Kaedah saintifik eksperimen adalah proses yang digunakan oleh saintis untuk menyiasat fenomena alam dan menguji hipotesis. Ia melibatkan pemerhatian yang teliti, merumuskan soalan atau masalah, membangunkan hipotesis, menjalankan eksperimen terkawal, mengumpul data, menganalisis keputusan, dan membuat kesimpulan. Matlamat utama adalah untuk mendapatkan pengetahuan berasaskan bukti yang boleh dipercayai tentang cara dunia berfungsi. Kaedah ini penting untuk kemajuan sains dan menyumbang kepada pemahaman dan penyelesaian masalah yang kompleks.
Memahami kaedah eksperimen: konsep, ciri dan aplikasi dalam penyelidikan saintifik.
Kaedah saintifik eksperimen adalah pendekatan sistematik yang digunakan untuk menyiasat fenomena alam untuk mendapatkan pengetahuan yang boleh dipercayai dan sah. Kaedah ini digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang sains, seperti fizik, kimia, biologi, dan psikologi.
Salah satu ciri utama kaedah eksperimen ialah manipulasi pembolehubah bebas untuk memerhati kesan ke atas pembolehubah bersandar. Ini membolehkan penyelidik mengawal keadaan eksperimen dan menganalisis keputusan yang diperoleh dengan tepat.
Tambahan pula, kaedah eksperimen memerlukan penggunaan kumpulan eksperimen, yang menerima rawatan atau keadaan eksperimen, dan kumpulan kawalan, yang tidak menerima rawatan. Ini membolehkan perbandingan keputusan dan pengesahan sama ada perubahan yang diperhatikan sebenarnya disebabkan oleh rawatan yang digunakan.
Menggunakan kaedah eksperimen untuk penyelidikan saintifik membolehkan penyelidik menguji hipotesis, mengesahkan teori, dan menemui pengetahuan baharu. Melalui pengumpulan data, analisis statistik, dan tafsiran keputusan, adalah mungkin untuk mencapai kesimpulan berdasarkan bukti empirikal.
Ringkasnya, kaedah saintifik eksperimen adalah alat asas untuk kemajuan sains, menyediakan rangka kerja yang kukuh dan boleh dipercayai untuk penyiasatan fenomena alam. Aplikasinya yang rapi dan sistematik memastikan penghasilan pengetahuan yang sah dan boleh ditiru, menyumbang kepada pembangunan masyarakat.
Contoh penyelidikan eksperimen: apakah itu dan bagaimana ia dijalankan.
Penyelidikan eksperimen ialah kajian saintifik yang bertujuan untuk menyiasat hubungan sebab-akibat antara pembolehubah. Dalam jenis penyelidikan ini, penyelidik memanipulasi satu atau lebih pembolehubah tidak bersandar untuk melihat kesan manipulasi ini terhadap pembolehubah bersandar. Matlamatnya adalah untuk mengawal sebanyak mungkin faktor luaran yang boleh mengganggu keputusan, sekali gus memastikan kesahihan penemuan.
Untuk menjalankan penyelidikan eksperimen, beberapa langkah perlu. Pertama, penyelidik mesti merumuskan hipotesis, iaitu andaian tentang hubungan antara pembolehubah yang dikaji. Seterusnya, mereka mesti merancang eksperimen, mentakrifkan pembolehubah yang akan dimanipulasi dan dikawal, saiz sampel, kaedah pengumpulan data, dan prosedur yang perlu diikuti.
Contoh penyelidikan eksperimen ialah kajian tentang kesan ubat baru terhadap kawalan tekanan darah. Dalam kes ini, penyelidik akan membahagikan peserta kepada dua kumpulan: satu kumpulan akan menerima ubat kajian dan kumpulan lain akan menerima plasebo. Selepas tempoh masa yang ditetapkan, tekanan darah kedua-dua kumpulan akan diukur dan dibandingkan untuk melihat sama ada terdapat sebarang perbezaan yang ketara.
