Hoe De Wetenschappelijke Methode Werkt

{h1}

De wetenschappelijke methode is iets dat we bijna altijd gebruiken. Meer informatie over de wetenschappelijke methode en de stappen van de wetenschappelijke methode.

We horen elke dag over de wetenschappelijke methode. Middelbare en middelbare scholieren leren erover in de wetenschapsklas en gebruiken het in onderzoekswedstrijden. Adverteerders gebruiken het om claims te ondersteunen over producten variërend van stofzuigers tot vitamines. En Hollywood portretteert het door wetenschappers te laten zien met klemborden en labjassen die achter microscopen en kolven met bubbelende vloeistoffen staan.

Dus waarom blijft de wetenschappelijke methode zo mysterieus voor zoveel mensen? Een reden heeft te maken met de naam zelf. Het woord "methode" houdt in dat er een heilige formule is opgesloten in een kluis - een formule die beschikbaar is voor hoogopgeleide wetenschappers en niemand anders. Dit is absoluut niet waar. De wetenschappelijke methode is iets dat we allemaal altijd gebruiken. In feite is het een natuurlijk onderdeel van mens-zijn om deel te nemen aan de basisactiviteiten die de wetenschappelijke methode vormen: nieuwsgierig zijn, vragen stellen, antwoorden zoeken.

-In dit artikel zullen we de wetenschappelijke methode demystificeren door deze op te splitsen in zijn basisonderdelen.

We zullen onderzoeken hoe de wetenschappelijke methode kan worden gebruikt om alledaagse problemen op te lossen, maar we zullen ook uitleggen waarom het zo fundamenteel kritisch is voor de fysische en natuurlijke wetenschappen. We zullen ook enkele voorbeelden bekijken van hoe de methode is toegepast om baanbrekende ontdekkingen te doen en baanbrekende theorieën te ondersteunen. Maar laten we beginnen met een basisdefinitie.

Vraag een groep mensen om 'wetenschap' te definiëren en je krijgt veel verschillende antwoorden. Sommigen zullen je vertellen dat het een heel moeilijke klas is, ingeklemd tussen sociale studies en wiskunde. Anderen zullen je vertellen dat het een stoffig boek is gevuld met Latijnse termen die niemand kan uitspreken. En nog zullen anderen zeggen dat het een nutteloze verzameling feiten, cijfers en formules is. Helaas werpen de meeste woordenboeken geen significant licht op het onderwerp. Hier is een typische definitie:

Wetenschap is de intellectuele en praktische activiteit die de structuur en het gedrag van de fysieke en natuurlijke wereld omvat door observatie en experimenten [bron: Oxford American Dictionary].

Klinkt moeilijk, toch? Niet als we deze langdradige definitie in de belangrijkste delen ervan verbreken. Door dit te doen, bereiken we twee dingen: ten eerste zullen we het argument ondersteunen dat wetenschap niet mysterieus of onbereikbaar is. Ten tweede zullen we aantonen dat de methode van de wetenschap echt niet anders is dan de wetenschap zelf.

Definitie van wetenschappelijke methode

Definitie van wetenschappelijke methode

Wetenschappers van alle leeftijden gebruiken al hun zintuigen om de wereld om hen heen te observeren. Ghislain en Marie David de Lossy / Cultura / Getty Images

- Laten we de definitie van wetenschap opgeven.

Deel 1

Wetenschap is praktisch. Hoewel wetenschap soms te maken heeft met het leren van tekstboeken of professoren in collegezalen, is de primaire activiteit ervan ontdekking. Ontdekking is een actief, hands-on proces, niet iets dat wordt gedaan door wetenschappers die geïsoleerd zijn van de wereld in ivoren torens. Het is zowel een zoektocht naar informatie als een zoektocht om uit te leggen hoe informatie op zinvolle manieren bij elkaar past. En het zoekt bijna altijd naar antwoorden op zeer praktische vragen: hoe beïnvloedt menselijke activiteit het broeikaseffect? Waarom daalt de honingbijpopulatie plotseling in Noord-Amerika? Wat laat vogels toe om zulke lange afstanden te migreren? Hoe ontstaan ​​zwarte gaten?

