Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

1.1: Наукові дослідження

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    2407

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Швидше за все, ви чули про науковий метод. Але що саме являє собою науковий метод?

    Це точний і точний спосіб, що вся наука повинна бути зроблена? Або це низка кроків, які зазвичай дотримуються більшість вчених, але можуть бути змінені на користь індивідуального дослідження?

    Науковий метод

    «Ми також виявили, що наука крута і весела, тому що ви можете робити речі, які ніхто ніколи не робив раніше». У статті бджоли Блекаутона, опублікованій учнями від восьми до десяти курсів: Біологічні листи (2010) http://rsbl.royalsocietypublishing.org/content/early/2010/12/18/rsbl.2010.1056.abstract.

    Існують основні методи отримання знань, які є загальними для всієї науки. В основі науки лежить наукове дослідження, яке проводиться за допомогою наукового методу. Наукове дослідження - це план задавання питань і тестування можливих відповідей. Як правило, він слідує крокам, перерахованим на малюнку нижче. Дивіться http://www.youtube.com/watch?v=KZaCy5Z87FA для огляду наукового методу.

    Етапи наукового дослідження

    Етапи наукового дослідження. Наукове дослідження, як правило, має ці кроки. Вчені часто розробляють власні кроки, які вони слідують у науковому дослідженні. Тут показано спрощення того, як проводиться наукове дослідження.

    Здійснення спостережень

    Наукове дослідження зазвичай починається зі спостережень. Ви весь час робите спостереження. Припустимо, ви гуляєте лісом і спостерігаєте за метеликом, як на малюнку нижче, спираючись на стовбур дерева. Ви помічаєте, що у молі на крилах є плями, схожі на очі. Ви думаєте, що плями очей роблять моль схожим на обличчя сови.

    Малюнок 2: Мармурова імператорська міль Heniocha dops в Ботсвані. (CC-SA-BY-4.0; Шарп Шарп).

    Чи нагадує вам ця моль про сову?

    Задати питання

    Спостереження часто призводять до питань. Наприклад, ви можете запитати себе, чому у молі є плями на очах, які роблять її схожою на обличчя сови. Яка причина може бути для цього спостереження?

    Формування гіпотези

    Наступним кроком наукового дослідження є формування гіпотези. Гіпотеза - це можлива відповідь на наукове запитання, але це не просто будь-яка відповідь. Гіпотеза повинна грунтуватися на наукових знаннях, і вона повинна бути логічною. Гіпотеза також повинна бути фальсифікованою. Іншими словами, повинна бути можливість робити спостереження, які б спростували гіпотезу, якщо вона дійсно помилкова. Припустимо, ви знаєте, що деякі птахи їдять метеликів і що сови полюють на інших птахів. З цих знань ви міркуєте, що плями очей відлякують птахів, які можуть з'їсти моль. Це ваша гіпотеза.

    Перевірка гіпотези

    Щоб перевірити гіпотезу, спочатку потрібно зробити прогноз на основі гіпотези. Передбачення - це твердження, яке розповідає, що станеться за певних умов. Вона може виражатися у вигляді: Якщо відбудеться А, то станеться Б. Виходячи з вашої гіпотези, ви можете зробити таке передбачення: якщо у молі є плями очей на крилах, то птахи уникатимуть її їсти.

    Далі ви повинні зібрати докази, щоб перевірити свій прогноз. Докази - це будь-який тип даних, які можуть погодитися або не погодитися з прогнозом, тому вони можуть або підтримувати, або спростувати гіпотезу. Докази можуть бути зібрані експериментом. Припустимо, що ви збираєте докази, роблячи більше спостережень молі з очними плямами. Можливо, ви спостерігаєте, що птахи дійсно уникають вживання молі з плямами на очах. Ці докази узгоджуються з вашим прогнозом.

    Робимо висновки

    Докази, які погоджуються з вашим прогнозом, підтверджують вашу гіпотезу. Чи доводять такі докази, що ваша гіпотеза вірна? Ні; гіпотеза не може бути доведена остаточно як правдива. Це тому, що ви ніколи не зможете вивчити всі можливі докази, і коли-небудь можуть бути знайдені докази, які спростовують гіпотезу. Тим не менш, чим більше доказів, що підтверджують гіпотезу, тим більша ймовірність того, що гіпотеза буде правдою.

