A kísérleti tudományos módszer egy olyan folyamat, amelyet a tudósok a természeti jelenségek vizsgálatára és hipotézisek tesztelésére használnak. Magában foglalja a gondos megfigyelést, egy kérdés vagy probléma megfogalmazását, egy hipotézis kidolgozását, kontrollált kísérletek elvégzését, adatgyűjtést, az eredmények elemzését és következtetések levonását. A végső cél megbízható, bizonyítékokon alapuló ismeretek megszerzése a világ működéséről. Ez a módszer elengedhetetlen a tudomány fejlődéséhez, és hozzájárul az összetett problémák megértéséhez és megoldásához.
A kísérleti módszer megértése: koncepció, jellemzők és alkalmazás a tudományos kutatásban.
A kísérleti tudományos módszer egy szisztematikus megközelítés, amelyet a természeti jelenségek vizsgálatára használnak megbízható és érvényes ismeretek megszerzése érdekében. Ezt a módszert széles körben alkalmazzák a tudomány különböző területein, például a fizikában, a kémiában, a biológiában és a pszichológiában.
A kísérleti módszer egyik fő jellemzője a független változók manipulálása a függő változókra gyakorolt hatások megfigyelése érdekében. Ez lehetővé teszi a kutatók számára a kísérleti körülmények kontrollálását és a kapott eredmények pontos elemzését.
Továbbá a kísérleti módszer megköveteli egy kísérleti csoport alkalmazását, amely megkapja a kezelést vagy kísérleti feltételeket, és egy kontrollcsoport alkalmazását, amely nem kapja meg a kezelést. Ez lehetővé teszi az eredmények összehasonlítását és annak ellenőrzését, hogy a megfigyelt változásokat valóban az alkalmazott kezelés okozza-e.
A kísérleti módszer tudományos kutatásban való alkalmazása lehetővé teszi a kutatók számára, hogy hipotéziseket teszteljenek, elméleteket validáljanak és új ismereteket fedezzenek fel. Az adatgyűjtés, a statisztikai elemzés és az eredmények értelmezése révén empirikus bizonyítékokon alapuló következtetésekre lehet jutni.
Röviden, a kísérleti tudományos módszer a tudomány fejlődésének alapvető eszköze, amely szilárd és megbízható keretet biztosít a természeti jelenségek vizsgálatához. Szigorú és szisztematikus alkalmazása biztosítja az érvényes és megismételhető tudás előállítását, hozzájárulva a társadalom fejlődéséhez.
Kísérleti kutatások példái: mik ezek és hogyan végzik őket.
A kísérleti kutatás olyan tudományos vizsgálat, amely a változók közötti ok-okozati összefüggéseket kívánja vizsgálni. Az ilyen típusú kutatás során a kutató egy vagy több független változót manipulál, hogy megfigyelje a manipuláció hatását a függő változóra. A cél az, hogy a lehető legtöbb külső tényezőt kontrolláljuk, amelyek befolyásolhatják az eredményeket, ezáltal biztosítva az eredmények érvényességét.
A kísérleti kutatás elvégzéséhez több lépésre van szükség. Először is, a kutatónak hipotézist kell megfogalmaznia, amely a vizsgált változók közötti kapcsolatra vonatkozó feltételezés. Ezután meg kell terveznie a kísérletet, meghatározva a manipulálandó és kontrollálandó változókat, a minta méretét, az adatgyűjtési módszereket és a követendő eljárásokat.
A kísérleti kutatás egyik példája egy új gyógyszer vérnyomás-szabályozásra gyakorolt hatásának vizsgálata lehet. Ebben az esetben a kutató két csoportra osztaná a résztvevőket: az egyik csoport a vizsgálati gyógyszert, a másik csoport pedig placebót kapna. Egy meghatározott idő elteltével mindkét csoport vérnyomását megmérnék, és összehasonlítanák, hogy van-e szignifikáns különbség.
Egy másik példa lehet a zene kognitív teljesítményre gyakorolt hatásának vizsgálata. Ebben az esetben a kutató a résztvevők egyik csoportját relaxációs zenének teheti ki, miközben kognitív feladatokat végeznek, egy másik csoport pedig csendben végezheti el ugyanazokat a feladatokat. Az eredményeket összehasonlítják, hogy kiderüljön, van-e a zenének bármilyen hatása a teljesítményre.