Contoh lain ialah kajian tentang kesan muzik terhadap prestasi kognitif. Dalam kes ini, penyelidik boleh mendedahkan satu kumpulan peserta kepada muzik santai semasa mereka melakukan tugasan kognitif, dan kumpulan lain akan melakukan tugas yang sama dalam senyap. Hasilnya akan dibandingkan untuk melihat sama ada muzik itu mempunyai kesan ke atas prestasi.
Ringkasnya, penyelidikan eksperimen adalah penting untuk kemajuan pengetahuan saintifik, kerana ia membolehkan kita menguji hipotesis dan mewujudkan hubungan sebab-akibat. Dengan mengikuti kaedah saintifik eksperimen, penyelidik boleh memperoleh keputusan yang boleh dipercayai dan menyumbang kepada kemajuan sains.
Fasa utama proses eksperimen: daripada perumusan kepada analisis keputusan.
Kaedah saintifik eksperimen adalah pendekatan sistematik yang digunakan oleh saintis untuk menyiasat fenomena alam untuk mendapatkan pengetahuan yang boleh dipercayai dan tepat. Kaedah ini melibatkan beberapa langkah, daripada merumuskan hipotesis kepada menganalisis keputusan yang diperolehi.
Fasa pertama proses eksperimen ialah rumusan hipotesis, iaitu andaian berdasarkan pemerhatian terdahulu atau teori sedia ada. Hipotesis mestilah jelas, boleh diuji, dan khusus supaya ia boleh disahkan atau disangkal melalui eksperimen.
Selepas merumuskan hipotesis, perkara berikut: merancang daripada eksperimen itu. Pada peringkat ini, saintis menentukan pembolehubah yang akan dikaji, kaedah eksperimen yang akan digunakan, dan prosedur yang diperlukan untuk mengumpul data secara objektif dan tepat.
Dengan eksperimen yang dirancang dengan betul, saintis menjalankan pelaksanaan percubaan, dengan ketat mengikut protokol yang ditetapkan. Semasa fasa ini, data dikumpul dan direkodkan mengikut prosedur yang ditetapkan.
Selepas mengumpul data, saintis melakukan menganalisis daripada keputusan yang diperolehi. Pada peringkat ini, data disusun, ditafsir, dan dibandingkan dengan hipotesis awal. Hasilnya kemudian digunakan untuk membuat kesimpulan dan mengesahkan atau menyangkal hipotesis yang dirumuskan.
Akhirnya, saintis menyampaikan hasil eksperimen melalui penerbitan dalam jurnal saintifik, pembentangan persidangan, atau media penyebaran saintifik lain. Langkah ini penting supaya saintis lain boleh menyemak, meniru dan mengesahkan keputusan yang diperoleh.
Ringkasnya, kaedah saintifik eksperimen melibatkan beberapa langkah, daripada perumusan hipotesis kepada analisis keputusan. Setiap fasa adalah penting untuk memastikan kesahihan dan kebolehpercayaan keputusan yang diperolehi, menyumbang kepada kemajuan pengetahuan saintifik.
Ciri dan definisi kajian eksperimen: pelajari prinsip dan aplikasi praktikal.
Kajian eksperimen adalah pendekatan penyelidikan yang melibatkan memanipulasi pembolehubah tidak bersandar untuk melihat kesannya terhadap pembolehubah bersandar. Kaedah ini digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang sains, seperti psikologi, perubatan, biologi, dan fizik. ciri Aspek penting kajian eksperimen termasuk rawak peserta ke dalam kumpulan kawalan dan eksperimen, mengawal pembolehubah yang mengelirukan, dan mereplikasi keputusan.
Apabila mereka bentuk kajian eksperimen, adalah penting untuk mempunyai kumpulan kawalan yang tidak menerima intervensi yang sedang dikaji, jadi penyelidik boleh membandingkan keputusan dengan kumpulan eksperimen yang menerima intervensi. Ini membantu memastikan bahawa sebarang perubahan yang diperhatikan sememangnya disebabkan oleh manipulasi pembolehubah bebas. Tambahan pula, peserta rawak membantu meminimumkan berat sebelah dan memastikan kesahan dalaman kajian.
