1.2.4: Географія та науковий метод

Last updated
Save as PDF

Page ID: 38452

Michael E. Ritter
University of Wisconsin-Stevens Point via The Physical Environment

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

Етапи географічного дослідження втілені в «науковому методі». Науковий метод складається з систематичного спостереження, формулювання, тестування і перегляду гіпотез. Якщо гіпотеза витримує ретельну перевірку повторних експериментів та перегляду, вона може бути зведена до теорії. Теорії можуть піддаватися перегляду в міру вдосконалення нових даних та методів дослідження.

Науковий метод включає в себе:

Спостереження
Формулювання гіпотез
Вибираємо методи аналізу
Збір даних
Аналіз: тестування гіпотез
Прийняття або відхилення гіпотези
Результати звіту

Давайте розглянемо дуже простий приклад того, як ви як географ могли використовувати науковий метод.

Спостереження. Під час подорожі по Каскадному хребту Орегону ви помічаєте, що західний схил, як правило, має більш пишну рослинність, ніж східний схил, і дивуєтеся чому. Наш досвід говорить нам, що рослинність вимагає вологи, щоб жити, і більш пишна рослинність виявляється там, де опади рясні. Чи може бути, що західні схили більш дощові, ніж східні, враховуючи просторові зміни рослинності?

Вид на західний схил Каскадний хребет гір. — Малюнок\(\PageIndex{2}\): Вид на західний схил гір Каскадного хребта (Джерело: Flickr)

Поблизу Кондон, OR — Малюнок\(\PageIndex{3}\): Поруч з Кондоном, АБО, східний схил Каскадного хребта (Фото галерея NRCS)

Формулювання гіпотези. Гіпотезу називають «освіченою здогадкою». Тобто, розпізнавши певну закономірність, що відображається земним явищем, географ пропонує «здогадку» або пояснення щодо того, що це спричинило. Попередні дослідження є основою для побудови гіпотез. Враховуючи наше початкове спостереження та минулий досвід, ми припускаємо, що існує взаємозв'язок між орієнтацією схилу та опадами.

Гіпотеза викладається чітко і стисло, щоб її можна було перевірити шляхом збору та аналізу даних.При побудові гіпотези вчені фактично формулюють дві гіпотези, пов'язані з їх проблемою. Нульова гіпотеза - це твердження про відсутність відносин. Це гіпотеза, яку ми або відхилимо, або не відхилимо. Нульова гіпотеза (Ho) для нашої проблеми:

H _o: Немає зв'язку між орієнтацією схилу та опадами.

Альтернативна гіпотеза - це констатація спорідненості. Альтернативна гіпотеза:

H _a: Існує залежність між орієнтацією схилу та опадами.

Визначити методи, які використовуються для перевірки нашої гіпотези - наступний крок. Існує безліч кількісних і якісних методів перевірки нашої гіпотези. Можна було б обчислити середню кількість опадів для західних і східних схилів і застосувати різницю значень тесту (t-test).

Збір даних. Для того, щоб перевірити нашу гіпотезу, ми повинні зібрати вибірку даних. Для більшості випадків вистачить набору зразків з 30. Первинні дані можуть бути зібрані в польових умовах і проаналізовані, або можуть бути використані вторинні дані, які вже були опубліковані. Дані про опади доступні з різних державних та приватних джерел.

Орегон Опади — Малюнок\(\PageIndex{4}\): Опади в Орегоні. Відзначимо лінійні фіолетові ділянки з високими опадами уздовж західних схилів гір.

Аналіз: Перевірка гіпотези. Географ часто починає свій аналіз, використовуючи певний спосіб візуалізації просторової картини опадів. Карта, що показує географічну картину опадів, може бути створена, якщо отримані дані з декількох місць. Або графік опадів із масштабованою віссю y для опадів та віссю x для відстані між місцями вздовж попереку. Статистика, що описує дані, зазвичай обчислюється. Визначається середнє або середнє значення кожного набору даних (західна сторона та східна сторона гір) і, нарешті, гіпотеза перевіряється за допомогою тесту різниці засобів.

Прийняття/відхилення гіпотези (пояснення). Після тестування нашої гіпотези ми або приймемо, або відхилимо нашу нульову гіпотезу. Насправді ми не можемо довести свою гіпотезу правильною, ми можемо лише спростувати її на основі нашого аналізу. Тобто ми відкидаємо нульову гіпотезу про те, що немає різниці в опадах на основі зібраних нами даних. Якщо в майбутньому з'являться нові дані або кращі методи збору даних, вони можуть привести нас до висновку, що ми не можемо відхилити нашу нульову гіпотезу. Тому важко довести, що гіпотеза є правильною, оскільки нова інформація та розуміння можуть з'явитися в майбутньому.

Результати звіту. Якщо ми можемо прийняти гіпотезу, то ми можемо повідомити про наші результати, щоб інші могли ретельно вивчити нашу роботу та перевірити нашу гіпотезу за різних обставин. Якщо наша нульова гіпотеза відхилена, ми можемо звернутися до нашої альтернативної гіпотези або відновити нульову гіпотезу по-іншому. Таким чином, застосування наукового методу може бути ітераційним процесом. Якщо нашу роботу можна повторити багато разів за різних обставин, гіпотеза може бути зведена до теорії. Теорія може бути гіпотезою або групою гіпотез, які були підтверджені повторними експериментами і приходять до того ж висновку.

Оцініть своє основне розуміння попереднього матеріалу за допомогою «Озирнувшись назад: дисципліна географії» або продовжити читання.