Was ist die experimentelle wissenschaftliche Methode?

Die experimentelle wissenschaftliche Methode ist eine Reihe von Techniken, die verwendet werden, um Phänomene zu untersuchen, neues Wissen zu erwerben oder Vorwissen zu korrigieren und zu integrieren.

Es wird in der wissenschaftlichen Forschung eingesetzt und basiert auf systematischer Beobachtung, Messungen, Experimenten, Formulierung von Tests und Modifizierung von Hypothesen. Diese allgemeine Methode wird nicht nur in der Biologie, sondern auch in der Chemie, Physik, Geologie und anderen Wissenschaften durchgeführt.

Durch die experimentelle wissenschaftliche Methode versuchen Wissenschaftler, zukünftige Ereignisse, die auf gegenwärtigem und altem Wissen basieren, vorherzusagen und vielleicht zu kontrollieren.

Diese Methode wird auch als induktive Methode bezeichnet und wird von Forschern am häufigsten in der Wissenschaft verwendet. Dies ist Teil der wissenschaftlichen Methodik.

Es ist dadurch gekennzeichnet, dass Forscher die Variablen gezielt steuern können, um die Beziehungen zwischen ihnen zu begrenzen.

Diese Variablen können abhängig oder unabhängig sein, was grundlegend ist, um die Daten, die aus einer experimentellen Gruppe extrahiert werden, sowie ihr Verhalten zu sammeln. Dies erlaubt, die bewussten Prozesse in ihre Elemente zu zerlegen, ihre möglichen Verbindungen zu entdecken und die Gesetze dieser Verbindungen zu bestimmen.

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

Phasen der experimentellen wissenschaftlichen Methode

1- Beobachtungen

Diese Beobachtungen müssen objektiv und nicht subjektiv sein. Mit anderen Worten, die Beobachtungen müssen von anderen Wissenschaftlern verifiziert 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: Es ist cool in diesem Raum.

Der erste Schritt in der experimentellen wissenschaftlichen Methode besteht darin, objektive Beobachtungen zu machen. Diese Beobachtungen basieren auf spezifischen Fakten, die bereits aufgetreten sind und die von anderen als wahr oder falsch bestätigt werden können.

2 - Hypothese

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

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 der Argumentation wird induktives Schließen genannt (Ableitung einer Verallgemeinerung aus spezifischen Details).

Eine Hypothese muss folgende Merkmale aufweisen:

• Es muss ein allgemeiner Grundsatz sein, der 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, zu beweisen, dass die Hypothese falsch ist, ein Weg, die Hypothese zu widerlegen.

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

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

Wenn eine Hypothese eine Ursache-Wirkungs-Beziehung impliziert, erklären wir unsere Hypothese, um anzuzeigen, dass es keinen Effekt gibt. Eine Hypothese, die keinen Effekt beeinflusst, wird als Nullhypothese bezeichnet. Zum Beispiel hilft das Medikament Celebra nicht rheumatoide Arthritis zu lindern.

3-Vorhersage

Aus der Ausarbeitung der Hypothese, die vorläufig ist und die vielleicht wahr ist oder auch nicht, müssen wir eine Vorhersage über unsere Forschung und die Hypothese machen.

Die Hypothese muss breit sein und in der Lage sein, über Zeit und Raum hinweg einheitlich angewendet zu werden. Wissenschaftler können normalerweise nicht alle möglichen Situationen überprüfen, in denen eine Hypothese angewendet werden könnte. Betrachten Sie zum Beispiel die Hypothese: Alle Pflanzenzellen haben einen Kern.

Wir können nicht alle lebenden Pflanzen und alle Pflanzen, die gelebt haben, untersuchen, um zu sehen, ob diese Hypothese falsch ist. Stattdessen erzeugen wir eine Vorhersage mit deduktiven Überlegungen (Generierung einer spezifischen Erwartung einer Generalisierung).

Aus unserer Hypothese können wir folgende Vorhersage machen: Wenn ich die Zellen eines Grashalms untersuche, hat jeder einen Kern.

Betrachten wir nun die Hypothese der Droge: Die Droge Celebra hilft nicht rheumatoide Arthritis zu lindern.

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

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

Alle diese Bedingungen, die Änderungen unterliegen, werden Variablen genannt. Um den Effekt von Celebra zu messen, müssen wir ein kontrolliertes Experiment durchführen.

Die experimentelle Gruppe wird der Variablen unterworfen, die wir testen wollen, und die Kontrollgruppe ist dieser Variablen nicht ausgesetzt.

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

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

4- Experiment

Wir wenden uns wieder unserer Sinneswahrnehmung zu, um Informationen zu sammeln. Basierend auf unserer Vorhersage haben wir ein Experiment entworfen.

Unser Experiment könnte wie folgt aussehen: 1000 Patienten im Alter zwischen 50 und 70 Jahren werden nach dem Zufallsprinzip einer von zwei 500er-Gruppen zugeordnet.

Die Versuchsgruppe wird Celebra viermal am Tag einnehmen und die Kontrollgruppe wird viermal täglich ein Placebo aus Stärke einnehmen. Die Patienten werden nicht wissen, ob ihre Tabletten Celebra oder Placebo sind. Die Patienten nehmen das Medikament für zwei Monate ein.

Am Ende von zwei Monaten werden medizinische Tests durchgeführt, um festzustellen, ob sich die Flexibilität der Arme und Finger verändert hat.

5- Analyse

Unser Experiment ergab die folgenden Ergebnisse: 350 der 500 Personen, die Celebra eingenommen hatten, berichteten am Ende der Periode über verminderte Arthritis. 65 der 500 Personen, die Placebo eingenommen hatten, berichteten von einer Besserung.

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

6- Schlussfolgerung

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

In unserem Fall können wir unsere Vorhersage zurückweisen, dass Celebra keine Wirkung hat. Weil die Vorhersage falsch ist, müssen wir auch die Hypothese ablehnen, auf der sie basiert.

Unsere Aufgabe besteht nun darin, die Hypothese so zu formulieren, dass sie den verfügbaren Informationen entspricht. Unsere Hypothese könnte nun lauten: Die Verabreichung von Celebra reduziert rheumatoide Arthritis im Vergleich zur Verabreichung 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 einnehmen, ohnehin verbessern werden. Es ist möglich, dass mehr Patienten, die Celebra einnahmen, auch jeden Tag Bananen aßen und dass Bananen die Arthritis verbesserten. 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 Hypothese zu beweisen.

Hypothesen können zurückgewiesen werden, in welchem ​​Fall diese Hypothese als falsch angenommen wird. Alles, was wir über eine widerstehende Hypothese sagen können, ist, dass wir keinen Beweis finden, der sie widerlegt.

Es besteht ein großer Unterschied, ob man nicht widerlegen und beweisen kann. Stellen Sie sicher, dass Sie diese Unterscheidung verstehen, denn sie ist die Grundlage der experimentellen wissenschaftlichen Methode. Was würden wir also mit unserer vorherigen Hypothese tun?

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

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

Wir werden jedoch nie in der Lage sein zu bestätigen, dass die Hypothese wahr ist. Vielmehr akzeptieren wir es als wahr, weil die Hypothese mehreren Experimenten widerstanden hat, um zu beweisen, dass es falsch ist.

7- Ergebnisse

Wissenschaftler veröffentlichen ihre Ergebnisse in Fachzeitschriften und wissenschaftlichen Büchern, in Gesprächen auf nationalen und internationalen Tagungen und 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 Tests Ihrer Hypothese zu entwickeln oder das erworbene Wissen anzuwenden, um andere Probleme zu lösen.

Referenzen

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