Röviden, a kísérleti kutatás elengedhetetlen a tudományos ismeretek fejlődéséhez, mivel lehetővé teszi hipotézisek tesztelését és ok-okozati összefüggések megállapítását. A kísérleti tudományos módszer követésével a kutatók megbízható eredményeket érhetnek el, és hozzájárulhatnak a tudomány fejlődéséhez.
A kísérleti folyamat főbb fázisai: a megfogalmazástól az eredmények elemzéséig.
A kísérleti tudományos módszer egy szisztematikus megközelítés, amelyet a tudósok a természeti jelenségek vizsgálatára használnak megbízható és pontos ismeretek megszerzése érdekében. Ez a módszer több lépésből áll, a hipotézis megfogalmazásától a kapott eredmények elemzéséig.
A kísérleti folyamat első fázisa a megfogalmazása a hipotézis, amely korábbi megfigyeléseken vagy meglévő elméleteken alapuló feltételezés. A hipotézisnek világosnak, tesztelhetőnek és specifikusnak kell lennie, hogy kísérlettel validálható vagy cáfolható legyen.
A hipotézis megfogalmazása után a következőket kell tennünk: tervezés a kísérlet. Ebben a szakaszban a tudósok meghatározzák a vizsgálandó változókat, az alkalmazandó kísérleti módszert, valamint az objektív és pontos adatgyűjtéshez szükséges eljárásokat.
A megfelelően megtervezett kísérlettel a tudósok elvégezhetik a végrehajtás a kísérlet során, szigorúan a megállapított protokoll szerint. Ebben a fázisban az adatokat a megállapított eljárásoknak megfelelően gyűjtik és rögzítik.
Az adatok gyűjtése után a tudósok elvégzik a elemezni a kapott eredményekből. Ebben a szakaszban az adatokat rendszerezik, értelmezik és összehasonlítják a kezdeti hipotézissel. Az eredményeket ezután következtetések levonására, valamint a megfogalmazott hipotézis validálására vagy cáfolatára használják.
Végül a tudósok a kísérlet eredményeit a következőképpen ismertetik: kiadványok tudományos folyóiratokban, konferenciákon vagy más tudományos ismeretterjesztő médiában. Ez a lépés elengedhetetlen ahhoz, hogy más tudósok áttekinthessék, megismételhessék és validálhassák a kapott eredményeket.
Röviden, a kísérleti tudományos módszer több lépésből áll, a hipotézis megfogalmazásától az eredmények elemzéséig. Minden egyes fázis kulcsfontosságú a kapott eredmények érvényességének és megbízhatóságának biztosításához, hozzájárulva a tudományos ismeretek fejlődéséhez.
Kísérleti vizsgálat jellemzői és meghatározása: ismerkedjen meg az alapelvekkel és a gyakorlati alkalmazásokkal.
A kísérleti vizsgálat egy olyan kutatási megközelítés, amely a független változók manipulálását foglalja magában a függő változókra gyakorolt hatásuk megfigyelése érdekében. Ezt a módszert széles körben alkalmazzák a tudomány különböző területein, például a pszichológiában, az orvostudományban, a biológiában és a fizikában. jellemzői A kísérleti vizsgálatok fontos szempontjai közé tartozik a résztvevők kontroll- és kísérleti csoportokba való véletlenszerű beosztása, a zavaró változók kontrollálása és az eredmények megismétlése.
Egy kísérleti vizsgálat tervezésekor elengedhetetlen egy kontrollcsoport, amely nem részesül a vizsgált beavatkozásban, hogy a kutatók összehasonlíthassák az eredményeket a beavatkozásban részesülő kísérleti csoport eredményeivel. Ez segít biztosítani, hogy a megfigyelt változások valóban a független változó manipulációjának köszönhetők. Továbbá a résztvevők randomizálása segít minimalizálni az elfogultságot és biztosítja a vizsgálat belső érvényességét.
