Što je eksperimentalna znanstvena metoda?

eksperimentalna znanstvena metoda je skup tehnika koje se koriste za istraživanje fenomena, stjecanje novih znanja ili ispravljanje i integriranje prethodnog znanja.

Koristi se u znanstvenim istraživanjima i temelji se na sustavnom promatranju, mjerenju, eksperimentiranju, formuliranju testova i modificiranju hipoteza. Ova opća metoda provodi se ne samo u biologiji, već iu kemiji, fizici, geologiji i drugim znanostima.

Kroz eksperimentalnu znanstvenu metodu, znanstvenici pokušavaju predvidjeti i možda kontrolirati buduće događaje na temelju sadašnjih i prošlih znanja.

Također se naziva induktivna metoda, koju istraživači najviše koriste u znanosti, što je dio znanstvene metodologije. 

Ona je karakterizirana zato što istraživači mogu namjerno kontrolirati varijable kako bi ograničili odnose među njima.

Ove varijable mogu biti ovisne ili neovisne, što je temeljno za prikupljanje podataka koji su izvađeni iz eksperimentalne skupine, kao i njihovo ponašanje. To omogućuje razgradnju svjesnih procesa u njihovim elementima, otkrivanje njihovih mogućih veza i određivanje zakona tih veza. 

Sposobnost preciznog predviđanja ovisi o sedam koraka eksperimentalne znanstvene metode.

Faze eksperimentalne znanstvene metode

Ta opažanja trebaju biti objektivna, a ne subjektivna. Drugim riječima, opažanja moraju biti u stanju potvrditi i drugi znanstvenici. Subjektivna opažanja, temeljena na osobnim mišljenjima i uvjerenjima, nisu dio područja znanosti.

Primjeri:

• Objektivna tvrdnja: u ovoj sobi temperatura je 20 ° C.
• Subjektivna tvrdnja: cool u ovoj sobi.

Prvi korak u eksperimentalnoj znanstvenoj metodi je objektivno promatranje. Ta se opažanja temelje na specifičnim činjenicama koje su se već dogodile i koje drugi mogu provjeriti kao istinite ili lažne.

2. Hipoteza

Zapažanja nam govore o prošlosti ili sadašnjosti. Kao znanstvenici, želimo moći predvidjeti buduće događaje. Stoga, moramo iskoristiti svoju sposobnost razmišljanja.

Znanstvenici koriste svoje znanje o prošlim događajima kako bi razvili opće načelo ili objašnjenje za pomoć u predviđanju budućih događaja.

Opći princip naziva se hipoteza. Tip uključenog razmišljanja naziva se induktivno rezoniranje (dobivanje generalizacije iz određenih detalja).

Hipoteza mora imati sljedeće karakteristike:

• To mora biti opće načelo koje se održava kroz prostor i vrijeme.
• To mora biti provizorna ideja.
• Morate se složiti s dostupnim opažanjima.
• Trebala bi biti što jednostavnija.
• Mora biti provjerljiva i potencijalno netočna. Drugim riječima, mora postojati način da se dokaže da je hipoteza lažna, način da se opovrgne hipoteza.

Na primjer: "Neki sisavci imaju dva stražnja udova" bila bi beskorisna hipoteza. Nema opažanja koja ne bi odgovarala ovoj hipotezi! Nasuprot tome, "Svi sisavci imaju dva stražnja udova" je dobra hipoteza.

Kada nađemo kitove, koji nemaju stražnje udove, pokazali bismo da je naša hipoteza lažna, falsificirali smo hipotezu.

Kada hipoteza implicira uzročno-posljedični odnos, izjavljujemo da naša hipoteza ukazuje na to da nema učinka. Hipoteza, koja ne utječe na bilo koji učinak, naziva se nultom hipotezom. Na primjer, lijek Celebra ne pomaže u ublažavanju reumatoidnog artritisa.

Iz elaboracije hipoteze koja je uvjetna i može ili ne mora biti istinita, moramo napraviti predviđanje o našem istraživanju i hipotezi.

Hipoteza mora biti široka i mora se moći primjenjivati ​​jednoliko u vremenu i prostoru. Znanstvenici obično ne mogu provjeriti sve moguće situacije u kojima bi se mogla primijeniti hipoteza. Na primjer, razmotrite hipotezu: Sve biljne stanice imaju jezgru.

Ne možemo ispitati sve žive biljke i sve biljke koje su živjele da vide je li ta hipoteza lažna. Umjesto toga, generiramo predviđanje pomoću deduktivnog zaključivanja (generirajući posebno očekivanje generalizacije).

Iz naše hipoteze možemo napraviti sljedeću prognozu: ako ispitam stanice trave, svaka će imati jezgru.

Razmotrimo sada hipotezu o lijeku: lijek Celebra ne pomaže u ublažavanju reumatoidnog artritisa.

Da bismo testirali ovu hipotezu, morali bismo odabrati određeni skup uvjeta i zatim predvidjeti što će se dogoditi pod tim uvjetima ako je hipoteza istinita.

Uvjeti koje želite testirati su primijenjene doze, trajanje uzimanja lijekova, starost bolesnika i broj osoba koje treba pregledati..

Svi ovi uvjeti koji su podložni promjeni nazivaju se varijablama. Da bismo izmjerili učinak Celebre, moramo provesti kontrolirani eksperiment.