Deel 2

Wetenschap is gebaseerd op observatie. Wetenschappers gebruiken al hun zintuigen om informatie te verzamelen over de wereld om hen heen. Soms verzamelen ze deze informatie direct, zonder tussenkomst van gereedschap of apparatuur. Andere keren gebruiken ze een apparaat, zoals een telescoop of een microscoop, om indirect informatie te verzamelen. Hoe dan ook, wetenschappers zullen opschrijven wat ze zien, horen en voelen. Deze vastgelegde waarnemingen worden genoemd gegevens.

Deel 3

Gegevens kunnen de structuur van iets. Dit is kwantitatieve gegevens, dat een object numeriek beschrijft. Hieronder volgen voorbeelden van kwantitatieve gegevens:

  • De lichaamstemperatuur van een ruby-throated kolibrie is 40.5° C (105° F).
  • De snelheid van het licht is 299.792.458 meter per seconde (670.635.729 mph).
  • De diameter van Jupiter is 142.984 kilometer (88.846 mijl).
  • De lengte van een blauwe vinvis is 30,5 meter (100 voet).

Merk op dat kwantitatieve gegevens bestaan ​​uit een getal gevolgd door een eenheid. De eenheid is een gestandaardiseerde manier om een ​​bepaalde dimensie of hoeveelheid te meten. De voet is bijvoorbeeld een lengte-eenheid. Zo ook de meter. In de wetenschap is het internationale systeem (SI) van eenheden, de moderne vorm van het metrieke stelsel, de wereldwijde standaard.

Deel 4

Gegevens kunnen ook onthullen gedrag. Dit is kwalitatieve data, wat geschreven beschrijvingen zijn over een voorwerp of organisme. John James Audubon, de 19e-eeuwse natuuronderzoeker, ornitholoog en schilder, is beroemd om de kwalitatieve observaties die hij deed over vogelgedrag, zoals deze:

Over het algemeen verzamelen wetenschappers zowel kwantitatieve als kwalitatieve gegevens, die op dezelfde manier bijdragen aan de hoeveelheid kennis die aan een bepaald onderwerp is gekoppeld. Met andere woorden, kwantitatieve gegevens zijn niet belangrijker of waardevoller omdat het gebaseerd is op precieze metingen [bron: Audubon].

Vervolgens leren we over wetenschap als een systematische, intellectuele achtervolging.

Wetenschappelijke Methode Onderdelen

Deel 5

Hoe de wetenschappelijke methode werkt: zijn

Astronoom Edwin Powell Hubble kijkt door het oculair van de 100-inch telescoop naar het Mount Wilson Observatorium in 1937.

Wetenschap is een intellectueel streven. Het maken van observaties en het verzamelen van gegevens zijn niet de ultieme doelen. Gegevens moeten worden geanalyseerd en gebruikt om de wereld om ons heen te begrijpen. Dit vereist inductief redenerenof het vermogen om generalisaties af te leiden op basis van specifieke waarnemingen. Er zijn veel klassieke voorbeelden van inductief redeneren in de geschiedenis van de wetenschap, maar laten we er een bekijken om te begrijpen hoe deze intellectuele oefening werkt.

In 1919, wanneer Edwin Hubble (van de bekendheid van de Hubble Space Telescope) arriveerde op de Mount Wilson in Californië om de 100-inch Hooker-telescoop te gebruiken, en 's werelds grootste astronomen geloofden over het algemeen dat het hele universum bestond uit één enkel sterrenstelsel - de Melkweg. Maar toen Hubble observaties begon te maken met de Hooker-telescoop, zag hij dat objecten die bekend staan ​​als 'nevels', die als onderdelen van de Melkweg worden beschouwd, ver over de grenzen heen lagen. Tegelijkertijd merkte hij op dat deze "nevels" zich snel van de Melkweg verwijderden. Hubble gebruikte deze waarnemingen om in 1925 een baanbrekende generalisatie te maken: het universum bestond niet uit één melkwegstelsel, maar uit miljoenen. Niet alleen dat, betoogde Hubble, maar alle melkwegstelsels verwijderden zich van elkaar als gevolg van een uniforme expansie van het universum.

