VEDECKÁ METÓDA: 6 KROKOV A ICH VLASTNOSTI (PRÍKLAD) - VEDA - 2026

Vedecká metóda je proces používaný v odvetviach vedy testovať vedecké hypotézy pozorovaním, pátraniach, hypotézy formulácie, a experimentovanie. Je to racionálny spôsob získavania objektívnych a spoľahlivých znalostí.

Vedecká metóda má preto celý rad charakteristík, ktoré ju definujú: pozorovanie, experimentovanie a kladenie a zodpovedanie otázok. Nie všetci vedci však tento proces sledujú presne. Niektoré vedecké odbory sa dajú ľahšie testovať ako iné.

Kroky vedeckej metódy: otázka, výskum, formulácia hypotéz, experiment, analýza údajov, závery.

Napríklad vedci, ktorí študujú, ako sa hviezdy menia, ako starnú, alebo ako dinosaury trávia potravu, nemôžu predĺži život hviezdy o milión rokov alebo uskutočnia štúdie a testy na dinosauroch, aby otestovali svoje hypotézy.

Ak priame experimentovanie nie je možné, vedci modifikujú vedeckú metódu. Aj keď sa mení takmer pri každom vedeckom výskume, cieľ je rovnaký: odhaliť príčiny a následky vzťahov kladením otázok, zhromažďovaním a skúmaním údajov a zisťovaním, či je možné všetky dostupné informácie kombinovať do logickej odpovede.

Na druhej strane vedec často prechádza fázami vedeckej metódy, pretože nové informácie, údaje alebo závery môžu vyžadovať opätovné vykonanie krokov.

Napríklad vedec môže predpokladať, že „prejedanie urýchľuje starnutie“, vykonáva experiment a vyvodzuje záver. Potom by ste mohli znova prejsť týmito krokmi a začať ďalšou hypotézou, napríklad „konzumácia príliš veľkého množstva cukru urýchľuje starnutie“.

Čo je to vedecká metóda a na čo je určená?

Vedecká metóda je empirická metóda skúmania, ktorá slúži na získanie nových poznatkov a informácií. „Empirický“ znamená, že je založený na realite, používa údaje; je opakom „teoretického“. Preto vedci používajú vedeckú metódu na získavanie informácií o realite, zhromažďovanie údajov a vykonávanie experimentov. Dá sa rozdeliť do šiestich krokov / fáz / etáp, ktoré sa vzťahujú na všetky typy výskumu:

- Otázka založená na pozorovaní.

-Vyšetrovanie.

-Formulácia hypotézy.

-Experimentation.

-Analýza údajov.

- Odhadnúť alebo prijať hypotézu (závery).

Ďalej ukážem základné kroky, ktoré sa podnikli pri vyšetrovaní. Aby ste to lepšie pochopili, na konci článku nechám príklad použitia krokov v biologickom experimente; pri objavovaní štruktúry DNA.

Hlavné charakteristiky vedeckej metódy

- Ako východiskový bod použite pozorovanie.

- Opýtajte sa na otázky a odpovede. Pri formulovaní hypotézy sa vedec pýta systematicky na otázky a odpovede a snaží sa nadviazať vzťahy príčiny a následky v aspektoch reality.

- Vyžaduje overenie, to znamená, že výsledky musia overiť rôzni vedci.

- Vytvára vyvrátiteľné závery. Ak sa závery nedajú overiť, vedeckú metódu nemožno uplatniť.

- poskytuje reprodukovateľné výsledky; vedci môžu experimenty zopakovať, aby sa pokúsili dosiahnuť rovnaké výsledky.

- je to objektívne; je založená na experimentovaní a pozorovaní, nie na subjektívnych názoroch.

Aké sú kroky vedeckej metódy? Z čoho pozostávajú a ich vlastnosti

Krok 1 - Položte otázku na základe pozorovania

Vedecká metóda sa začína, keď sa vedec / vedec pýta na niečo, čo pozorovali alebo čo vyšetrujú: Ako, čo, kedy, kto, čo, prečo alebo kde?