A kísérleti vizsgálatok gyakorlati alkalmazásai széleskörűek, az új gyógyszerek hatékonyságának tesztelésétől kezdve bizonyos környezeti változók emberi viselkedésre gyakorolt hatásának vizsgálatáig. Ez a tudományos módszer alapvető fontosságú a tudás bővítéséhez és a bizonyítékokon alapuló döntések meghozatalához.
Röviden, egy kísérleti vizsgálat magában foglalja a független változók manipulálását a függő változókra gyakorolt hatásuk megfigyelése érdekében, kontrollcsoportok használatát, randomizálást és az eredmények megismétlését. Ez a módszer elengedhetetlen a tudományos kutatáshoz, és számos gyakorlati alkalmazással rendelkezik a tudomány különböző területein.
Mi a kísérleti tudományos módszer?
O kísérleti tudományos módszer olyan technikák összessége, amelyeket jelenségek vizsgálatára, új ismeretek megszerzésére vagy korábbi ismeretek javítására és integrálására használnak.
Tudományos kutatásban alkalmazzák, és szisztematikus megfigyelésen, mérésen, kísérletezésen, tesztek megfogalmazásán és hipotézisek módosításán alapul. Ezt az általános módszert nemcsak a biológiában, hanem a kémiában, a fizikában, a geológiában és más tudományokban is alkalmazzák.
A kísérleti tudományos módszer segítségével a tudósok a jelenlegi és múltbeli ismereteik alapján megpróbálják megjósolni, sőt, akár kontrollálni is a jövőbeli eseményeket.
Induktív módszernek is nevezik, a tudományban a kutatók által leggyakrabban használt módszer, mivel ez a tudományos módszertan része.
Jellemzője, hogy a kutatók szándékosan befolyásolhatják a változókat, hogy körülhatárolják a közöttük lévő kapcsolatokat.
Ezek a változók lehetnek függőek vagy függetlenek, és elengedhetetlenek egy kísérleti csoporttól származó adatok gyűjtéséhez, valamint a viselkedésük vizsgálatához. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy a tudatos folyamatokat összetevőikre bontsuk, felfedezzük lehetséges kapcsolataikat, és meghatározzuk ezen kapcsolatok törvényeit.
A pontos előrejelzések készítésének képessége a kísérleti tudományos módszer hét lépésétől függ.
A kísérleti tudományos módszer fázisai
Ezeknek a megfigyeléseknek objektíveknek, nem szubjektíveknek kell lenniük. Más szóval, a megfigyeléseknek más tudósok által ellenőrizhetőnek kell lenniük. A szubjektív megfigyelések, amelyek személyes véleményeken és hiedelmeken alapulnak, nem részei a tudománynak.
Példák:
- Objektív állítás: Ebben a szobában a hőmérséklet 20 °C.
- Szubjektív kijelentés: Hűvös van ebben a szobában.
A kísérleti tudományos módszer első lépése az objektív megfigyelések elvégzése. Ezek a megfigyelések olyan konkrét tényeken alapulnak, amelyek már megtörténtek, és amelyeket mások igaznak vagy hamisnak minősíthetnek.
2- Hipotézis
A megfigyelések a múltról vagy a jelenről árulkodnak. Tudósokként a jövőbeli eseményeket szeretnénk megjósolni. Ezért használnunk kell az érvelési képességünket.
A tudósok a múltbeli eseményekkel kapcsolatos ismereteiket felhasználva általános elveket vagy magyarázatokat dolgoznak ki a jövőbeli események előrejelzésére.
Az általános elvet hipotézisnek nevezzük. Az ehhez kapcsolódó gondolkodásmódot induktív gondolkodásnak nevezzük (amikor általánosítást vezetünk le konkrét részletekből).
Egy hipotézisnek a következő jellemzőkkel kell rendelkeznie:
- Ennek egy általános elvnek kell lennie, amely térben és időben is fennmarad.
- Ennek egy ideiglenes ötletnek kell lennie.
- El kell fogadnia a rendelkezésre álló megfigyeléseket.
- A lehető legegyszerűbbnek kell lennie.
- Ellenőrizhetőnek és potenciálisan hamisnak kell lennie. Más szóval, kell lennie módnak a hipotézis hamisságának bizonyítására, módnak a hipotézis cáfolatára.