Deel 6

Wetenschap maakt voorspellingen en test die voorspellingen met behulp van experimenten. Generalisaties zijn krachtige hulpmiddelen omdat ze wetenschappers in staat stellen voorspellingen te doen. Toen Hubble bijvoorbeeld beweerde dat het universum zich tot ver voorbij de Melkweg uitstrekte, volgde dit dat astronomen in staat zouden moeten zijn om andere sterrenstelsels te observeren. En terwijl de telescopen verbeterden, ontdekten ze sterrenstelsels - duizenden en duizenden, in alle verschillende vormen en maten. Tegenwoordig geloven astronomen dat er ongeveer 125 miljard sterrenstelsels in het universum zijn. Ze hebben ook in de loop van de jaren talloze experimenten kunnen uitvoeren om Hubble's idee dat het universum uitdijt te ondersteunen.

Een klassiek experiment is gebaseerd op de Doppler effect. De meeste mensen kennen het Doppler-effect als een fenomeen dat optreedt bij geluid. Als een ambulance ons bijvoorbeeld op straat passeert, lijkt het geluid van de sirene van toonhoogte te veranderen. Terwijl de ambulance nadert, neemt de toonhoogte toe; terwijl het passeert, neemt de toonhoogte af. Dit gebeurt omdat de ambulance dichterbij de geluidsgolven komt die hij aan het maken is (waardoor de afstand tussen de golftoppen afneemt en de steek toeneemt) of van deze weg beweegt (waardoor de afstand tussen de golftoppen groter wordt en de steek afneemt).

Astronomen veronderstelden dat lichtgolven gemaakt door hemellichamen op dezelfde manier zouden werken. Ze deden de volgende ontwikkelde gissingen: als een verre melkweg naar onze melkweg snelt, zal het dichterbij de lichtgolven komen die het voortbrengt (wat de afstand tussen golftoppen vermindert en de kleur ervan naar het blauwe uiteinde van het spectrum verschuift). Als een ver melkwegstelsel zich van onze melkweg weg spoedt, zal het zich verwijderen van de lichtgolven die het creëert (wat de afstand tussen golftoppen verhoogt en de kleur ervan naar het rode einde van het spectrum verschuift).

Om de hypothese te testen, gebruikten astronomen een instrument dat bekend staat als een spectrograaf om het te bekijken spectraof banden van gekleurd licht, geproduceerd door verschillende hemellichamen. Ze registreerden de golflengten van de spectraallijnen en hun intensiteiten, waarbij ze gegevens verzamelden die uiteindelijk de hypothese bewezen als correct te zijn.

Deel 7

Wetenschap is systematisch. Het is streng en methodisch en vereist dat tests worden herhaald, zodat de resultaten kunnen worden gecontroleerd. De hypothetische roodverschuiving die hierboven is beschreven, is bewezen in herhaalde experimenten. In feite is het zo goed gedocumenteerd dat het een integraal onderdeel is geworden van de Big Bang, een theorie die beschrijft hoe het universum zich ontwikkelde van een extreem dichte en warme staat.

Wetenschap kan dus worden gezien als een manier van denken, maar ook als een manier van werken - een proces waarbij wetenschappers vragen moeten stellen, hypothesen moeten opstellen en hun hypotheses moeten testen door middel van experimenten. Dit proces is tegenwoordig bekend als de wetenschappelijke methode en de basisprincipes ervan worden gebruikt door onderzoekers in elke discipline, in elk deel van de wereld.

En toch was het niet altijd zo - de overgang naar wetenschappelijk onderzoek evolueerde langzaam in de loop van de tijd. In de volgende sectie zullen we de geschiedenis van de wetenschappelijke methode nader bekijken om beter te begrijpen hoe deze zich ontwikkelde.

Geschiedenis van de wetenschappelijke methode

Geschiedenis van de wetenschappelijke methode

Copernicus merkte op dat de planeten rond de zon draaiden, niet de aarde. traveler1116 / E + / Getty Images

De Middeleeuwen, ongeveer 500 tot 1100 na Christus, werden gekenmerkt door een algemene erosie van de beschaving. Kennis van de oude Romeinen overleefde in slechts een paar kloosters en kathedraal- en paleisscholen, terwijl kennis uit het oude Griekenland bijna volledig verdween. Van vlak voor de donkere middeleeuwen tot ongeveer een eeuw daarna waren er bijna geen belangrijke wetenschappelijke vorderingen. De katholieke kerk werd zeer machtig in Europa en het religieuze dogma regeerde veel van wat mensen dachten en geloofden. Degenen wier geloof of praktijken afgedwaald zijn van de kerk werden "gerehabiliteerd" en teruggebracht in de schaapskooi. Verzet leidde vaak tot vervolging.