    Повідомлення результатів

    Останній крок у науковому дослідженні - це спілкування того, що ви дізналися з іншими. Це дуже важливий крок, оскільки він дозволяє іншим перевірити вашу гіпотезу. Якщо інші дослідники отримують ті ж результати, що і ваші, вони додають підтримку гіпотезі. Однак якщо вони отримують різні результати, вони можуть спростувати гіпотезу.

    Коли вчені діляться своїми результатами, вони повинні описати свої методи і вказати на можливі проблеми з дослідженням. Наприклад, поки ви спостерігали за метеликами, можливо, ваша присутність відлякала птахів. Це вводить помилку у ваше розслідування. Ви отримали результати, які ви передбачили (птахи уникали метеликів, поки ви їх спостерігали), але не з тієї причини, яку ви висунули гіпотезу. Інші дослідники можуть подумати про способи уникнути цієї помилки в майбутніх дослідженнях.

    Науковий метод Made Easy пояснює науковий метод: http://www.youtube.com/watch?v=zcavPAFiG14 (9:55).

    Як ви розглядаєте науковий метод Made Easy, зосередьтеся на цих поняттях:

    1. взаємозв'язок між доказами, висновками і теоріями,
    2. «основні правила» наукових досліджень,
    3. кроки в науковій процедурі,
    4. значення «тиражування результатів»,
    5. значення «фальсифікуються»,
    6. результат, коли науковий метод не дотримується.

    Відкриття наукового методу

    Літнє відео наукового методу, на прикладі ідентифікації структури ДНК, показано в цьому відео студентами MIT: https://www.youtube.com/watch?v=5eDNgeEUtMg.

    Чому я займаюся наукою

    Ден Коста, доктор філософії, є професором біології в Каліфорнійському університеті, Санта-Крус, і вивчає морське життя вже більше 40 років. Він є лідером у використанні супутникових тегів, реєстраторів часу та глибини та інших складних електронних тегів для збору інформації про дивовижні глибини, до яких пірнають тюлені слонів, шляхи їх міграції та те, як вони використовують океанографічні функції для полювання на здобич, наскільки міжнародна дата та Аляска. Алеутські острови. У наступному відео KQED доктор Коста обговорює, чому він є вченим: http://science.kqed.org/quest/video/why-i-do-science-dan-costa/.

    Резюме

    • В основі науки лежить наукове дослідження, яке проводиться за допомогою наукового методу. Наукове дослідження - це план задавання питань і тестування можливих відповідей.
    • Наукове дослідження зазвичай починається зі спостережень. Спостереження часто призводять до питань.
    • Гіпотеза - це можлива логічна відповідь на наукове питання, засноване на наукових знаннях.
    • Передбачення - це твердження, яке розповідає, що станеться за певних умов.
    • Докази - це будь-який тип даних, які можуть погодитися або не погодитися з прогнозом, тому вони можуть або підтримувати, або спростувати гіпотезу. Висновки можуть бути сформовані з доказів.
    • Останнім кроком у науковому дослідженні є комунікація результатів з оточуючими.

    Дізнатися більше

    Дізнатися більше I

    Використовуйте цей ресурс, щоб відповісти на наступні питання.

    1. Опишіть, що означає «Задати питання».
    2. Опишіть, що означає «Побудувати гіпотезу».
    3. Як вчений проводить чесне випробування?
    4. Що робить вчений, якщо гіпотеза не підтримується?

    Дізнатися більше II

    Рецензія

    1. Намітьте етапи наукового дослідження.
    2. Що таке наукова гіпотеза? Якими характеристиками повинна володіти гіпотеза, щоб бути корисною в науці?
    3. Наведіть приклад наукового питання, яке можна було б дослідити за допомогою експерименту. Потім наведемо приклад питання, яке не вдалося дослідити.
    4. Чи може гіпотеза бути доведена правдива? Чому чи чому ні?
    5. Чому вчені повідомляють про свої результати?