Például: „Néhány emlősnek két hátsó végtagja van” haszontalan hipotézis lenne. Nincs olyan megfigyelés, ami ne illeszkedne ehhez a hipotézishez! Ehelyett a „minden emlősnek két hátsó végtagja van” egy jó hipotézis.
Amikor olyan bálnákat találunk, amelyeknek nincsenek hátsó végtagjaik, azzal bebizonyítjuk, hogy a hipotézisünk hamis, azaz megcáfoljuk azt.
Amikor egy hipotézis ok-okozati összefüggést sugall, a hipotézisünket annak jelzésére fogalmazzuk meg, hogy nincs hatás. A hatás hiányát sugalló hipotézist nullhipotézisnek nevezzük. Például a Celebra gyógyszer nem segít enyhíteni a reumatoid artritisz tüneteit.
A hipotézis kidolgozásából – amely kísérleti jellegű, és lehet, hogy igaz, lehet, hogy nem – előrejelzést kell tennünk a kutatásunkkal és a hipotézissel kapcsolatban.
A hipotézisnek széleskörűnek kell lennie, és időben és térben egységesen kell érvényesülnie. A tudósok gyakran nem tudnak minden lehetséges helyzetet tesztelni, amelyben egy hipotézis alkalmazható. Vegyük például a következő hipotézist: minden növényi sejtnek van sejtmagja.
Nem vizsgálhatunk meg minden élő növényt és minden valaha élt növényt, hogy kiderüljön, ez a hipotézis hamis-e. Ehelyett deduktív gondolkodással (egy specifikus általánosítási elvárás generálásával) generálunk egy predikciót.
Hipotézisünkből a következő jóslatot tehetjük: Ha megvizsgálom egy fűszál sejtjeit, mindegyiknek lesz sejtmagja.
Most vizsgáljuk meg a gyógyszerhipotézist: a Celebra gyógyszer nem segít enyhíteni a reumatoid artritisz tüneteit.
A hipotézis teszteléséhez ki kellene választanunk egy adott feltételrendszert, és meg kellene jósolnunk, hogy mi történne ezeknek a feltételeknek a teljesülése esetén, ha a hipotézis igaz lenne.
A vizsgálni kívánt feltételek a beadott adagok, a gyógyszeres kezelés időtartama, a betegek életkora és a vizsgálandó személyek száma.
Mindezeket a változásnak kitett feltételeket változóknak nevezzük. A Celebra-effektus méréséhez kontrollált kísérletet kell végeznünk.
A kísérleti csoport ki van téve a tesztelni kívánt változónak, míg a kontrollcsoport nincs kitéve ennek a változónak.
Egy kontrollált kísérletben az egyetlen változónak, amelynek a két csoport között eltérőnek kell lennie, az a változó, amelyet tesztelni akarunk.
Tegyünk egy jóslatot a Celebra laboratóriumi hatásainak megfigyelései alapján. A jóslat a következő: a Celebrát szedő reumatoid artritiszben szenvedő betegek és a placebót (a gyógyszer helyett keményítőtablettát) szedő betegek között nem különbözik a reumatoid artritisz súlyossága.
Ismét érzékszervi felfogásunkhoz fordulunk az információk gyűjtéséhez. Az előrejelzésünk alapján kísérletet tervezünk.
A kísérletünk a következőképpen nézhet ki: 1000, 50 és 70 év közötti beteget véletlenszerűen két 500 fős csoport egyikébe osztunk be.
A kísérleti csoport naponta négyszer, a kontrollcsoport pedig naponta négyszer keményítő placebót fog szedni. A betegek nem fogják tudni, hogy a tablettáik Celebrát vagy placebót tartalmaznak-e. A betegek két hónapig szedik a gyógyszereket.
Két hónap elteltével orvosi vizsgálatokat végeznek annak megállapítására, hogy megváltozott-e a karok és az ujjak rugalmassága.
Kísérletünk a következő eredményeket hozta: A Celebrát szedő 350 ember közül 500 számolt be ízületi gyulladásának csökkenéséről a vizsgálat végére. Az 65 placebót szedő ember közül 500 számolt be javulásról.