Príklady pozorovaní a otázok:

- Louis Pasteur pod mikroskopom zistil, že priadka morušová na juhu Francúzska mala choroby napadnuté parazitmi.

- Biológ pod mikroskopom pozoruje, že prítomnosť určitých typov buniek zlepšuje príznaky kiahní. Môžete sa opýtať, bojujú tieto bunky proti vírusu kiahní?

- Albert Einstein, keď rozvíjal svoju teóriu špeciálnej relativity, sa sám seba opýtal: Čo by ste videli, keby ste mohli kráčať vedľa lúča svetla, ktorý sa šíri priestorom?

Krok 2 - Vyšetrovanie

Tento krok spočíva vo výskume, zhromažďovaní informácií, ktoré vám pomôžu odpovedať na otázku. Je dôležité, aby zozbierané informácie boli objektívne a pochádzali zo spoľahlivých zdrojov. Môžu byť vyšetrovaní okrem iného prostredníctvom internetových databáz, knižníc, kníh, rozhovorov, prieskumov.

Existuje niekoľko druhov vedeckého pozorovania. Najbežnejšie sú priame a nepriame.

Krok 3 - Formulácia hypotéz

Treťou fázou je formulácia hypotézy. Hypotéza je vyhlásenie, ktoré možno použiť na predpovedanie výsledku budúcich pozorovaní.

Príklady hypotéz:

• Futbalisti, ktorí pravidelne trénujú s využitím času, majú viac gólov ako tí, ktorým chýba 15% tréningových stretnutí.
• Noví rodičia, ktorí študovali vyššie vzdelanie, sú v 70% prípadov pri pôrode uvoľnení.

Užitočná hypotéza musí umožniť predpovede odôvodnením vrátane deduktívneho odôvodnenia. Hypotéza by mohla predpovedať výsledok experimentu v laboratóriu alebo pozorovanie prírodného fenoménu.

Ak predpovede nie sú prístupné pozorovaním alebo skúsenosťami, hypotéza sa ešte nedá otestovať a zostane na tomto nevedeckom stupni. Neskôr by nová technológia alebo teória mohla umožniť potrebné experimenty.

Krok 4 - Experimentovanie

Experimentujte s ľuďmi.

Ďalším krokom je experimentovanie, keď vedci vykonávajú takzvané vedecké experimenty, pri ktorých sa testujú hypotézy.

Predpovede, ktoré sa hypotéza pokúša urobiť, sa dajú testovať pomocou experimentov. Ak výsledky testov sú v rozpore s predpokladmi, hypotéza sa spochybňuje a stáva sa menej udržateľnou.

Ak experimentálne výsledky potvrdia predpovede hypotéz, potom sa hypotézy považujú za presnejšie, ale môžu byť nesprávne a môžu zostať predmetom ďalších experimentov.

Aby sa zabránilo pokusom pri pokusoch, používa sa experimentálna kontrolná technika. Táto technika využíva kontrast medzi viacerými vzorkami (alebo pozorovaniami) za rôznych podmienok na zistenie toho, čo sa mení alebo zostáva rovnaké.

príklad

Na otestovanie hypotézy „rýchlosť rastu trávy nezávisí od množstva svetla“ by bolo potrebné pozorovať a zobrať údaje z trávy, ktorá nie je vystavená svetlu.

Toto sa nazýva „kontrolná skupina“. Sú totožné s ostatnými experimentálnymi skupinami, s výnimkou skúmanej premennej.

Je dôležité si uvedomiť, že kontrolná skupina sa môže líšiť od akejkoľvek experimentálnej skupiny iba jednou premennou. Týmto spôsobom môžete vedieť, že práve táto premenná spôsobuje zmeny alebo nie.

Napríklad tráva vonku v tieni nemožno porovnávať s trávou na slnku. Tráva jedného mesta nie je trávou iného. Okrem svetla sú medzi týmito dvoma skupinami premenné, ako je pôdna vlhkosť a pH.

