Was ist die wissenschaftliche Methode?

• Kann 2, 2024

Die wissenschaftliche Methode ist eine systematische Übersicht zum Sammeln von Informationen durch Beobachtung und Experimentieren. Die grundlegenden Schritte der wissenschaftlichen Methode sind:

Schritt 1: Beobachtung
Schritt 2: Frage
Schritt 3: Hypothese
Schritt 4: Experimentieren
Schritt 5: Ergebnisse
Schritt 6: Fazit

Nehmen wir ein Beispiel und gehen wir jeden Schritt durch.

Schritt 1: Beobachtung
Beginnen wir mit einer einfachen Beobachtung, die Sie während der Arbeit in Ihrem Garten gemacht haben. Sie züchten besonders gern Zucchini und Sie bemerken, dass einige Ihrer Zucchinipflanzen viel größere Zucchini wachsen als andere.


Schritt 2: Frage
In diesem Schritt stellen Sie eine zu beantwortende Frage und / oder identifizieren das Problem, das Sie lösen möchten. Sie sind also neugierig auf den Größenunterschied zwischen Ihren Zucchinipflanzen. Welche Faktoren können die Größe einer Pflanze beeinflussen? Zu berücksichtigende Faktoren wären die Menge an Wasser oder Sonnenlicht, die jede Pflanze erhält, oder möglicherweise die Art des Bodens, auf dem jede Pflanze wächst.

Für ein gutes Experiment möchten Sie nur eine zu testende Variable auswählen. In diesem Fall wählen wir die Wasservariable aus. Eine gute Frage wäre daher: "Beeinflusst die Menge an Wasser, die eine Zucchinipflanze erhält, die Größe der Zucchini?"


Schritt 3: Hypothese
In diesem Schritt formulieren Sie eine vorläufige Antwort oder Hypothese. In seiner einfachsten Form kann eine Hypothese als einer Vorhersage oder sogar einer „fundierten Vermutung“ ähnlich angesehen werden. Was wird das Ergebnis Ihres Experiments sein, basierend auf Ihrem Wissen über den Anbau von Zucchinipflanzen (der "gebildete" Teil der "gebildeten Vermutung")? Denken Sie, dass mehr Wasser die Größe Ihrer Zucchinipflanze vergrößert oder verkleinert?

Sie wissen aus Ihrer Erfahrung im Garten, dass Zucchinipflanzen Wasser benötigen, um zu überleben und zu wachsen. Sie haben auch bemerkt, dass die Pflanzen, die mehr Wasser bekommen, gedeihen und größer werden als die Pflanzen, die nicht so viel Wasser bekommen. In diesem Beispiel wird daher die Hypothese aufgestellt, dass die Zucchini umso größer wird, je mehr Wasser eine Zucchinipflanze erhält.


Schritt 4: Experimentieren
Das Sammeln von Daten ist der nächste Schritt in der wissenschaftlichen Methode. Um diese Daten zu erfassen, müssen Sie ein Experiment entwerfen, das die in Schritt 3 aufgestellte Hypothese testet. Nehmen wir an, Sie verwenden zwölf Pflanzen in Ihrem Test. Sie können die Pflanzen in drei Gruppen aufteilen - vier Pflanzen pro Gruppe -, um sicherzustellen, dass Ihre Ergebnisse schlüssig sind.

Sie müssen darauf achten, alle Variablen im Experiment so zu steuern, dass nur die eine Variable - die Wassermenge - für jede Gruppe von Testpflanzen unterschiedlich ist. Dies bedeutet, dass Sie sicherstellen müssen, dass die anderen Variablen - Sonnenlichtmenge, Bodentyp und Pflanzentyp - alle gleich sind.


Schritt 5: Ergebnisse
Sie testen Ihre Hypothese, indem Sie Ihre Experimente durchführen und die Ergebnisse notieren. In diesem Beispiel züchten Sie drei Sätze mit jeweils vier Zucchinipflanzen. Dabei stellen Sie sicher, dass jede Probe aus Pflanzen desselben Typs besteht, die auf demselben Boden wachsen und dieselbe Menge Sonnenlicht erhalten.

Jede Probe erhält jedoch Wasser in unterschiedlichen Mengen. Eine Probe erhält die übliche oder empfohlene Menge Wasser für eine Zucchinipflanze. Diese Probe wäre Ihre "Kontroll" Probe. Eine andere Probe erhält dann eine größere Menge Wasser als die Kontrollprobe, und die dritte Probe würde eine geringere Menge Wasser als die Kontrollprobe erhalten.

Ein Schlüsselelement bei der Durchführung eines wissenschaftlichen Experiments ist die Führung guter Aufzeichnungen. Am Ende des Experiments können Sie diese Ergebnisse verwenden, um Ihre Daten zu analysieren.


Schritt 6: Fazit
Nach Abschluss Ihres Experiments werden Sie anhand der gesammelten Daten eine Schlussfolgerung ziehen. War Ihre Hypothese richtig oder falsch? Haben die Pflanzen, die mehr Wasser erhielten, tatsächlich größere Zucchini gezüchtet?

An dieser Stelle haben Sie zwei Möglichkeiten für Ihre Schlussfolgerung. Erstens können Sie Ihre Hypothese ablehnen. Wenn die Probe, die mehr Wasser erhielt, keine größeren Zucchini als die anderen Proben produzierte - wobei alle anderen Variablen gleich waren -, könnten Sie Ihre Hypothese ablehnen.

Ihre andere Wahl ist, die Hypothese NICHT abzulehnen. Beachten Sie, dass dies völlig anders ist, als Ihre Hypothese zu "beweisen". Sie können keine Hypothese mit nur einem Experiment beweisen. Möglicherweise gab es andere Variablen, von denen Sie nichts wussten - etwas auf mikroskopischer Ebene oder etwas, das auftrat, als Sie die Pflanzen nicht beobachteten -, beispielsweise Vogel- oder Ungezieferbefall, der nachts auftrat und keine äußeren Spuren hinterließ. Was ein Wissenschaftler an dieser Stelle sagen kann, wäre, dass die Ergebnisse die Hypothese stützen. Wenn Ihre Ergebnisse die Hypothese stützen, können Sie Ihre Daten verwenden, um eine Theorie zu bilden. Dann wären weitere Tests erforderlich, bevor diese Theorie als Tatsache akzeptiert werden könnte.


Schritt 7?
Manchmal ist ein siebter Schritt enthalten, in dem die Wissenschaftlerin ihre Theorie modifiziert. Wenn beispielsweise die Ergebnisse Ihres Experiments nicht mit Ihrer Hypothese übereinstimmen, versuchen Sie festzustellen, warum Ihre ursprüngliche Hypothese falsch war. Überlegen Sie sich eine neue Hypothese und führen Sie ein weiteres Experiment durch.

Wenn Sie die wissenschaftliche Methode anwenden, ist es nicht nur akzeptabel, falsch zu liegen, sondern sie trägt manchmal mehr zur wissenschaftlichen Erkenntnis bei, wenn Sie falsch liegen! Wichtig ist, dass die Forschung auf logische und wissenschaftliche Weise durchgeführt wurde und dass alle Schlussfolgerungen weiter verfolgt werden. Jedes neue Experiment kann nicht nur neue Daten liefern, sondern, was vielleicht noch wichtiger ist, neue Fragen, die die wissenschaftliche Gemeinschaft untersuchen muss.

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