Az adatok a Celebra szignifikáns hatását mutatják. Statisztikai elemzést kell végeznünk a hatás bemutatására. Egy ilyen elemzés a Celebra statisztikailag szignifikáns hatását mutatja ki.
A kísérlet elemzéséből két lehetséges kimenetelünk van: az eredmények vagy megegyeznek az előrejelzéssel, vagy nem értenek egyet vele.
Esetünkben elvethetjük a Celebra hatástalanságára vonatkozó jóslatunkat. Mivel a jóslat téves, el kell vetnünk azt a hipotézist is, amelyen alapult.
A feladatunk most az, hogy újra megvizsgáljuk azt a hipotézist, amely összhangban van a rendelkezésre álló adatokkal. A hipotézisünk most a következő lehet: A Celebrity adagolása csökkenti a reumatoid artritisz tüneteit a placebóhoz képest.
A jelenlegi információk alapján igaznak fogadjuk el a hipotézisünket. Bebizonyítottuk, hogy igaz? Egyáltalán nem! Mindig vannak más magyarázatok, amelyek megmagyarázhatják az eredményeket.
Lehetséges, hogy a több mint 500 Celebrát szedő beteg állapota továbbra is javult. Lehetséges, hogy a Celebrát szedő betegek közül többen is ettek naponta banánt, és hogy a banán javította az ízületi gyulladásukat. Számtalan más magyarázatot is felvethet.
Hogyan tudjuk bebizonyítani az új hipotézisünk igazát? Soha nem tudjuk. A tudományos módszer nem teszi lehetővé számunkra, hogy bármilyen hipotézist teszteljünk.
A hipotéziseket el lehet vetni, ebben az esetben a hipotézist hamisnak tekintjük. Egy igaz hipotézisről csak annyit mondhatunk, hogy nem találtunk olyan tesztet, amely cáfolná.
Nagy különbség van a cáfolat képtelensége és a bizonyítási képesség között. Győződj meg róla, hogy érted ezt a különbséget, mivel ez a kísérleti tudományos módszer alapja. Szóval, mit tegyünk az előző hipotézisünkkel?
Jelenleg igaznak fogadjuk el, de a szigorúság kedvéért további teszteknek kell alávetnünk a hipotézist, amelyek cáfolhatják azt.
Például megismételhetjük a kísérletet, de megváltoztathatjuk a kontroll- és a kísérleti csoportokat. Ha a hipotézis a cáfolatára tett erőfeszítéseink után is fennáll, nagyobb bizalommal fogadhatjuk el igaznak.
Azonban soha nem fogjuk tudni kijelenteni, hogy a hipotézis igaz. Ehelyett igaznak fogadjuk el, mert a hipotézis számos kísérletet kiállt, amelyek hamisnak bizonyították.
A tudósok tudományos folyóiratokban és könyvekben, országos és nemzetközi konferenciákon tartott előadásokon, valamint főiskolákon és egyetemeken tartott szemináriumokon teszik közzé eredményeiket.
Az eredmények terjesztése a kísérleti tudományos módszertan lényeges része.
Engedd meg másoknak, hogy ellenőrizzék az eredményeidet, új teszteket dolgozzanak ki a hipotézisedre, vagy alkalmazzák a megszerzett tudást más problémák megoldására.
Hivatkozások
- Achinstein P. Általános bevezetés. A tudomány szabályai: Történelmi bevezetés a tudományos módszerekbe (2004). Johns Hopkins University Press.
- Beveridge W. A tudományos kutatás művészete (1950). Melbourne: Heinemann.
- Blakstad O. Kísérleti kutatás (2008). Letöltve innen: www.explorable.com
- Bright W. Bevezetés a tudományos kutatásba (1952). McGraw-Hill
- Gauch H. Tudományos módszer a gyakorlatban (2003). Cambridge University Press.
- Jevons W. A tudomány alapelvei: Értekezés a logikáról és a tudományos módszerről (1958). New York: Dover Publications.
- Schafersman S. Bevezetés a tudományba: Tudományos gondolkodás és a tudományos módszer (1997). Miami: Földtani Tanszék.