Was ist die experimentelle wissenschaftliche Methode?

Die experimentelle wissenschaftliche Methode besteht aus einer Reihe von Techniken, mit denen Phänomene untersucht, neues Wissen erworben oder Vorwissen korrigiert und integriert werden kann.

Es wird in der wissenschaftlichen Forschung eingesetzt und basiert auf systematischem Beobachten, Messen, Experimentieren, Formulieren von Tests und Ändern von Hypothesen. Diese allgemeine Methode wird nicht nur in der Biologie, sondern auch in Chemie, Physik, Geologie und anderen Wissenschaften durchgeführt.

Durch die experimentelle wissenschaftliche Methode versuchen Wissenschaftler, zukünftige Ereignisse auf der Grundlage des gegenwärtigen und des vergangenen Wissens vorherzusagen und möglicherweise zu kontrollieren.

Diese auch als induktive Methode bezeichnete Methode wird von Forschern in der Wissenschaft am häufigsten verwendet, da sie Teil der wissenschaftlichen Methodik ist.

Es zeichnet sich dadurch aus, dass Forscher die Variablen gezielt steuern können, um die Beziehungen zwischen ihnen abzugrenzen.

Diese Variablen können abhängig oder unabhängig sein und sind von grundlegender Bedeutung, um die aus einer Versuchsgruppe extrahierten Daten sowie deren Verhalten zu erfassen. Dies ermöglicht es, die bewussten Prozesse in ihre Elemente zu zerlegen, ihre möglichen Zusammenhänge zu entdecken und die Gesetze dieser Zusammenhänge zu bestimmen.

Die Fähigkeit, genaue Vorhersagen zu treffen, hängt von den sieben Schritten der experimentellen wissenschaftlichen Methode ab.

Phasen der experimentellen wissenschaftlichen Methode

Diese Beobachtungen sollten objektiv und nicht subjektiv sein. Mit anderen Worten, die Beobachtungen müssen von anderen Wissenschaftlern überprüft werden können. Subjektive Beobachtungen, die auf persönlichen Meinungen und Überzeugungen beruhen, gehören nicht zum Bereich der Wissenschaft.

Beispiele:

• Objektive Aussage: In diesem Raum liegt die Temperatur bei 20 ° C.
• Subjektive Aussage: In diesem Raum ist es cool.

Der erste Schritt in der experimentellen wissenschaftlichen Methode besteht darin, objektive Beobachtungen zu machen. Diese Beobachtungen beruhen auf bestimmten Tatsachen, die bereits vorgekommen sind und die von anderen als wahr oder falsch bestätigt werden können.

2- Hypothese

Beobachtungen erzählen von der Vergangenheit oder der Gegenwart. Als Wissenschaftler wollen wir zukünftige Ereignisse vorhersagen können. Deshalb müssen wir unsere Fähigkeit zur Vernunft einsetzen.

Wissenschaftler nutzen ihr Wissen über vergangene Ereignisse, um ein allgemeines Prinzip oder eine Erklärung zu entwickeln, um zukünftige Ereignisse vorhersagen zu können.

Das allgemeine Prinzip heißt Hypothese. Die Art des Denkens wird als induktives Denken bezeichnet (Ableiten einer Verallgemeinerung aus bestimmten Details).

Eine Hypothese muss folgende Merkmale aufweisen:

• Es muss ein allgemeines Prinzip sein, das durch Raum und Zeit aufrechterhalten wird.
• Es muss eine vorläufige Idee sein.
• Sie müssen den verfügbaren Beobachtungen zustimmen.
• Es sollte so einfach wie möglich sein.
• Es muss überprüfbar und möglicherweise falsch sein. Mit anderen Worten, es muss einen Weg geben, um zu beweisen, dass die Hypothese falsch ist, einen Weg, um die Hypothese zu widerlegen.

Zum Beispiel: "Einige Säugetiere haben zwei Hinterbeine" wäre eine nutzlose Hypothese. Es gibt keine Beobachtung, die nicht zu dieser Hypothese passen würde! Im Gegensatz dazu ist "Alle Säugetiere haben zwei Hinterbeine" eine gute Hypothese.

