Wat is de experimentele wetenschappelijke methode?

de experimentele wetenschappelijke methode is een verzameling technieken die worden gebruikt om verschijnselen te onderzoeken, nieuwe kennis op te doen of eerdere kennis te corrigeren en te integreren.

Het wordt gebruikt in wetenschappelijk onderzoek en is gebaseerd op systematische observatie, het nemen van metingen, experimenteren, het formuleren van testen en het wijzigen van hypotheses. Deze algemene methode wordt niet alleen in de biologie, maar ook in de chemie, natuurkunde, geologie en andere wetenschappen uitgevoerd.

Via de experimentele wetenschappelijke methode proberen wetenschappers toekomstige gebeurtenissen te voorspellen en misschien te beheersen op basis van huidige en vroegere kennis.

Ook wel de inductieve methode genoemd, het is de meest gebruikte in de wetenschap door onderzoekers, dit maakt deel uit van de wetenschappelijke methodologie. 

Het wordt gekarakteriseerd omdat onderzoekers opzettelijk de variabelen kunnen beheersen om de onderlinge relaties af te bakenen.

Deze variabelen kunnen afhankelijk of onafhankelijk zijn en van fundamenteel belang zijn voor het verzamelen van de gegevens die zijn geëxtraheerd uit een experimentgroep, evenals hun gedrag. Dit maakt het mogelijk om de bewuste processen in hun elementen te ontbinden, hun mogelijke verbindingen te ontdekken en de wetten van die verbindingen te bepalen. 

Het vermogen om nauwkeurige voorspellingen te doen, is afhankelijk van de zeven stappen van de experimentele wetenschappelijke methode.

Fasen van de experimentele wetenschappelijke methode

Deze waarnemingen moeten objectief zijn en niet subjectief. Met andere woorden, de waarnemingen moeten door andere wetenschappers kunnen worden geverifieerd. Subjectieve waarnemingen, gebaseerd op persoonlijke opvattingen en overtuigingen, maken geen deel uit van het wetenschapsgebied.

Voorbeelden:

• Doelstelling: in deze kamer is de temperatuur 20 ° C.
• Subjectieve verklaring: koel in deze kamer.

De eerste stap in de experimentele wetenschappelijke methode is het maken van objectieve waarnemingen. Deze waarnemingen zijn gebaseerd op specifieke feiten die al zijn opgetreden en die door anderen als waar of onwaar kunnen worden geverifieerd.

2- Hypothese

Waarnemingen vertellen ons over het verleden of het heden. Als wetenschappers willen we toekomstige gebeurtenissen kunnen voorspellen. Daarom moeten we ons vermogen om te redeneren gebruiken.

Wetenschappers gebruiken hun kennis van gebeurtenissen in het verleden om een ​​algemeen principe of verklaring te ontwikkelen om toekomstige gebeurtenissen te helpen voorspellen.

Het algemene principe wordt hypothese genoemd. Het type redenering dat hierbij betrokken is, wordt inductief redeneren genoemd (het afleiden van een generalisatie uit specifieke details).

Een hypothese moet de volgende kenmerken hebben:

• Het moet een algemeen principe zijn dat door ruimte en tijd wordt onderhouden.
• Het moet een voorlopig idee zijn.
• U moet instemmen met de beschikbare observaties.
• Het moet zo eenvoudig mogelijk zijn.
• Het moet controleerbaar en mogelijk vals zijn. Met andere woorden, er moet een manier zijn om te bewijzen dat de hypothese vals is, een manier om de hypothese te weerleggen.

Bijvoorbeeld: "Sommige zoogdieren hebben twee achterste ledematen" zou een nutteloze hypothese zijn. Er is geen waarneming die niet zou passen in deze hypothese! Daarentegen, "Alle zoogdieren hebben twee achterste ledematen" is een goede hypothese.

Wanneer we walvissen vinden die geen achterpoten hebben, zouden we hebben aangetoond dat onze hypothese onjuist is, hebben we de hypothese vervalst.

Wanneer een hypothese een oorzaak-gevolg-relatie impliceert, verklaren we onze hypothese om aan te geven dat er geen effect is. Een hypothese, die geen enkel effect beïnvloedt, wordt een nulhypothese genoemd. Het medicijn Celebra helpt bijvoorbeeld niet bij het verlichten van reumatoïde artritis.

Uit de uitwerking van de hypothese die voorlopig is en die al dan niet waar kan zijn, moeten we een voorspelling doen over ons onderzoek en de hypothese.

De hypothese moet breed zijn en moet uniform over tijd en ruimte kunnen worden toegepast. Wetenschappers kunnen meestal niet alle mogelijke situaties bekijken waarin een hypothese kan worden toegepast. Neem bijvoorbeeld de hypothese: alle plantencellen hebben een kern.

We kunnen niet alle levende planten en alle planten die geleefd hebben bekijken om te zien of deze hypothese onjuist is. In plaats daarvan genereren we een voorspelling met behulp van deductief redeneren (het genereren van een specifieke verwachting van een generalisatie).

Vanuit onze hypothese kunnen we de volgende voorspelling doen: als ik de cellen van een grasspriet onderzoek, zal elk een kern hebben.

Laten we nu de hypothese van het medicijn bekijken: het middel Celebra helpt niet om reumatoïde artritis te verlichten.

Om deze hypothese te testen, zouden we een specifieke set voorwaarden moeten kiezen en dan voorspellen wat er onder die omstandigheden zou gebeuren als de hypothese waar zou zijn.

De voorwaarden die u misschien wilt testen zijn de toegediende doses, de duur van de medicatie, de leeftijd van de patiënten en het aantal te onderzoeken personen..