Pokusna skupina podvrgnuta je varijabli koju želimo testirati, a kontrolna skupina nije izložena toj varijabli.

U kontroliranom eksperimentu, jedina varijabla koja se mora razlikovati između dviju skupina je varijabla koju želimo testirati.

Napravimo predviđanje na temelju opažanja učinka Celebre u laboratoriju. Predviđanje je sljedeće: Bolesnici koji pate od reumatoidnog artritisa koji uzimaju Celebru i pacijenti koji uzimaju placebo (tableta škroba umjesto lijeka) ne razlikuju se u težini reumatoidnog artritisa..

Ponovno se okrećemo našoj osjetilnoj percepciji kako bismo prikupili informacije. Napravili smo eksperiment temeljen na našem predviđanju.

Naš bi eksperiment mogao biti sljedeći: 1000 bolesnika u dobi između 50 i 70 godina nasumce će biti raspoređeni u jednu od dvije skupine od 500.

Pokusna skupina će uzeti Celebru četiri puta dnevno, a kontrolna skupina će uzeti četiri puta dnevno placebo. Bolesnici ne znaju jesu li njihove tablete Celebra ili placebo. Pacijenti će lijekove uzimati dva mjeseca.

Na kraju dva mjeseca provodit će se medicinski testovi kako bi se utvrdilo je li se fleksibilnost ruku i prstiju promijenila.

Naš je eksperiment dao sljedeće rezultate: 350 od 500 ljudi koji su uzimali Celebru prijavili su smanjen artritis na kraju razdoblja. 65 od 500 ljudi koji su uzeli placebo izvijestili su o poboljšanju.

Čini se da podaci pokazuju da je došlo do značajnog učinka na Celebru. Moramo napraviti statističku analizu kako bismo pokazali učinak. Takva analiza otkriva da postoji statistički značajan učinak Celebre.

Iz naše analize eksperimenta imamo dva moguća ishoda: rezultati se podudaraju s predviđanjem ili se ne slažu s predviđanjem.

U našem slučaju, možemo odbaciti naše predviđanje da Celebra nema učinka. Budući da je predviđanje pogrešno, također moramo odbaciti hipotezu na kojoj se temelji.

Naša je zadaća sada ponoviti hipotezu na način koji je u skladu s dostupnim informacijama. Naša hipoteza sada bi mogla biti: primjena Celebre smanjuje reumatoidni artritis u usporedbi s primjenom placeba.

S trenutnom informacijom prihvaćamo našu hipotezu kao istinitu. Jesmo li pokazali da je to istina? Apsolutno ne! Uvijek postoje druga objašnjenja koja mogu objasniti rezultate.

Moguće je da će se ionako poboljšati više od 500 pacijenata koji su uzimali Celebru. Moguće je da je više pacijenata koji su uzimali Celebru svaki dan jeli banane i da su banane poboljšale artritis. Možete predložiti bezbroj drugih objašnjenja.

Kako možemo dokazati da je naša nova hipoteza istinita? Nikada nećemo moći Znanstvena metoda ne dopušta dokazivanje bilo koje hipoteze.

Hipoteze se mogu odbaciti u kojem slučaju se ta hipoteza smatra netočnom. Sve što možemo reći o hipotezi koja se opire jest to što nismo pronašli dokaz da je opovrgnemo.

Postoji velika razlika između nemogućnosti opovrgavanja i dokazivanja. Pobrinite se da shvatite ovu razliku jer je ona temelj eksperimentalne znanstvene metode. Što bismo onda učinili s našom prethodnom pretpostavkom??

Trenutno ga prihvaćamo kao istinito, ali da bismo bili strogi, moramo podnijeti hipotezu na više testova koji mogu dokazati da je pogrešno.

Na primjer, možemo ponoviti eksperiment, ali promijeniti kontrolnu i eksperimentalnu skupinu. Ako hipoteza ostane stajati nakon naših nastojanja da ga oborimo, možemo se osjećati sigurnije u prihvaćanju istine.

Međutim, nikada nećemo moći potvrditi da je hipoteza istinita. Umjesto toga, prihvaćamo ga kao istinito jer se hipoteza opirala nekoliko eksperimenata kako bi dokazala da je lažna.

Znanstvenici objavljuju svoje nalaze u časopisima i znanstvenim knjigama, u razgovorima na nacionalnim i međunarodnim skupovima te na seminarima na fakultetima i sveučilištima.

Diseminacija rezultata bitan je dio eksperimentalne znanstvene metode.

Dopustite drugim ljudima da potvrde vaše rezultate, razvijete nove testove svoje hipoteze ili primijenite znanje koje su stekli za rješavanje drugih problema.

reference

1. Achinstein P. Opći uvod. Znanstvena pravila: povijesni uvod u znanstvene metode (2004.). Sveučilišni tisak Johns Hopkinsa.
2. Beveridge W. Umjetnost znanstvenog istraživanja (1950.). Melbourne: Heinemann.
3. Blakstad O. Eksperimentalna istraživanja (2008). Preuzeto s: www.explorable.com
4. Bright W. Uvod u znanstveno istraživanje (1952.). McGraw-Hill.
5. Gauch H. Znanstvena metoda u praksi (2003). Cambridge University Press.
6. Jevons W. Načela znanosti: rasprava o logici i znanstvenoj metodi (1958). New York: Dover publikacije.
7. .