Ďalší príklad veľmi bežnej kontrolnej skupiny

Experimenty na zistenie, či je liek účinný pri liečbe toho, čo je požadované, sú veľmi bežné. Napríklad, ak chcete poznať účinky aspirínu, môžete v prvom experimente použiť dve skupiny:

• Experimentálna skupina 1, ktorej sa podáva aspirín.
• Kontrolná skupina 2 s rovnakými charakteristikami ako skupina 1, pre ktorú nebol poskytnutý aspirín.

Krok 5: analýza údajov

Po experimente sa odoberú údaje, ktoré môžu byť vo forme čísel, áno / nie, prítomných / neprítomných alebo iných pozorovaní.

Systematický a starostlivý zber meraní a údajov predstavuje rozdiel medzi pseudovedami, ako je alchýmia, a vedami, ako je chémia alebo biológia. Merania sa môžu vykonávať v kontrolovanom prostredí, napríklad v laboratóriu, alebo na viac či menej neprístupných alebo nemanipulovateľných predmetoch, ako sú hviezdy alebo ľudské populácie.

Merania často vyžadujú špecializované vedecké prístroje, ako sú teplomery, mikroskopy, spektroskopy, urýchľovače častíc, voltmetre …

Tento krok zahŕňa určenie toho, čo ukazujú výsledky experimentu, a rozhodnutie o ďalších krokoch, ktoré sa majú podniknúť. V prípadoch, keď sa experiment opakuje viackrát, môže byť potrebná štatistická analýza.

Ak dôkazy hypotézu zamietli, je potrebná nová hypotéza. Ak údaje z experimentu podporujú hypotézu, ale dôkazy nie sú dostatočne silné, mali by sa s inými experimentmi testovať ďalšie predpovede hypotézy.

Akonáhle hypotéza bude podložená dôkazmi, môže byť položená nová výskumná otázka, ktorá poskytne viac informácií o tej istej téme.

Krok 6: Závery. Interpretujte údaje a prijmite alebo odmietnite hypotézu

Pri mnohých pokusoch sa závery tvoria na základe neformálnej analýzy údajov. Jednoducho sa opýtajte, zodpovedajú údaje hypotéze? je to spôsob prijatia alebo odmietnutia hypotézy.

Je však lepšie použiť štatistickú analýzu na údaje a stanoviť stupeň „prijatia“ alebo „zamietnutia“. Matematika je tiež užitočná na vyhodnotenie účinkov chýb merania a ďalších neistôt v experimente.

Ak je hypotéza prijatá, nie je zaručené, že bude správna. To len znamená, že výsledky experimentu podporujú hypotézu. Je možné duplikovať experiment a nabudúce získať rôzne výsledky. Hypotéza môže vysvetliť aj pozorovania, ale je to nesprávne vysvetlenie.

Ak je hypotéza zamietnutá, môže to byť koniec experimentu alebo sa môže vykonať znova. Ak tento postup zopakujete, získate viac pozorovaní a viac údajov.

Ďalšími krokmi sú: 7- Komunikácia výsledkov a 8- Kontrola výsledkov opakovaním výskumu (vykonaného inými vedcami).

Ak experiment nemôže byť opakovaný, aby sa dosiahli rovnaké výsledky, znamená to, že pôvodné výsledky mohli byť nesprávne. V dôsledku toho je bežné, že sa jeden experiment uskutoční viackrát, najmä ak existujú nekontrolované premenné alebo iné náznaky experimentálnej chyby.

Na získanie významných alebo prekvapivých výsledkov sa môžu ostatní vedci pokúsiť replikovať výsledky sami, najmä ak sú tieto výsledky dôležité pre ich vlastnú prácu.

Skutočný príklad vedeckej metódy pri objavovaní štruktúry DNA

Dejiny objavenia štruktúry DNA sú klasickým príkladom krokov vedeckej metódy: v roku 1950 bolo známe, že genetické dedičstvo malo matematický opis zo štúdií Gregora Mendela a že DNA obsahovala genetické informácie.