Al deze voorwaarden die onderhevig zijn aan verandering worden variabelen genoemd. Om het effect van Celebra te meten, moeten we een gecontroleerd experiment uitvoeren.

De experimentele groep is onderworpen aan de variabele die we willen testen en de controlegroep is niet blootgesteld aan die variabele.

In een gecontroleerd experiment is de variabele die we willen testen de enige variabele die tussen de twee groepen moet verschillen.

Laten we een voorspelling doen op basis van waarnemingen van het effect van Celebra in het laboratorium. De voorspelling is: Patiënten die lijden aan reumatoïde artritis die Celebra gebruiken en patiënten die een placebo nemen (een tabletje van zetmeel in plaats van het medicijn) verschillen niet in de ernst van reumatoïde artritis.

We keren opnieuw naar onze zintuiglijke waarneming om informatie te verzamelen. We hebben een experiment ontworpen op basis van onze voorspelling.

Ons experiment zou als volgt kunnen zijn: 1000 patiënten in de leeftijd tussen 50 en 70 zullen willekeurig worden ingedeeld in een van de twee groepen van 500.

De experimentele groep zal Celebre vier keer per dag innemen en de controlegroep zal vier keer per dag een zetmeel-placebo nemen. Patiënten zullen niet weten of hun tabletten Celebra of een placebo zijn. Patiënten nemen het medicijn gedurende twee maanden.

Aan het einde van twee maanden worden medische tests toegediend om te bepalen of de flexibiliteit van de armen en vingers is veranderd.

Ons experiment leverde de volgende resultaten op: 350 van de 500 mensen die Celebra namen, meldden aan het einde van de periode een verlaagde artritis. 65 van de 500 mensen die de placebo namen meldden verbetering.

De gegevens lijken aan te tonen dat er een significant effect op de Celebra was. We moeten een statistische analyse uitvoeren om het effect te demonstreren. Een dergelijke analyse onthult dat er een statistisch significant effect van de Celebra is.

Uit onze analyse van het experiment hebben we twee mogelijke uitkomsten: de resultaten vallen samen met de voorspelling of zijn het niet eens met de voorspelling.

In ons geval kunnen we onze voorspelling dat de Celebra geen effect heeft, verwerpen. Omdat de voorspelling verkeerd is, moeten we ook de hypothese waarop deze is gebaseerd verwerpen.

Onze taak is nu om de hypothese opnieuw te formuleren op een manier die consistent is met de beschikbare informatie. Onze hypothese zou nu kunnen zijn: de toediening van Celebra vermindert reumatoïde artritis in vergelijking met de toediening van een placebo.

Met de huidige informatie accepteren we onze hypothese als waar. Hebben we laten zien dat het waar is? Absoluut niet! Er zijn altijd andere verklaringen die de resultaten kunnen verklaren.

Het is mogelijk dat meer dan 500 patiënten die Celebra hebben gebruikt hoe dan ook zouden verbeteren. Het is mogelijk dat meer van de patiënten die Celebra innamen elke dag bananen aten en dat bananen artritis verbeterden. Je kunt talloze andere verklaringen voorstellen.

Hoe kunnen we bewijzen dat onze nieuwe hypothese waar is? We zullen het nooit kunnen De wetenschappelijke methode staat het niet toe om enige hypothese te bewijzen.

Hypothesen kunnen worden afgewezen, in welk geval die hypothese als onjuist wordt beschouwd. Alles wat we kunnen zeggen over een hypothese die weerstaat, is dat we geen bewijs gevonden hebben om het te weerleggen.

Er is veel verschil tussen niet kunnen weerleggen en bewijzen. Zorg ervoor dat je dit onderscheid begrijpt, want het is de basis van de experimentele wetenschappelijke methode. Dus wat zouden we doen met onze vorige hypothese??

Momenteel accepteren we het als waar, maar om rigoureus te zijn, moeten we de hypothese onderwerpen aan meer tests die kunnen bewijzen dat het verkeerd is.

We kunnen het experiment bijvoorbeeld herhalen, maar de controle- en experimentgroep wijzigen. Als de hypothese blijft staan ​​na onze pogingen om het neer te halen, kunnen we er meer vertrouwen in hebben om het als waar te accepteren.

We zullen echter nooit kunnen bevestigen dat de hypothese waar is. Integendeel, we accepteren het als waar omdat de hypothese zich verzette tegen verschillende experimenten om te bewijzen dat het onjuist is.

Wetenschappers publiceren hun bevindingen in tijdschriften en wetenschappelijke boeken, in gesprekken in nationale en internationale bijeenkomsten en in seminars in hogescholen en universiteiten.

De verspreiding van de resultaten is een essentieel onderdeel van de experimentele wetenschappelijke methode.

Sta andere mensen toe om uw resultaten te verifiëren, nieuwe tests van uw hypothese te ontwikkelen of de kennis toe te passen die zij hebben verworven om andere problemen op te lossen.

referenties

1. Achinstein P. Algemene introductie. Wetenschapsregels: een historische inleiding tot wetenschappelijke methoden (2004). Johns Hopkins University Press.
2. Beveridge W. De kunst van wetenschappelijk onderzoek (1950). Melbourne: Heinemann.
3. Blakstad O. Experimenteel onderzoek (2008). Teruggeplaatst van: www.explorable.com
4. Bright W. Een inleiding tot wetenschappelijk onderzoek (1952). McGraw-Hill.
5. Gauch H. Wetenschappelijke methode in de praktijk (2003). Cambridge University Press.
6. Jevons W. De principes van de wetenschap: een verhandeling over logica en wetenschappelijke methode (1958). New York: Dover-publicaties.
7. .