van een wetenschappelijke methode bij het ontdekken van de DNA-structuur
    • 2.1 Vraag
    • 2.2 Observatie en hypothese
    • 2.3 Experiment
    • 2.4 Analyse en conclusies
  • 3 Geschiedenis
    • 3.1 Aristoteles en de Grieken
    • 3.2 Moslims en de gouden eeuw van de islam
    • 3.3 Renaissance
    • 3.4 Newton en moderne wetenschap
  • 4 Belang
  • 5 Referenties

Wat zijn de stappen van de wetenschappelijke methode? Wat ze zijn en hun kenmerken

Stap 1 - Stel een vraag

De wetenschappelijke methode start wanneer de wetenschapper / onderzoeker stelt een vraag over iets wat je hebt gezien of wat dit onderzoek: Hoe, wat, wanneer, wie, wat, waarom, of wanneer?

Bijvoorbeeld, Albert Einstein, toen hij de ontwikkeling van zijn speciale relativiteitstheorie, vroeg zich af: Wat zou, indien hij met een lichtstraal kon lopen als het zich voortplant door de ruimte?

Stap 2- Observatie

Deze stap omvat het maken van observaties en het verzamelen van informatie die de vraag helpen beantwoorden. De observaties moeten niet informeel zijn, maar opzettelijk met het idee dat de verzamelde informatie objectief is.

Zorgvuldige en metingen en gegevensverzameling is het verschil tussen de pseudo Alchemie en wetenschappen zoals scheikunde of biologie.

Metingen kunnen worden uitgevoerd in een gecontroleerde omgeving, zoals een laboratorium, of op min of meer ontoegankelijke of niet-manipuleerbare objecten, zoals sterren of menselijke populaties.

Metingen vereisen vaak gespecialiseerde wetenschappelijke instrumenten zoals thermometers, microscopen, spectroscopen, deeltjesversnellers, voltmeters ...

Er zijn verschillende soorten wetenschappelijke waarnemingen. De meest voorkomende zijn direct en indirect.

Een voorbeeld van observatie zou zijn dat gemaakt door Louis Pasteur voor het ontwikkelen van zijn levende theorie van infectieziekten. Onder de microscoop zag hij dat de zijderupsen van Zuid-Frankrijk ziekten hadden die waren besmet met parasieten.

Stap 3 - Formulering van de hypothese

De derde fase is de formulering van de hypothese. Een hypothese is een verklaring die kan worden gebruikt om de uitkomst van toekomstige waarnemingen te voorspellen.

De nulhypothese is een goed type hypothese om een ​​onderzoek te starten. Het is een voorgestelde verklaring van een fenomeen of een met redenen omkleed voorstel dat een mogelijke correlatie suggereert tussen een reeks verschijnselen.

Een voorbeeld van een nulhypothese is: "de snelheid waarmee het gras groeit, is niet afhankelijk van de hoeveelheid licht die het ontvangt".

Voorbeelden van hypothesen:

  • Voetballers die regelmatig trainen en profiteren van tijd, scoren meer doelen dan diegene die 15% van de training missen.
  • Nieuwe ouders die hoger onderwijs hebben gestudeerd, zijn 70% meer ontspannen tijdens de bevalling.

Een bruikbare hypothese moet voorspellingen door redenering mogelijk maken, inclusief deductief redeneren. De hypothese kan het resultaat van een experiment in een laboratorium of de waarneming van een fenomeen in de natuur voorspellen. De voorspelling kan ook statistisch zijn en alleen betrekking hebben op de kansen.

Als de voorspellingen niet toegankelijk zijn door observatie of ervaring, is de hypothese nog niet toetsbaar en zal ze in die onwetenschappelijke maat blijven. Later zou een nieuwe technologie of theorie de noodzakelijke experimenten mogelijk maken.

Stap 4 - Experimenteren

De volgende stap is experimenteren, wanneer wetenschappers de zogenaamde wetenschappelijke experimenten uitvoeren, waarin de hypothesen worden getest.

De voorspellingen die de hypothese proberen te maken, kunnen met experimenten worden geverifieerd. Als de resultaten van de test de voorspellingen tegenspreken, worden de hypotheses ter discussie gesteld en worden ze minder duurzaam.

Als de experimentele resultaten de voorspellingen van de hypothesen bevestigen, worden ze als correcter beschouwd, maar ze kunnen onjuist zijn en nog onderhevig aan nieuwe experimenten.