Mechanizmus ukladania genetických informácií (t. J. Génov) v DNA bol však nejasný.

Je dôležité poznamenať, že na objavovaní štruktúry DNA sa nezúčastnili iba Watson a Crick, hoci im bola udelená Nobelova cena. Mnoho vedcov času prispelo poznatkami, údajmi, nápadmi a objavmi.

Otázka z pripomienok

Predchádzajúci výskum DNA určoval jeho chemické zloženie (štyri nukleotidy), štruktúru každého z nukleotidov a ďalšie vlastnosti.

DNA bola identifikovaná ako nosič genetických informácií experimentom Avery-MacLeod-McCarty v roku 1944, ale mechanizmus nejasností v mechanizme uchovávania genetickej informácie v DNA.

Otázkou preto môže byť:

Vyšetrovanie

Zainteresovaní ľudia vrátane Linus Pauling, Watson alebo Crick skúmali a hľadali informácie; v tomto prípade možno prieskum času, kníh a rozhovorov s kolegami.

hypotéza

Linus Pauling navrhol, aby DNA mohla byť trojitá špirála. Túto hypotézu zvažovali aj Francis Crick a James D. Watson, ale zahodili ju.

Keď sa Watson a Crick dozvedeli o Paulingovej hypotéze, z existujúcich údajov pochopili, že sa mýlil, a Pauling čoskoro priznal svoje ťažkosti s touto štruktúrou. Preto rasou, ktorá mala objaviť štruktúru DNA, bolo objaviť správnu štruktúru.

Aká predpoveď by hypotéza urobila? Ak by DNA mala špirálovú štruktúru, jej rôntgenový difraktogram by mal tvar X.

Preto by sa mala testovať hypotéza, že DNA má štruktúru dvojitej špirály, s výsledkami / údajmi röntgenového žiarenia, konkrétne sa testovala pomocou rôntgenových difrakčných údajov poskytnutých Rosalind Franklin, James Watson a Francis Crick v roku 1953.

experiment

Rosalind Franklin vykryštalizovala čistú DNA a uskutočnila rôntgenovú difrakciu, čím sa získala fotografia 51. Výsledky ukázali tvar X.

Experimentálne dôkazy podporujúce model Watsona a Cricka boli demonštrované v sérii piatich publikácií publikovaných v publikácii Nature.

Z nich bol dokument Franklin a Raymond Gosling prvou publikáciou s röntgenovými difrakčnými údajmi na podporu modelu Watson a Crick.

Analýza a závery

Keď Watson uvidel podrobný difrakčný obrazec, okamžite ho rozpoznal ako špirálu.

On a Crick vytvorili svoj model pomocou týchto informácií spolu s predtým známymi informáciami o zložení DNA ao molekulárnych interakciách, ako je vodíková väzba.

histórie

Pretože je ťažké presne definovať, kedy sa vedecká metóda začala používať, je ťažké zodpovedať otázku, kto ju vytvoril.

Metóda a jej kroky sa postupom času vyvíjali a vedci, ktorí ju používali, prispeli, postupne sa vyvíjali a zdokonaľovali.

Aristoteles a Gréci

Aristoteles, jeden z najvplyvnejších filozofov v histórii, bol zakladateľom empirickej vedy, tj procesu testovania hypotéz zo skúseností, experimentovania a priameho a nepriameho pozorovania.

Gréci boli prvou západnou civilizáciou, ktorá začala pozorovať a merať, aby pochopila a študovala javy sveta, avšak neexistovala štruktúra, ktorá by ju nazývala vedecká metóda.

Moslimovia a zlatý vek islamu

V skutočnosti sa vývoj moderných vedeckých metód začal s moslimskými učencami počas zlatého veku islamu v 10. až 14. storočí. Neskôr ho filozofi-vedci osvietenstva ďalej zdokonaľovali.