Aplikasi praktikal kajian eksperimen adalah luas, daripada menguji keberkesanan ubat baharu kepada menyiasat pengaruh pembolehubah persekitaran tertentu terhadap tingkah laku manusia. Kaedah saintifik ini adalah asas untuk memajukan pengetahuan dan membuat keputusan berasaskan bukti.
Ringkasnya, kajian eksperimen melibatkan memanipulasi pembolehubah bebas untuk memerhatikan kesannya terhadap pembolehubah bersandar, menggunakan kumpulan kawalan, rawak, dan replikasi keputusan. Kaedah ini penting untuk penyelidikan saintifik dan mempunyai banyak aplikasi praktikal dalam pelbagai bidang pengetahuan.
Apakah kaedah saintifik eksperimen?
O kaedah saintifik eksperimen ialah satu set teknik yang digunakan untuk menyiasat fenomena, memperoleh pengetahuan baharu atau membetulkan dan mengintegrasikan pengetahuan terdahulu.
Ia digunakan dalam penyelidikan saintifik dan berdasarkan pemerhatian sistematik, pengukuran, eksperimen, perumusan ujian, dan pengubahsuaian hipotesis. Kaedah umum ini digunakan bukan sahaja dalam biologi, tetapi juga dalam kimia, fizik, geologi, dan sains lain.
Melalui kaedah saintifik eksperimen, saintis cuba meramal dan mungkin mengawal peristiwa masa depan berdasarkan pengetahuan masa kini dan masa lalu.
Juga dipanggil kaedah induktif, ia adalah yang paling banyak digunakan dalam sains oleh penyelidik, sebagai sebahagian daripada metodologi saintifik.
Ia dicirikan oleh fakta bahawa penyelidik dengan sengaja boleh mengawal pembolehubah untuk mengehadkan hubungan antara mereka.
Pembolehubah ini boleh bergantung atau bebas, dan penting untuk mengumpul data daripada kumpulan eksperimen, serta tingkah laku mereka. Ini membolehkan kita memecahkan proses sedar ke dalam komponennya, menemui kemungkinan sambungannya, dan menentukan undang-undang sambungan ini.
Keupayaan untuk membuat ramalan yang tepat bergantung kepada tujuh langkah kaedah saintifik eksperimen.
Fasa kaedah saintifik eksperimen
Pemerhatian ini mestilah objektif, bukan subjektif. Dalam erti kata lain, pemerhatian mesti boleh disahkan oleh saintis lain. Pemerhatian subjektif, berdasarkan pendapat dan kepercayaan peribadi, bukanlah sebahagian daripada bidang sains.
Contoh:
- Pernyataan objektif: Di dalam bilik ini suhu ialah 20 ° C.
- Pernyataan subjektif: Sejuk di dalam bilik ini.
Langkah pertama dalam kaedah saintifik eksperimen ialah membuat pemerhatian objektif. Pemerhatian ini adalah berdasarkan fakta khusus yang telah berlaku dan yang boleh disahkan oleh orang lain sebagai benar atau palsu.
2- Hipotesis
Pemerhatian memberitahu kita tentang masa lalu atau masa kini. Sebagai saintis, kami mahu dapat meramalkan peristiwa masa depan. Oleh itu, kita mesti menggunakan kemampuan kita untuk menaakul.
Para saintis menggunakan pengetahuan mereka tentang peristiwa lalu untuk membangunkan prinsip atau penjelasan umum untuk membantu meramalkan peristiwa masa depan.
Prinsip umum dipanggil hipotesis. Jenis penaakulan yang terlibat dipanggil penaakulan induktif (diperolehi generalisasi daripada butiran khusus).
Hipotesis mesti mempunyai ciri-ciri berikut:
- Ia mestilah prinsip umum yang dikekalkan melalui ruang dan masa.
- Ia mestilah idea sementara.
- Anda mesti bersetuju dengan pemerhatian yang ada.
- Ia sepatutnya semudah mungkin.
- Ia mestilah boleh disahkan dan berpotensi palsu. Dalam erti kata lain, mesti ada cara untuk membuktikan hipotesis palsu, cara untuk menyangkal hipotesis.
