Jaká je experimentální vědecká metoda?

experimentální vědecké metody je soubor technik, které se používají ke zkoumání jevů, získávání nových poznatků nebo k opravě a integraci předchozích znalostí.

Používá se ve vědeckém výzkumu a je založen na systematickém pozorování, měření, experimentování, formulování testů a modifikaci hypotéz. Tato obecná metoda se provádí nejen v biologii, ale iv chemii, fyzice, geologii a dalších vědách.

Experimentální vědeckou metodou se vědci snaží předvídat a případně kontrolovat budoucí události založené na současných a minulých znalostech.

Také se nazývá induktivní metoda, je to nejpoužívanější v rámci vědy vědci, což je součástí vědecké metodiky. 

Je charakterizována tím, že výzkumníci mohou záměrně kontrolovat proměnné, aby vymezili vztahy mezi nimi.

Tyto proměnné mohou být závislé nebo nezávislé, což je zásadní pro shromažďování dat, která jsou extrahována z experimentální skupiny, jakož i jejich chování. To umožňuje rozložit vědomé procesy v jejich prvcích, zjistit jejich možná spojení a určit zákony těchto spojení. 

Schopnost provádět přesné předpovědi závisí na sedmi krocích experimentální vědecké metody.

Fáze experimentální vědecké metody

Tato pozorování by měla být objektivní, nikoli subjektivní. Jinými slovy, pozorování musí být schopna být ověřena jinými vědci. Subjektivní pozorování, založená na osobních názorech a přesvědčeních, nejsou součástí vědy.

Příklady:

• Cílové prohlášení: v této místnosti je teplota 20 ° C.
• Subjektivní prohlášení: cool v této místnosti.

Prvním krokem experimentální vědecké metody je objektivní pozorování. Tato pozorování jsou založena na konkrétních skutečnostech, které již nastaly a které mohou být ostatními ověřeny jako pravdivé nebo nepravdivé.

2 - Hypotéza

Pozorování nám říká o minulosti nebo současnosti. Jako vědci chceme být schopni předvídat budoucí události. Proto musíme využít naší schopnosti rozumu.

Vědci využívají své znalosti minulých událostí, aby vyvinuli obecný princip nebo vysvětlení, které pomůže předvídat budoucí události.

Obecný princip se nazývá hypotéza. Typ uvažovaného uvažování se nazývá indukční uvažování (odvození zobecnění ze specifických detailů).

Hypotéza musí mít následující charakteristiky:

• Musí to být obecný princip, který je udržován prostřednictvím prostoru a času.
• Musí to být předběžná myšlenka.
• Musíte souhlasit s dostupnými pozorováními.
• Mělo by být co nejjednodušší.
• Musí být ověřitelný a potenciálně nepravdivý. Jinými slovy, musí existovat způsob, jak dokázat, že hypotéza je nepravdivá, způsob, jak vyvrátit hypotézu.

Například: "Někteří savci mají dvě zadní končetiny" by byla zbytečná hypotéza. Neexistuje žádné pozorování, které by nespadalo do této hypotézy! Naopak "Všichni savci mají dvě zadní končetiny" je dobrá hypotéza.

Když najdeme velryby, které nemají žádné zadní končetiny, ukázali bychom, že naše hypotéza je nepravdivá, hypotézu jsme zfalšovali.

Když hypotéza implikuje vztah příčiny a následku, deklarujeme naši hypotézu, která naznačuje, že neexistuje žádný účinek. Hypotéza, která neovlivňuje žádný efekt, se nazývá nulová hypotéza. Například lék Celebra nepomáhá zmírnit revmatoidní artritidu.

Od vypracování hypotézy, která je předběžná a může, ale nemusí být pravdivá, musíme učinit předpověď o našem výzkumu a hypotéze..

Hypotéza musí být široká a musí být schopna být aplikována jednotně napříč časem a prostorem. Vědci obvykle nemohou kontrolovat všechny možné situace, kdy by hypotéza mohla být použita. Zvažte například hypotézu: Všechny rostlinné buňky mají jádro.

Nemůžeme zkoumat všechny živé rostliny a všechny rostliny, které žily, abychom zjistili, zda je tato hypotéza nepravdivá. Místo toho vytváříme predikci pomocí deduktivních úvah (generování specifického očekávání zobecnění).

Z naší hypotézy můžeme vyvodit následující předpovědi: pokud prozkoumám buňky listu trávy, každá z nich bude mít jádro.

Podívejme se nyní na hypotézu léku: lék Celebra nepomáhá zmírnit revmatoidní artritidu.

Abychom tuto hypotézu otestovali, museli bychom si vybrat konkrétní soubor podmínek a pak předpovědět, co by se stalo za těchto podmínek, kdyby byla hypotéza pravdivá..

Podmínky, které si přejete vyzkoušet, jsou podávané dávky, doba trvání užívání léku, věk pacientů a počet osob, které mají být vyšetřeny..

Všechny tyto podmínky, které jsou předmětem změny, se nazývají proměnné. Abychom změřili účinek Celebry, musíme provést řízený experiment.