Om de waarnemingsfout in de experimenten te vermijden, wordt de techniek van experimentele controle gebruikt. Deze techniek gebruikt het contrast tussen meerdere monsters (of waarnemingen) onder verschillende omstandigheden om te zien wat varieert of wat hetzelfde blijft.

voorbeeld

Bijvoorbeeld, om de nul-hypothese te testen "het tempo van de groei van het gras is niet afhankelijk van de hoeveelheid licht," wij moeten observeren en nemen data kruid dat niet is blootgesteld aan licht.

Dit wordt "controlegroep" genoemd. Ze zijn identiek aan de andere experimentele groepen, behalve de variabele die wordt onderzocht.

Het is belangrijk om te onthouden dat de controlegroep alleen kan verschillen van elke experimentele groep in een variabele. Op die manier je kunt weten wat die variabele is degene die veranderingen produceert of niet.

U kunt bijvoorbeeld het gras dat zich buiten in de schaduw bevindt niet vergelijken met het gras in de zon. Noch het gras van de ene stad met dat van de andere. Naast licht zijn er variabelen tussen de twee groepen, zoals bodemvocht en pH.

Nog een voorbeeld van zeer algemene controlegroepen

Experimenten om te weten of een medicijn werkzaam is om te behandelen wat gewenst is, komen zeer vaak voor. Als u bijvoorbeeld de effecten van aspirine wilt weten, kunt u in een eerste experiment twee groepen gebruiken:

  • Experimentele groep 1, waaraan aspirine wordt verstrekt.
  • Groep 2-controle, met dezelfde kenmerken van groep 1, en waaraan geen aspirine wordt verstrekt.

Stap 5: Gegevensanalyse

Na het experiment worden de gegevens genomen, die in de vorm van getallen, ja / nee, aanwezig / afwezig of andere waarnemingen kunnen zijn.

Het is belangrijk om rekening te houden met gegevens die niet waren verwacht of die niet gewenst waren. Veel experimenten zijn gesaboteerd door onderzoekers die geen rekening houden met gegevens die niet overeenkomen met wat wordt verwacht.

Deze stap houdt in dat wordt bepaald wat de resultaten van het experiment zijn en welke volgende acties moeten worden ondernomen. De voorspellingen van de hypothese worden vergeleken met die van de nulhypothese, om te bepalen welke de gegevens beter kunnen verklaren.

In gevallen waarin een experiment vele malen wordt herhaald, kan een statistische analyse noodzakelijk zijn.

Als het bewijs de hypothese heeft afgewezen, is een nieuwe hypothese vereist. Als de experimentele gegevens de hypothese ondersteunen, maar het bewijs niet sterk genoeg is, moeten andere voorspellingen van de hypothese worden getest met andere experimenten.

Zodra een hypothese sterk wordt ondersteund door het bewijs, kan een nieuwe onderzoeksvraag worden gesteld om meer informatie over hetzelfde onderwerp te bieden.

Stap 6: Conclusies. Interpreteer de gegevens en accepteer of verwerpt de hypothese

Voor veel experimenten worden de conclusies gevormd op basis van een informele analyse van de gegevens. Vraag gewoon, past de data in de hypothese? het is een manier om een ​​hypothese te accepteren of te verwerpen.

Het is echter beter om een ​​statistische analyse toe te passen op de gegevens om een ​​mate van "acceptatie" of "afwijzing" vast te stellen. Wiskunde is ook nuttig voor het evalueren van de effecten van meetfouten en andere onzekerheden in een experiment.

Als de hypothese wordt geaccepteerd, kan niet worden gegarandeerd dat dit de juiste hypothese is. Dit betekent alleen dat de resultaten van het experiment de hypothese ondersteunen. Het is mogelijk om het experiment te dupliceren en de volgende keer andere resultaten te verkrijgen. De hypothese kan ook de waarnemingen verklaren, maar het is de onjuiste verklaring.

Als de hypothese wordt afgewezen, kan dit het einde van het experiment zijn of kan het opnieuw worden gedaan. Als het proces opnieuw wordt uitgevoerd, zullen meer waarnemingen en meer gegevens worden opgenomen.

Andere stappen zijn: 7- Resultaten publiceren en 8- Controleer de resultaten die het onderzoek repliceren (door andere wetenschappers gedaan)

Als een experiment niet kan worden herhaald om dezelfde resultaten te produceren, betekent dit dat de oorspronkelijke resultaten onjuist kunnen zijn. Dientengevolge is het gebruikelijk dat een enkel experiment meerdere keren wordt uitgevoerd, vooral wanneer er ongecontroleerde variabelen zijn of andere aanwijzingen voor experimentele fouten..