Contohnya: "Sesetengah mamalia mempunyai dua anggota belakang" adalah hipotesis yang tidak berguna. Tiada pemerhatian yang tidak sesuai dengan hipotesis ini! Sebaliknya, "semua mamalia mempunyai dua anggota belakang" adalah hipotesis yang baik.
Apabila kita menemui ikan paus, yang tidak mempunyai anggota belakang, kita akan menunjukkan bahawa hipotesis kita adalah palsu, kita telah memalsukan hipotesis.
Apabila hipotesis membayangkan hubungan sebab-akibat, kami menyatakan hipotesis kami untuk menunjukkan bahawa tiada kesan. Hipotesis yang menunjukkan tiada kesan dipanggil hipotesis nol. Sebagai contoh, ubat Celebra tidak membantu melegakan arthritis rheumatoid.
Daripada penghuraian hipotesis, yang bersifat tentatif dan mungkin benar atau tidak, kita mesti membuat ramalan tentang penyelidikan dan hipotesis kita.
Hipotesis mestilah luas dan digunakan secara seragam merentasi masa dan ruang. Para saintis selalunya tidak dapat menguji setiap kemungkinan situasi di mana hipotesis mungkin digunakan. Sebagai contoh, pertimbangkan hipotesis: semua sel tumbuhan mempunyai nukleus.
Kita tidak boleh memeriksa setiap tumbuhan hidup dan setiap tumbuhan yang pernah hidup untuk melihat sama ada hipotesis ini adalah palsu. Sebaliknya, kami menjana ramalan menggunakan penaakulan deduktif (menjana jangkaan generalisasi khusus).
Daripada hipotesis kami, kami boleh membuat ramalan berikut: Jika saya meneliti sel-sel sehelai rumput, setiap satunya akan mempunyai nukleus.
Sekarang, mari kita pertimbangkan hipotesis dadah: ubat Celebra tidak membantu melegakan arthritis rheumatoid.
Untuk menguji hipotesis ini, kita perlu memilih satu set keadaan tertentu dan meramalkan apa yang akan berlaku di bawah keadaan tersebut jika hipotesis itu benar.
Syarat yang mungkin anda ingin uji ialah dos yang diberikan, tempoh ubat, umur pesakit dan bilangan orang yang akan diperiksa.
Semua syarat ini tertakluk kepada perubahan dipanggil pembolehubah. Untuk mengukur kesan Celebra, kita perlu menjalankan eksperimen terkawal.
Kumpulan eksperimen tertakluk kepada pembolehubah yang ingin kita uji dan kumpulan kawalan tidak terdedah kepada pembolehubah tersebut.
Dalam eksperimen terkawal, satu-satunya pembolehubah yang sepatutnya berbeza antara kedua-dua kumpulan ialah pembolehubah yang ingin kami uji.
Jom buat ramalan berdasarkan pemerhatian kesan Celebra di makmal. Ramalannya ialah: pesakit arthritis rheumatoid yang mengambil Celebra dan pesakit yang mengambil plasebo (tablet kanji dan bukannya ubat) tidak berbeza dalam keterukan artritis reumatoid mereka.
Kami sekali lagi beralih kepada persepsi deria kami untuk mengumpul maklumat. Kami mereka bentuk eksperimen berdasarkan ramalan kami.
Percubaan kami mungkin seperti berikut: 1000 pesakit berumur antara 50 dan 70 tahun akan diberikan secara rawak kepada satu daripada dua kumpulan 500.
Kumpulan eksperimen akan mengambil Celebra empat kali sehari, dan kumpulan kawalan akan mengambil plasebo kanji empat kali sehari. Pesakit tidak akan tahu sama ada tablet mereka adalah Celebra atau plasebo. Pesakit akan mengambil ubat selama dua bulan.
Pada akhir dua bulan, ujian perubatan akan dilakukan untuk menentukan sama ada fleksibiliti lengan dan jari telah berubah.
Percubaan kami menghasilkan keputusan berikut: 350 daripada 500 orang yang mengambil Celebra melaporkan penurunan arthritis mereka pada akhir percubaan. 65 daripada 500 orang yang mengambil plasebo melaporkan peningkatan.