Vervolgens, in wat nu bekend staat als de Renaissance van de 12e eeuw, kwam een ​​periode van ontwaken. Toen Europese geleerden werden blootgesteld aan kennis en culturen die in de islamitische wereld en andere gebieden buiten hun grenzen werden gekweekt, werden ze opnieuw vertrouwd met de werken van oude geleerden zoals Aristoteles, Ptolemaios en Euclides. Dit leverde een gemeenschappelijk platform en een woordenschat op waarop een uitgebreide wetenschappelijke gemeenschap zou kunnen bouwen die ideeën zou kunnen delen en creatieve probleemoplossing zou kunnen inspireren.

Enkele van de belangrijke denkers die naar voren komen tijdens en na de Renaissance zijn:

  • Albertus Magnus (1193-1250) en Thomas van Aquino (1225-1274), twee studenten van scholastiek, een filosofisch systeem dat de nadruk legt op het gebruik van de rede bij het onderzoeken van vragen van filosofie en theologie. Magnus maakte een onderscheid tussen geopenbaarde waarheid (openbaring van iets onbekends door een goddelijke macht) en experimentele wetenschap en maakte veel wetenschappelijke waarnemingen in astronomie, chemie, geografie en fysiologie.
  • Roger Bacon (c.1210-c.1293), een Engelse franciscaner monnik, filosoof, wetenschapper en geleerde die opriep tot een einde aan de blinde acceptatie van algemeen aanvaarde geschriften. In het bijzonder richtte hij zich op de ideeën van Aristoteles, die hoewel waardevol vaak als feit werden geaccepteerd, zelfs als bewijs hen niet ondersteunde.
  • Francis Bacon (1561-1626), een succesvolle advocaat en invloedrijke filosoof die veel heeft gedaan om het wetenschappelijke denken te hervormen. In zijn 'Instauratio Magna-', stelde Bacon een nieuwe benadering van wetenschappelijk onderzoek voor, die hij in 1621 publiceerde als het 'Novum Organum Scientiarum'. Deze nieuwe benadering pleitte voor inductief redeneren als de basis van wetenschappelijk denken. Bacon voerde ook aan dat alleen een duidelijk systeem van wetenschappelijk onderzoek de beheersing van de mens over de wereld zou verzekeren.

Francis Bacon was de eerste die het concept van een echte wetenschappelijke methode formaliseerde, maar hij deed dit niet in een vacuüm. Het werk van Nicolaus Copernicus (1473-1543) en Galileo Galilei (1564-1642) heeft Bacon enorm beïnvloed. Copernicus stelde vanuit zijn observaties dat de planeten van het zonnestelsel rond de zon draaiden, niet de aarde. Galileo was in staat om deze op de zon gerichte structuur te bevestigen toen hij een telescoop gebruikte die hij ontwierp om gegevens te verzamelen over, onder andere, de manen van Jupiter en de fasen van Venus. De grootste bijdrage van Galileo kan echter zijn systematische studie van beweging zijn geweest, die was gebaseerd op eenvoudige wiskundige beschrijvingen.

Tegen de tijd dat Galileo stierf, was de weg geëffend voor een ware revolutie in het wetenschappelijk denken. Isaac Newton (1642-1727) heeft veel gedaan om deze revolutie vooruit te helpen. Newton's werk in de wiskunde resulteerde in integrale en differentiële calculus. Zijn werk in de astronomie hielp de wetten van beweging en universele zwaartekracht te definiëren. En zijn studies in de optica leidden tot de eerste reflecterende telescoop. Een algemeen thema dat door Newton's werk liep, was een griezelig vermogen om een ​​paar relatief eenvoudige concepten en vergelijkingen te ontwikkelen die een enorme voorspellende kracht bezaten. Zijn verenigde wettenstelsels hebben eeuwen van testen en onderzoek doorstaan ​​en blijven wetenschappers in staat stellen om doorlopende mysteries in de natuurkunde en de astronomie te onderzoeken.