Wenn wir Wale finden, die keine Hinterbeine haben, hätten wir gezeigt, dass unsere Hypothese falsch ist, wir haben die Hypothese gefälscht.

Wenn eine Hypothese eine Ursache-Wirkungs-Beziehung impliziert, erklären wir unsere Hypothese als Hinweis darauf, dass keine Wirkung vorliegt. Eine Hypothese, die keine Auswirkung hat, wird als Nullhypothese bezeichnet. Zum Beispiel hilft das Medikament Celebra nicht bei rheumatoider Arthritis.

Ausgehend von der Erarbeitung der Hypothese, die vorläufig ist und möglicherweise nicht wahr ist, müssen wir eine Vorhersage über unsere Forschung und die Hypothese treffen.

Die Hypothese muss weit gefasst sein und sich zeitlich und räumlich einheitlich anwenden lassen. Wissenschaftler können in der Regel nicht alle möglichen Situationen überprüfen, in denen eine Hypothese angewendet werden könnte. Nehmen wir zum Beispiel die Hypothese: Alle Pflanzenzellen haben einen Kern.

Wir können nicht alle lebenden Pflanzen und alle Pflanzen, die gelebt haben, untersuchen, um festzustellen, ob diese Hypothese falsch ist. Stattdessen erzeugen wir eine Vorhersage unter Verwendung deduktiven Denkens (Erzeugen einer spezifischen Erwartung einer Verallgemeinerung).

Aus unserer Hypothese können wir die folgende Vorhersage treffen: Wenn ich die Zellen eines Grasblattes untersuche, wird jeder einen Kern haben.

Betrachten wir nun die Hypothese des Arzneimittels: Das Celebra-Arzneimittel trägt nicht zur Linderung der rheumatoiden Arthritis bei.

Um diese Hypothese zu testen, müssten wir einen bestimmten Satz von Bedingungen auswählen und dann vorhersagen, was unter diesen Bedingungen passieren würde, wenn die Hypothese wahr wäre.

Die Bedingungen, die Sie möglicherweise ausprobieren möchten, sind die verabreichten Dosen, die Dauer der Einnahme der Medikamente, das Alter der Patienten und die Anzahl der zu untersuchenden Personen.

Alle diese Bedingungen, die sich ändern können, werden als Variablen bezeichnet. Um die Wirkung von Celebra zu messen, müssen wir ein kontrolliertes Experiment durchführen.

Die Versuchsgruppe wird der Variablen ausgesetzt, die wir testen möchten, und die Kontrollgruppe wird dieser Variablen nicht ausgesetzt.

In einem kontrollierten Experiment ist die einzige Variable, die sich zwischen den beiden Gruppen unterscheiden muss, die Variable, die wir testen möchten.

Lassen Sie uns eine Vorhersage machen, die auf Beobachtungen der Wirkung von Celebra im Labor basiert. Die Vorhersage lautet: Patienten mit rheumatoider Arthritis, die Celebra einnehmen, und Patienten, die ein Placebo (eine Stärketablette anstelle des Arzneimittels) einnehmen, unterscheiden sich nicht in der Schwere der rheumatoiden Arthritis.

Wir wenden uns wieder unserer sensorischen Wahrnehmung zu, um Informationen zu sammeln. Wir haben ein Experiment entworfen, das auf unserer Vorhersage basiert.

Unser Experiment könnte wie folgt aussehen: 1000 Patienten im Alter zwischen 50 und 70 Jahren werden zufällig einer von zwei Gruppen zu je 500 Patienten zugeordnet.

Die Versuchsgruppe wird viermal täglich Celebra und die Kontrollgruppe viermal täglich ein Stärke-Placebo einnehmen. Die Patienten wissen nicht, ob es sich bei ihren Tabletten um Celebra oder Placebo handelt. Die Patienten nehmen das Medikament zwei Monate lang ein.