Om significante of verrassende resultaten te verkrijgen, kunnen andere wetenschappers ook proberen de resultaten zelf te repliceren, vooral als die resultaten belangrijk zijn voor hun eigen werk..

Een echt voorbeeld van een wetenschappelijke methode bij het ontdekken van de DNA-structuur

De geschiedenis van de ontdekking van de structuur van DNA is een klassiek voorbeeld van de stappen van de wetenschappelijke methode: in 1950 was bekend dat genetische overerving een wiskundige beschrijving had, uit de studies van Gregor Mendel, en dat DNA genetische informatie bevatte.

Het mechanisme van opslag van genetische informatie (dwz genen) in het DNA was echter niet duidelijk.

Het is belangrijk om in gedachten te houden dat alleen Watson en Crick hebben deelgenomen aan de ontdekking van de DNA-structuur, hoewel ze de Nobelprijs hebben gekregen. Ze droegen kennis, data, ideeën en ontdekkingen bij veel wetenschappers van die tijd.

vraag

Eerder DNA-onderzoek had de chemische samenstelling (de vier nucleotiden), de structuur van elk van de nucleotiden en andere eigenschappen bepaald.

DNA was geïdentificeerd als de drager van genetische informatie door het Avery-MacLeod-McCarty experiment in 1944, maar het mechanisme van hoe genetische informatie wordt opgeslagen in DNA was niet duidelijk.

De vraag zou daarom kunnen zijn:

Hoe genetische informatie wordt opgeslagen in DNA?

Observatie en hypothese

Alles dat op dat moment werd onderzocht over DNA bestond uit observaties. In dit geval werden vaak waarnemingen gedaan met een microscoop of röntgenfoto.

Linus Pauling stelde voor dat DNA een drievoudige helix zou kunnen zijn. Deze hypothese werd ook overwogen door Francis Crick en James D. Watson maar werd weggegooid.

Toen Watson en Crick de hypothese van Pauling kenden, begrepen ze uit de bestaande gegevens dat hij ongelijk had en Pauling zou snel zijn problemen met die structuur toegeven. Daarom moest de race om de structuur van DNA te ontdekken de juiste structuur ontdekken.

Welke voorspelling zou de hypothese maken? Als het DNA een spiraalvormige structuur zou hebben, zou zijn röntgendiffractiepatroon X-vormig zijn.

daarom, de hypothese dat DNA een dubbele helixstructuur heeft zou worden getest met röntgenresultaten / gegevens. Specifiek getest met röntgendiffractiegegevens geleverd door Rosalind Franklin, James Watson en Francis Crick in 1953.

experiment

Rosalind Franklin kristalliseerde zuiver DNA en voerde röntgendiffractie uit om foto 51 te produceren. De resultaten vertoonden een X-vorm.

In een reeks van vijf artikelen gepubliceerd in natuur het experimentele bewijsmateriaal dat het model Watson en Crick ondersteunde, werd aangetoond.

Hiervan was het artikel van Franklin en Raymond Gosling de eerste publicatie met röntgendiffractiegegevens die het model Watson en Crick ondersteunden

Analyse en conclusies

Toen Watson het gedetailleerde diffractiepatroon zag, herkende hij het meteen als een helix.

Hij en Crick produceerden hun model, gebruikten deze informatie samen met eerder bekende informatie over de samenstelling van DNA en over moleculaire interacties, zoals waterstofbruggen..

geschiedenis

Omdat het moeilijk is om precies te bepalen wanneer de wetenschappelijke methode begon te worden gebruikt, is het moeilijk om de vraag te beantwoorden wie de wetenschappelijke methode heeft gemaakt.

De methode en haar stappen evolueerden in de loop van de tijd en de wetenschappers die het gebruikten, maakten hun bijdragen, evolueerden en verfijnen zichzelf beetje bij beetje.

Aristoteles en de Grieken

Aristoteles, een van de meest invloedrijke filosofen van de geschiedenis, was de grondlegger van de empirische wetenschap, dat wil zeggen het proces van het testen van hypothesen uit ervaring, experimenten en directe en indirecte observatie.

De Grieken waren de eerste westerse beschavingen die begonnen te observeren en meten om de verschijnselen van de wereld te begrijpen en te bestuderen, maar er was geen structuur om het wetenschappelijke methode te noemen.