Het is veilig om te zeggen dat de tijdspanne van Newtons carrière het begin van de moderne wetenschap vormt. Toen de 19e eeuw aanbrak, werd de wetenschap gevestigd als een onafhankelijk en gerespecteerd studiegebied, en de wetenschappelijke methode - gebaseerd op observatie en testen - werd over de hele wereld omarmd. Een klassiek voorbeeld van hoe wetenschap evolueerde tot een collaboratieve onderneming die leidt tot incrementele kennis, is te vinden in de ontwikkeling van wat we vandaag kennen als de celtheorie.

Celtheorie

In 1678 meldde Antoni van Leeuwenhoek dat hij had waargenomen

In 1678 meldde Antoni van Leeuwenhoek dat hij "kleine dieren" - protozoa - door een microscoop had waargenomen.

De ontdekking van de cel werd mogelijk gemaakt door de uitvinding van de microscoop, die mogelijk werd gemaakt door verbeterde lens-slijptechnieken. Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723), een Nederlandse handelaar, leerde lenzen malen en assembleren in eenvoudige microscopen. Zijn tijdgenoot Robert Hooke (1635-1703) gebruikte een dergelijk instrument om kurkcellen te observeren, schetsen hiervan verschenen in zijn 1665 publicatie "Micrographia." Geïnspireerd door het werk van Hooke begon Leeuwenhoek zelf microscopisch onderzoek te doen. In 1678 meldde hij aan de Royal Society dat hij "kleine dieren" - bacteriën en protozoa - in verschillende monsters had ontdekt. De maatschappij vroeg Hooke om de bevindingen van Leeuwenhoek te bevestigen, en dat deed hij.

T-zijn maakte de weg vrij voor brede acceptatie dat een verborgen wereld net buiten de grenzen van de menselijke visie bestond en moedigde veel wetenschappers aan om de microscoop in hun onderzoek op te nemen. Een van die wetenschappers was een Duitse botanicus Matthias Jakob Schleiden (1804-1881), die naar talloze plantmonsters keek. Schleiden was de eerste om te erkennen dat alle planten, en alle verschillende delen van planten, uit cellen zijn samengesteld. Tijdens het eten met zoöloog Theodor Schwann (1810-1882), noemde Schleiden zijn idee. Schwann, die tot vergelijkbare conclusies kwam bij het bestuderen van dierlijk weefsel, zag al snel de implicaties van hun werk. In 1839 publiceerde hij 'Microscopic Investigations on the Accordance in the Structure and Growth of Plants and Animals', waarin de eerste verklaring van de celtheorie was opgenomen: Alle levende wezens bestaan ​​uit cellen.

Toen, in 1858, Rudolf Virchow (1821-1902) breidden het werk van Schleiden en Schwann uit door voor te stellen dat alle levende cellen uit reeds bestaande cellen moeten opstaan. Dit was op dat moment een radicaal idee, omdat de meeste mensen, inclusief wetenschappers, geloofden dat niet-levende materie spontaan levend weefsel kon genereren. Het onverklaarbare voorkomen van maden op een stuk vlees werd vaak gegeven als bewijs ter ondersteuning van het concept van spontane generatie. Maar een beroemde wetenschapper met de naam Louis Pasteur (1822-1895) trachtte de spontane generatie te weerleggen met een nu-klassiek experiment dat beide de celtheorie zonder twijfel vastlegde en de basisstappen van de moderne wetenschappelijke methode stichtte.

Pasteur's Experiment

De stappen van het Pasteur-experiment worden hieronder beschreven:

Ten eerste bereidde Pasteur een voedingsmedaillon, vergelijkbaar met de bouillon die men in soep zou gebruiken.

Vervolgens plaatste hij gelijke hoeveelheden van de bouillon in twee langhalskolven. Hij liet een fles met een rechte hals. De andere boog hij om een ​​"S" -vorm te vormen.

Hoe de wetenschappelijke methode werkt: wetenschappelijke

Toen kookte hij de bouillon in elke fles om alle levende materie in de vloeistof te doden. De steriele bouillons werden vervolgens overgelaten om bij kamertemperatuur en blootgesteld aan de lucht in hun open mondkolven te zitten.

Hoe de wetenschappelijke methode werkt: zijn

Na enkele weken merkte Pasteur op dat de bouillon in de hals met rechte hals was verkleurd en troebel, terwijl de bouillon in de fles met gebogen hals niet was veranderd.