Nach Ablauf von zwei Monaten werden medizinische Tests durchgeführt, um festzustellen, ob sich die Beweglichkeit der Arme und Finger geändert hat.

Unser Experiment ergab die folgenden Ergebnisse: 350 der 500 Personen, die Celebra einnahmen, gaben am Ende des Zeitraums eine verminderte Arthritis an. 65 der 500 Personen, die das Placebo einnahmen, gaben eine Verbesserung an.

Die Daten scheinen zu zeigen, dass es einen signifikanten Effekt auf das Celebra gab. Wir müssen eine statistische Analyse durchführen, um den Effekt nachzuweisen. Eine solche Analyse zeigt, dass es einen statistisch signifikanten Effekt des Celebra-Effekts gibt.

Aus unserer Analyse des Experiments haben wir zwei mögliche Ergebnisse: Die Ergebnisse stimmen mit der Vorhersage überein oder stimmen nicht mit der Vorhersage überein.

In unserem Fall können wir unsere Vorhersage, dass der Celebra keine Wirkung hat, zurückweisen. Da die Vorhersage falsch ist, müssen wir auch die zugrunde liegende Hypothese ablehnen.

Unsere Aufgabe ist es nun, die Hypothese in Übereinstimmung mit den verfügbaren Informationen neu zu formulieren. Unsere Hypothese könnte nun lauten: Die Gabe von Celebra reduziert die rheumatoide Arthritis im Vergleich zur Gabe eines Placebos.

Mit den aktuellen Informationen akzeptieren wir unsere Hypothese als wahr. Haben wir gezeigt, dass es wahr ist? Absolut nicht! Es gibt immer andere Erklärungen, die die Ergebnisse erklären können.

Es ist möglich, dass sich mehr als 500 Patienten, die Celebra einnahmen, ohnehin bessern würden. Es ist möglich, dass mehr der Patienten, die Celebra einnahmen, auch täglich Bananen aßen und dass Bananen die Arthritis besserten. Sie können unzählige andere Erklärungen vorschlagen.

Wie können wir beweisen, dass unsere neue Hypothese wahr ist? Wir werden niemals in der Lage sein Die wissenschaftliche Methode erlaubt keine Überprüfung von Hypothesen.

Hypothesen können zurückgewiesen werden. In diesem Fall wird die Hypothese als falsch angesehen. Alles, was wir über eine Hypothese sagen können, die sich widersetzt, ist, dass wir keinen Beweis finden, um sie zu widerlegen.

Es gibt einen großen Unterschied, ob man nicht widerlegen und beweisen kann. Stellen Sie sicher, dass Sie diese Unterscheidung verstehen, da sie die Grundlage der experimentellen wissenschaftlichen Methode bildet. Also, was würden wir mit unserer vorherigen Hypothese machen?

Wir akzeptieren es derzeit als wahr, aber um streng zu sein, müssen wir die Hypothese mehr Tests unterziehen, die beweisen können, dass sie falsch ist.

Zum Beispiel könnten wir den Versuch wiederholen, aber die Kontroll- und Versuchsgruppe ändern. Wenn die Hypothese nach unseren Bemühungen, sie niederzureißen, bestehen bleibt, können wir uns sicherer fühlen, wenn wir sie als wahr akzeptieren.

Wir werden jedoch niemals behaupten können, dass die Hypothese wahr ist. Vielmehr akzeptieren wir es als wahr, weil die Hypothese mehreren Experimenten widerstand, um zu beweisen, dass es falsch ist.

Wissenschaftler veröffentlichen ihre Ergebnisse in Fachzeitschriften und wissenschaftlichen Büchern, in Gesprächen auf nationalen und internationalen Tagungen sowie in Seminaren an Hochschulen und Universitäten.

Die Verbreitung der Ergebnisse ist ein wesentlicher Bestandteil der experimentellen wissenschaftlichen Methode.

Es ermöglicht anderen Personen, Ihre Ergebnisse zu überprüfen, neue Hypothesentests zu entwickeln oder das erworbene Wissen zur Lösung anderer Probleme anzuwenden.