Moslims en de gouden eeuw van de islam

Eigenlijk begon de ontwikkeling van de moderne wetenschappelijke methode met moslimgeleerden in de Gouden Eeuw van de Islam, in de tiende tot de veertiende eeuw. Later bleven de filosofen - wetenschappers van de Verlichting het verfijnen.

Van alle geleerden die hun bijdragen leverden, was Alhacén (Abū 'Alī al-Ḥasan ibn al-anasan ibn al-Hayam) de belangrijkste bijdrager, door sommige historici beschouwd als' de architect van de wetenschappelijke methode '. Zijn methode had de volgende stadia, je kunt de overeenkomst zien met die in dit artikel:

-Observatie van de natuurlijke wereld.

-Stel het probleem vast / definieer het.

-Formuleer een hypothese.

-Test de hypothese door middel van experimenten.

-Evalueer en analyseer resultaten.

-Interpreteer de gegevens en trek conclusies.

-Publiceer de resultaten.

Renaissance

De filosoof Roger Bacon (1214 - 1284) wordt beschouwd als de eerste persoon die inductief redeneren toepast als onderdeel van de wetenschappelijke methode.

Tijdens de Renaissance, ontwikkelde Francis Bacon de inductieve methode door oorzaak en gevolg, en Descartes stelde voor dat deductie de enige manier was om te leren en te begrijpen.

Newton en moderne wetenschap

Isaac Newton kan worden beschouwd als de wetenschapper die het proces uiteindelijk heeft verfijnd tot vandaag zoals het bekend is. Hij stelde voor en bracht in de praktijk het feit dat de wetenschappelijke methode zowel de deductieve als de inductieve methode nodig had.

Na Newton waren er andere grote wetenschappers die hebben bijgedragen aan de ontwikkeling van de methode, waaronder Albert Einstein. 

belang

De wetenschappelijke methode is belangrijk omdat het een betrouwbare manier is om kennis te vergaren. Het is gebaseerd op affirmaties, theorieën en kennis over data, experimenten en observaties.

Daarom is het essentieel voor de vooruitgang van de maatschappij in technologie, wetenschap in het algemeen, gezondheid en in het algemeen om theoretische kennis en praktische toepassingen te genereren..

Deze methode van wetenschap is bijvoorbeeld in strijd met die op basis van geloof. Met geloof geloof je in iets door traditie, schrift of geloof, zonder te vertrouwen op bewijsmateriaal dat kan worden weerlegd, en kun je geen experimenten of observaties maken die de geloofsovertuigingen van dat geloof ontkennen of accepteren..

Met wetenschap kan een onderzoeker de stappen van deze methode uitvoeren, conclusies trekken, de gegevens presenteren en andere onderzoekers kunnen dat experiment of observaties repliceren om het te valideren of niet..

referenties

  1. Hernández Sampieri, Roberto; Fernández Collado, Carlos en Baptista Lucio, Pilar (1991). Onderzoeksmethodologie (2e druk, 2001). Mexico D.F., Mexico. McGraw-Hill.
  2. Kazilek, C.J. en Pearson, David (2016, 28 juni). Wat is de wetenschappelijke methode? Arizona State University, College of Liberal Arts and Sciences. Opgehaald op 15 januari 2017.
  3. Lodico, Marguerite G .; Spaulding, Dean T. en Voegtle, Katherine H. (2006). Methoden in onderwijsonderzoek: van theorie naar praktijk (2e druk, 2010). San Francisco, Verenigde Staten. Jossey-Bass.
  4. Márquez, Omar (2000). Het proces van onderzoek in de sociale wetenschappen. Barinas, Venezuela UNELLEZ.
  5. Tamayo T., Mario (1987). The Process of Scientific Research (3e ed., 1999). Mexico D.F., Mexico. Limusa.
  6. Vera, Alirio (1999). De data-analyse. San Cristóbal, Venezuela. Nationale Experimentele Universiteit van Tachira (UNET).
  7. Wolfs, Frank L. H. (2013). Inleiding tot de wetenschappelijke methode. New York, Verenigde Staten. University of Rochester, Department of Physics and Astronomy. Opgehaald op 15 januari 2017.
  8. Wudka, José (1998, 24 september). Wat is de "wetenschappelijke methode"? Riverside, Verenigde Staten. University of California, Department of Physics and Astronomy. Opgehaald op 15 januari 2017.
  9. Martyn Shuttleworth (23 april 2009). Wie heeft de wetenschappelijke methode uitgevonden? Retrieved 23 dec. 2017 van Explorable.com: explorable.com.