Hoe de wetenschappelijke methode werkt: wetenschappelijke

Hij concludeerde dat kiemen in de lucht ongehinderd in de kolf met rechte hals konden vallen en de bouillon konden besmetten. De andere fles sloeg echter ziektekiemen op in de gebogen nek, waardoor ze de bouillon niet konden bereiken, die nooit van kleur veranderde of troebel kleurde.

Hoe de wetenschappelijke methode werkt: worden

Als spontane generatie een reëel fenomeen was geweest, zou de bouillon in de fles met gebogen hals uiteindelijk geïnfecteerd zijn geraakt omdat de kiemen spontaan zouden hebben gegenereerd. Maar de fles met de gebogen hals werd nooit geïnfecteerd, wat aangeeft dat de kiemen alleen van andere ziektekiemen kunnen komen.

Pasteur's experiment heeft alle kenmerken van modern wetenschappelijk onderzoek. Het begint met een hypothese en het test die hypothese met behulp van een zorgvuldig gecontroleerd experiment. Ditzelfde proces - gebaseerd op dezelfde logische opeenvolging van stappen - wordt al bijna 150 jaar door wetenschappers gebruikt. In de loop der tijd zijn deze stappen geëvolueerd naar een geïdealiseerde methodologie die we nu kennen als de wetenschappelijke methode. Na enkele weken merkte Pasteur op dat de bouillon in de hals met rechte hals was verkleurd en troebel, terwijl de bouillon in de fles met gebogen hals niet was veranderd.

Laten we deze stappen eens nader bekijken.

Wetenschappelijke methode stappen

Als meer bewijs dat er geen enkele manier is om wetenschap te "doen", beschrijven verschillende bronnen de stappen van de wetenschappelijke methode op verschillende manieren. Sommigen noemen drie stappen, sommige vier en sommige vijf. Fundamenteel bevatten ze echter dezelfde concepten en principes.

-Voor onze doeleinden gaan we zeggen dat er vijf belangrijke stappen in de methode zijn.

Stap 1: Maak een observatie

Hoe de wetenschappelijke methode werkt: worden

Stroomdiagram van wetenschappelijke methode

Vrijwel elk wetenschappelijk onderzoek begint met een observatie die nieuwsgierigheid opwekt of een vraag oproept. Bijvoorbeeld wanneer Charles Darwin (1809-1882) bezocht de Galapagos-eilanden (gelegen in de Stille Oceaan, 950 kilometer ten westen van Ecuador, zag hij verschillende soorten vinkachtigen, elk uniek aangepast aan een zeer specifieke habitat. Met name de snavels van de vinken waren nogal variabel en leek een belangrijke rol te spelen in de manier waarop de vogels eten kregen.Deze vogels fascineerden Darwin.Hij wilde de krachten begrijpen die zoveel verschillende varensvariëteiten mogelijk maakten om succesvol te coëxisteren in zo'n klein geografisch gebied.Haar waarnemingen maakten dat hij zich afvroeg, en zijn verwondering bracht hem ertoe een vraag te stellen die kon worden getest.

-Stap 2: stel een vraag

Het doel van de vraag is om de focus van het onderzoek te beperken, om het probleem in specifieke termen te identificeren. De vraag die Darwin mogelijk had gesteld na het zien van zoveel verschillende vinken, was ongeveer zo: wat veroorzaakte de diversificatie van vinken op de Galapagos-eilanden?

Hier zijn enkele andere wetenschappelijke vragen:

  • Wat veroorzaakt de wortels van een plant om naar beneden te groeien en de stengel om omhoog te groeien?
  • Welk merk mondwater doodt de meeste bacteriën?
  • Welke carrosserievorm vermindert de luchtweerstand het meest effectief?
  • Wat veroorzaakt koraalverbleking?
  • Vermindert groene thee de effecten van oxidatie?
  • Welk type bouwmateriaal absorbeert het meeste geluid?

Het bedenken van wetenschappelijke vragen is niet moeilijk en vereist geen training als wetenschapper. Als je ooit ergens nieuwsgierig naar bent geweest, als je ooit hebt willen weten wat de oorzaak van iets was, dan heb je waarschijnlijk al een vraag gesteld die een wetenschappelijk onderzoek zou kunnen starten.