Medzi všetkými učencami, ktorí prispeli, bol Alhacen (Abū 'Alī al-Ḥasan ibn al-Ḥasan ibn al-Hayṯam) hlavným prispievateľom, ktorý niektorí historici považujú za „architekta vedeckej metódy“. Jeho metóda mala nasledujúce fázy, môžete vidieť jej podobnosť s tými, ktoré sú vysvetlené v tomto článku:

-Ochrana prírodného sveta.

-Vytvoriť / definovať problém.

-Formulujte hypotézu.

- Testujte hypotézu experimentovaním.

- Hodnotiť a analyzovať výsledky.

- Interpretácia údajov a vyvodenie záverov.

- Zverejnite výsledky.

renesancie

Filozof Roger Bacon (1214 - 1284) sa považuje za prvú osobu, ktorá v rámci vedeckej metódy uplatňuje induktívne uvažovanie.

Počas renesancie Francis Bacon vyvinul indukčnú metódu prostredníctvom príčiny a následku a Descartes navrhol, že dedukcia bola jediným spôsobom, ako sa učiť a porozumieť.

Newtonská a moderná veda

Izáka Newtona možno považovať za vedca, ktorý konečne tento proces zdokonalil až do dnešného dňa. Navrhol a uviedol do praxe skutočnosť, že vedecká metóda si vyžaduje deduktívnu aj induktívnu metódu.

Po Newtone k rozvoju tejto metódy prispeli aj ďalší veľkí vedci vrátane Albert Einstein.

dôležitosť

Vedecká metóda je dôležitá, pretože je to spoľahlivý spôsob získavania vedomostí. Je založená na základných nárokoch, teóriách a znalostiach z údajov, experimentov a pozorovaní.

Preto je nevyhnutné pre rozvoj spoločnosti v oblasti technológií, vedy všeobecne, zdravia a všeobecne získavať teoretické vedomosti a praktické aplikácie.

Napríklad táto metóda vedy je v rozpore s metódou založenou na viere. Vo viere je niečo verené tradíciami, spismi alebo vierou, bez toho, aby boli založené na dôkazoch, ktoré možno vyvrátiť, ani sa nemôžu robiť pokusy alebo pozorovania, ktoré popierajú alebo prijímajú vieru tejto viery.

S vedou môže vedec vykonávať kroky tejto metódy, dospieť k záverom, prezentovať údaje a ďalší vedci môžu tento experiment alebo pozorovania replikovať, aby ich potvrdili alebo nie.

Referencie

1. Hernández Sampieri, Roberto; Fernández Collado, Carlos a Baptista Lucio, Pilar (1991). Metodika výskumu (2. vydanie, 2001). Mexico DF, Mexico. McGraw-Hill.
2. Kazilek, CJ a Pearson, David (2016, 28. júna). Čo je to vedecká metóda? Arizonská štátna univerzita, Vysoká škola slobodných umení a vied. Prístup k 15. januáru 2017.
3. Lodico, Marguerite G.; Spaulding, Dean T. a Voegtle, Katherine H. (2006). Metódy vo vzdelávacom výskume: od teórie k praxi (2. vydanie, 2010). San Francisco, Spojené štáty americké. Jossey-Bass.
4. Márquez, Omar (2000). Výskumný proces v spoločenských vedách. Barinas, Venezuela. UNELLEZ.
5. Tamayo T., Mario (1987). Proces vedeckého výskumu (3. vydanie, 1999). Mexico DF, Mexico. Limusa.
6. Vera, Alirio (1999). Analýza dát. San Cristóbal, Venezuela. Národná experimentálna univerzita v Táchire (UNET).
7. Wolfs, Frank LH (2013). Úvod do vedeckej metódy. New York, USA. University of Rochester, Katedra fyziky a astronómie. Prístup k 15. januáru 2017.
8. Wudka, José (1998, 24. septembra). Čo je to „vedecká metóda“? Riverside, Spojené štáty americké. Kalifornská univerzita, Katedra fyziky a astronómie. Prístup k 15. januáru 2017.
9. Martyn Shuttleworth (23. apríla 2009). Kto vynašiel vedeckú metódu? Načítané 23. decembra 2017 zo stránky Explorable.com: explorable.com.