Experimentální skupina je vystavena proměnné, kterou chceme testovat, a kontrolní skupina není vystavena této proměnné.

V kontrolovaném experimentu je jedinou proměnnou, která musí být mezi oběma skupinami odlišná, proměnná, kterou chceme testovat.

Udělejme si předpovědi na základě pozorování účinku Celebry v laboratoři. Predikce je následující: Pacienti, kteří trpí revmatoidní artritidou, kteří užívají přípravek Celebra, a pacienti, kteří užívají placebo (tableta škrobu místo léku), se neliší v závažnosti revmatoidní artritidy.

Obracíme se opět k našemu smyslovému vnímání, abychom získali informace. Navrhli jsme experiment založený na naší predikci.

Náš experiment může být následující: 1000 pacientů ve věku 50 až 70 let bude náhodně přiděleno do jedné ze dvou skupin po 500.

Experimentální skupina bude užívat přípravek Celebra čtyřikrát denně a kontrolní skupina bude užívat škrobové placebo čtyřikrát denně. Pacienti nebudou vědět, zda jsou jejich tablety Celebra nebo placebo. Pacienti budou léky užívat dva měsíce.

Na konci dvou měsíců budou provedeny lékařské testy, aby se zjistilo, zda se změnila pružnost paží a prstů.

Náš experiment přinesl následující výsledky: 350 z 500 lidí, kteří užívali Celebru, uvedlo na konci období sníženou artritidu. 65 z 500 lidí, kteří užívali placebo, uvedlo zlepšení.

Zdá se, že údaje ukazují, že došlo k významnému vlivu na Celebru. Abychom tento efekt prokázali, musíme provést statistickou analýzu. Tato analýza ukazuje, že je zde statisticky významný účinek Celebry.

Z naší analýzy experimentu máme dva možné výsledky: výsledky se shodují s predikcí nebo nesouhlasí s predikcí.

V našem případě můžeme odmítnout naši předpověď, že Celebra nemá žádný vliv. Protože předpověď je špatná, musíme také odmítnout hypotézu, na které byla založena.

Naším úkolem je nyní hypotézu přeformulovat způsobem, který je v souladu s dostupnými informacemi. Naše hypotéza by nyní mohla být: podávání přípravku Celebra snižuje revmatoidní artritidu ve srovnání s podáváním placeba..

Se současnými informacemi přijímáme naši hypotézu jako pravdivou. Ukázali jsme, že je to pravda? Rozhodně ne! Tam jsou vždy další vysvětlení, která mohou vysvětlit výsledky.

Je možné, že více než 500 pacientů, kteří užívali přípravek Celebra, se stejně zlepší. Je možné, že více pacientů, kteří užívali Celebru, každý den jedli banány a že banány zlepšily artritidu. Můžete navrhnout nespočet dalších vysvětlení.

Jak můžeme dokázat, že naše nová hypotéza je pravdivá? Nikdy nebudeme schopni Vědecká metoda neumožňuje prokázat žádnou hypotézu.

Hypotézy mohou být odmítnuty v tom případě, že tato hypotéza je považována za falešnou. Vše, co můžeme říci o hypotéze, která je odolná, je, že jsme nenašli důkaz, který by to vyvrátil.

Existuje spousta rozdílů mezi neschopností vyvrátit a dokázat. Ujistěte se, že chápete tento rozdíl, protože je základem experimentální vědecké metody. Co bychom tedy udělali s naší předchozí hypotézou??

V současné době ji přijímáme jako pravdivou, ale abychom byli přísní, musíme předložit hypotézu k více testům, které mohou prokázat, že je nesprávná..

Můžeme například opakovat experiment, ale změnit kontrolní a experimentální skupinu. Pokud hypotéza přetrvává i po našem úsilí o její zničení, můžeme se cítit sebejistěji v tom, že ji přijmeme jako pravdivou.

Nikdy však nebudeme schopni potvrdit, že hypotéza je pravdivá. Namísto toho ji přijímáme jako pravdivou, protože hypotéza odolávala několika experimentům, aby dokázala, že je nepravdivá.

Vědci publikují svá zjištění v časopisech a vědeckých knihách, v rozhovorech na národních a mezinárodních setkáních a na seminářích na vysokých školách a univerzitách.

Šíření výsledků je nezbytnou součástí experimentální vědecké metody.

Umožněte ostatním lidem ověřit si výsledky, vytvořit nové testy vaší hypotézy nebo aplikovat získané znalosti k řešení dalších problémů.

Odkazy

1. Achinstein P. Obecný úvod. Pravidla vědy: historický úvod do vědeckých metod (2004). Univerzita Johna Hopkinsa.
2. Beveridge W. Umění vědeckého bádání (1950). Melbourne: Heinemann.
3. Blakstad O. Experimentální výzkum (2008). Zdroj: www.explorable.com
4. Jasný W. Úvod do vědeckého výzkumu (1952). McGraw-Hill.
5. Gauch H. Vědecká metoda v praxi (2003). Cambridge University Press.
6. Jevons W. Principy vědy: pojednání o logice a vědecké metodě (1958). New York: Publikace Dover.
7. .