Stap 3: formuleer een hypothese

Het mooie van een vraag is dat hij hunkert naar een antwoord, en de volgende stap in de wetenschappelijke methode is om een ​​mogelijk antwoord in de vorm van een hypothese. Een hypothese wordt vaak gedefinieerd als een goed opgeleide schatting, omdat deze bijna altijd wordt geïnformeerd door wat u al weet over een onderwerp. Als u bijvoorbeeld het bovenstaande luchtweerstandsprobleem wilt bestuderen, hebt u misschien al een intuïtief gevoel dat een auto in de vorm van een vogel de luchtweerstand effectiever zou verminderen dan een auto in de vorm van een doos. Je zou die intuïtie kunnen gebruiken om je hypothese te helpen formuleren.

Over het algemeen wordt een hypothese vermeld als een 'als... dan'-verklaring. Bij het maken van een dergelijke verklaring doen wetenschappers mee deductieve redenering, wat het tegenovergestelde is van inductief redeneren. Aftrek vereist beweging in de logica van het algemene naar het specifieke. Hier is een voorbeeld: als het profiel van een auto gerelateerd is aan de hoeveelheid luchtweerstand die het produceert (algemene verklaring), dan zal een auto die is ontworpen als het lichaam van een vogel, aerodynamischer zijn en de luchtweerstand meer verminderen dan een auto die is ontworpen als een doos (specifieke verklaring).

Merk op dat er twee belangrijke kwaliteiten zijn met betrekking tot een hypothese uitgedrukt als een "als... dan" verklaring. Ten eerste is het toetsbaar; er kan een experiment worden opgezet om de geldigheid van de verklaring te testen. Ten tweede is het falsifieerbaar; er zou een experiment kunnen worden bedacht dat zou kunnen aantonen dat een dergelijk idee niet waar is. Als niet aan deze twee kwaliteiten wordt voldaan, kan de vraag die wordt gesteld niet worden aangepakt met behulp van de wetenschappelijke methode.

Meer wetenschappelijke methode-stappen

Stap 4: voer een experiment uit

Veel mensen beschouwen een experiment als iets dat plaatsvindt in een lab. Hoewel dit waar kan zijn, hoeven experimenten geen laboratoriumwerkbanken, Bunsen-branders of reageerbuisjes te omvatten. Ze moeten echter wel worden opgezet om een ​​specifieke hypothese te testen en ze moeten worden gecontroleerd. Het besturen van een experiment houdt in dat alle variabelen worden gecontroleerd, zodat slechts een enkele variabele wordt bestudeerd. De onafhankelijke variabele is degene die wordt gecontroleerd en gemanipuleerd door de onderzoeker, terwijl de afhankelijke variabele is niet. Terwijl de onafhankelijke variabele wordt gemanipuleerd, wordt de afhankelijke variabele voor variatie gemeten. In ons autovoorbeeld is de onafhankelijke variabele de vorm van het lichaam van de auto. De afhankelijke variabele - wat we meten als het effect van het profiel van de auto - kan snelheid, benzineverbruik of een directe maat zijn voor de hoeveelheid luchtdruk die op de auto wordt uitgeoefend.

Het besturen van een experiment betekent ook dat je het moet instellen zodat het een controlegroep en een experimentele groep. De controlegroep stelt de onderzoeker in staat om zijn testresultaten te vergelijken met een basislijnmeting, zodat hij er zeker van kan zijn dat die resultaten niet aan het toeval te wijten zijn. Bijvoorbeeld, in het eerder beschreven Pasteur-experiment, wat zou er gebeurd zijn als Pasteur alleen een fles met een gebogen hals gebruikte? Zou hij zeker weten dat het gebrek aan bacteriegroei in de fles te wijten was aan het ontwerp? Nee, hij moest in staat zijn om de resultaten van zijn experimentele groep te vergelijken met een controlegroep. De controle van Pasteur was de kolf met de rechte hals.

Bekijk nu ons voorbeeld van luchtweerstand. Als we dit experiment wilden uitvoeren, hadden we minimaal twee auto's nodig: een met een gestroomlijnde, vogelachtige vorm en een andere met de vorm van een doos. De eerste zou de experimentele groep zijn, de laatste de controle. Alle andere variabelen - het gewicht van de auto's, de banden, zelfs de verf op de auto's - moeten identiek zijn. Zelfs de baan en de omstandigheden op de baan moeten zoveel mogelijk worden gecontroleerd.

Stap 5: Analy


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com