Шаги к научному методу: введение в научный метод по порядку
Наука позволяет попытаться объяснить работу мира природы. Для того чтобы научный эксперимент считался достоверным, он должен следовать научному методу – установленной процедуре проведения и анализа эксперимента.
Содержание
Шаги к научному методу: введение в научный метод по порядку
Точные шаги научного метода варьируются от источника к источнику, но общая процедура одинакова: получение знаний путем наблюдения и тестирования.
Шесть основных шагов к научному методу включают:
- Установите цель
- Выполните исследование
- Разработайте гипотезу
- Проведите эксперимент
- Анализ результатов
- Сформулируйте вывод
Каждый шаг к научному методу будет рассмотрен ниже на примере популярного эксперимента с яблоками.
1. Установите цель
Каждый эксперимент должен иметь конкретную и четко определенную цель. Должен быть задан соответствующий вопрос, легко проверяемый с помощью доступных материалов и технологий. Используя пример эксперимента с подрумяниванием яблок, подходящей целью может быть: исследовать влияние различных жидкостей на скорость изменения цвета яблок.
2. Проведение исследований
Чтобы понять, как проводить расследование, необходимо провести общие исследования в области науки и теории эксперимента. Ценную информацию можно легко найти в Интернете и в учебниках по естествознанию. Требуемые материалы и соображения безопасности также должны быть тщательно изучены.
Фундаментальные исследования потемнения яблок показывают, что реакция фенолов, ферментов и кислорода вызывает потемнение. Разумеется, данный процесс возможно затормозить, если снизить скорость активности фермента. В качестве примера, можно покрыть несколько кусочков яблока водой с лимонным соком и проверить, что лучше замедляет процесс, приводящий к потемнению яблока.
3. Разработайте гипотезу
На основе информации, полученной в ходе исследования, разработайте соответствующую гипотезу (обоснованное предположение) о результатах эксперимента. К примеру, гипотеза для гипотетического эксперимента с потемнением яблока будет следующей: лимонный сок способен наиболее эффективно влиять на замедление окраски яблока.
4. Проведение эксперимента
Эксперимент должен проводиться в контролируемых условиях, с одновременным изменением только одной переменной для обеспечения достоверности и отмены испытаний, проводимых для надежности. В примере единственной экспериментальной (измененной) переменной будет тип жидкости, наносимой на нарезанные яблоки, в то время как другие контролируемые переменные (размер яблок, количество наносимой жидкости, комнатная температура и т.д.) остаются постоянными. Для сравнения с нормой следует использовать контроль. Поэтому в эксперименте контрольным будет яблоко, на которое не наносили жидкость.
Эксперимент должен быть хорошо задокументирован, с перечислением оборудования и методов, а необработанные данные должны быть записаны в таблицу.
5. Анализ результатов
Необработанные в процессе эксперимента и исследования данные должны быть представлены в виде графика, чтобы установить тенденции и исключить ненадежные выбросы в результатах. Результаты эксперимента следует обсуждать в связи с теорией, лежащей в основе эксперимента. Результаты должны быть проверены с точки зрения валидности, надежности и точности, а также выдвинуты идеи по улучшению.
В гипотетическом эксперименте лимонный сок, скорее всего, окажет наибольшее влияние на замедление скорости потемнения яблок по сравнению с водой или вообще ничем. Эффект связан с тем, что кислотность лимонного сока денатурирует ферменты в яблоке, что замедляет процесс потемнения.
6. Сформулируйте вывод
В заключении должны быть указаны результаты эксперимента и их соответствие или несогласие с установленной гипотезой. Адекватным выводом для примера эксперимента с потемнением яблок было бы следующее: результаты эксперимента согласуются с гипотезой и продемонстрировали, что лимонный сок наиболее эффективен, чем вода, в замедлении реакции потемнения яблок.
Следование шагам научного метода при проведении эксперимента устраняет сомнения относительно достоверности и помогает структурировать эксперимент для достижения полезного и релевантного результата.