Data nampaknya menunjukkan kesan ketara Celebra. Kita perlu menjalankan analisis statistik untuk menunjukkan kesannya. Analisis sedemikian mendedahkan kesan signifikan secara statistik bagi Celebra.
Daripada analisis eksperimen kami, kami mempunyai dua kemungkinan hasil: keputusan sama ada sepadan dengan ramalan atau tidak bersetuju dengan ramalan.
Dalam kes kami, kami boleh menolak ramalan kami bahawa Celebra tidak mempunyai kesan. Oleh kerana ramalan itu salah, kita juga mesti menolak hipotesis yang menjadi asasnya.
Tugas kami sekarang adalah untuk mempertimbangkan semula hipotesis yang konsisten dengan data yang tersedia. Hipotesis kami sekarang mungkin: Pentadbiran selebriti mengurangkan arthritis rheumatoid berbanding plasebo.
Dengan maklumat semasa, kami menerima hipotesis kami sebagai benar. Adakah kita telah membuktikan kebenarannya? sama sekali tidak! Selalu ada penjelasan lain yang boleh menjelaskan hasilnya.
Kemungkinan lebih 500 pesakit yang mengambil Celebra masih bertambah baik. Ada kemungkinan bahawa lebih ramai pesakit yang mengambil Celebra juga makan pisang setiap hari, dan pisang itu meningkatkan arthritis mereka. Anda boleh mencadangkan banyak penjelasan lain.
Bagaimanakah kita boleh membuktikan hipotesis baru kita benar? Kita tidak pernah boleh. Kaedah saintifik tidak membenarkan kami menguji sebarang hipotesis.
Hipotesis boleh ditolak, dalam hal ini hipotesis dianggap palsu. Apa yang boleh kami katakan tentang hipotesis yang dipegang ialah kami tidak menemui ujian untuk menyangkalnya.
Terdapat perbezaan besar antara tidak dapat menyangkal dan dapat membuktikan. Pastikan anda memahami perbezaan ini, kerana ia merupakan asas kaedah saintifik eksperimen. Jadi, apa yang perlu kita lakukan dengan hipotesis kita sebelum ini?
Pada masa ini kami menerimanya sebagai benar, tetapi untuk bersikap tegas, kami perlu menundukkan hipotesis kepada ujian tambahan yang mungkin membuktikan ia salah.
Sebagai contoh, kita boleh mengulangi percubaan tetapi menukar kumpulan kawalan dan eksperimen. Jika hipotesis masih bertahan selepas usaha kita untuk menyangkalnya, kita boleh berasa lebih yakin untuk menerimanya sebagai benar.
Walau bagaimanapun, kita tidak akan dapat menegaskan bahawa hipotesis itu adalah benar. Sebaliknya, kami menerimanya sebagai benar kerana hipotesis telah bertahan dengan banyak eksperimen untuk membuktikannya palsu.
Para saintis menerbitkan penemuan mereka dalam jurnal dan buku saintifik, dalam ceramah di mesyuarat kebangsaan dan antarabangsa, dan dalam seminar di kolej dan universiti.
Penyebaran keputusan adalah bahagian penting dalam kaedah saintifik eksperimen.
Benarkan orang lain mengesahkan keputusan anda, membangunkan ujian baharu hipotesis anda atau menggunakan pengetahuan yang diperoleh untuk menyelesaikan masalah lain.
Rujukan
- Achinstein P. Pengenalan Umum. Peraturan Sains: Pengenalan Sejarah kepada Kaedah Saintifik (2004). Akhbar Universiti Johns Hopkins.
- Beveridge W. The Art of Scientific Inquiry (1950). Melbourne: Heinemann.
- Blakstad O. Penyelidikan eksperimen (2008). Diperoleh daripada: www.explorable.com
- Bright W. An Introduction to Scientific Research (1952). McGraw-Hill
- Gauch H. Kaedah Saintifik dalam Amalan (2003). Cambridge University Press.
- Jevons W. The Principles of Science: A Treatise on Logic and Scientific Method (1958). New York: Penerbitan Dover.
- Schafersman S. An Introduction to Science: Scientific Thought and the Scientific Method (1997). Miami: Jabatan Geologi.