Експериментална научна метода је процес који научници користе за истраживање природних појава и тестирање хипотеза. Она подразумева пажљиво посматрање, формулисање питања или проблема, развијање хипотезе, спровођење контролисаних експеримената, прикупљање података, анализу резултата и извођење закључка. Крајњи циљ је стицање поузданог, на доказима заснованог знања о томе како свет функционише. Ова метода је неопходна за напредак науке и доприноси разумевању и решавању сложених проблема.
Разумевање експерименталне методе: концепт, карактеристике и примена у научним истраживањима.
Експериментална научна метода је систематски приступ који се користи за истраживање природних појава ради добијања поузданог и валидног знања. Ова метода се широко користи у различитим областима науке, као што су физика, хемија, биологија и психологија.
Једна од главних карактеристика експерименталне методе је манипулација независним променљивим како би се посматрали ефекти на зависне променљиве. Ово омогућава истраживачима да контролишу експерименталне услове и прецизно анализирају добијене резултате.
Штавише, експериментална метода захтева употребу експерименталне групе, која прима третман или експерименталне услове, и контролне групе, која не прима третман. Ово омогућава поређење резултата и проверу да ли су примећене промене заиста узроковане примењеним третманом.
Примена експерименталне методе у научним истраживањима омогућава истраживачима да тестирају хипотезе, потврде теорије и открију нова знања. Прикупљањем података, статистичком анализом и тумачењем резултата могуће је доћи до закључака заснованих на емпиријским доказима.
Укратко, експериментална научна метода је фундаментално средство за напредак науке, пружајући чврст и поуздан оквир за истраживање природних феномена. Њена ригорозна и систематска примена осигурава стварање валидног и реплицираног знања, доприносећи развоју друштва.
Примери експерименталних истраживања: шта су и како се спроводе.
Експериментално истраживање је научна студија која настоји да истражи узрочно-последичну везу између променљивих. У овој врсти истраживања, истраживач манипулише једном или више независних променљивих како би посматрао ефекат који та манипулација има на зависну променљиву. Циљ је да се што више контролишу спољни фактори који би могли да ометају резултате, чиме се осигурава валидност налаза.
Да би се спровело експериментално истраживање, неопходно је предузети неколико корака. Прво, истраживач мора формулисати хипотезу, што је претпоставка о односу између променљивих које се испитују. Затим, мора планирати експеримент, дефинишући променљиве које ће се манипулисати и контролисати, величину узорка, методе прикупљања података и процедуре које ће се следити.
Пример експерименталног истраживања била би студија ефеката новог лека на контролу крвног притиска. У овом случају, истраживач би поделио учеснике у две групе: једна група би примала лек који се испитује, а друга група би примала плацебо. Након одређеног временског периода, крвни притисак обе групе би био измерен и упоређен како би се видело да ли постоје значајне разлике.
Други пример би била студија о утицају музике на когнитивне перформансе. У овом случају, истраживач би могао да изложи једну групу учесника опуштајућој музици док обављају когнитивне задатке, а друга група би обављала исте задатке у тишини. Резултати би били упоређени да би се видело да ли музика има било какав утицај на перформансе.
Укратко, експериментална истраживања су неопходна за напредак научног знања, јер нам омогућавају да тестирамо хипотезе и успоставимо узрочно-последичне везе. Пратећи експериментални научни метод, истраживачи могу добити поуздане резултате и допринети напретку науке.
Главне фазе експерименталног процеса: од формулације до анализе резултата.
Експериментална научна метода је систематски приступ који користе научници за истраживање природних појава како би добили поуздано и тачно знање. Ова метода обухвата неколико корака, од формулисања хипотезе до анализе добијених резултата.
Прва фаза експерименталног процеса је формулација хипотезе, која је претпоставка заснована на претходним запажањима или постојећим теоријама. Хипотеза мора бити јасна, проверљива и специфична како би се могла потврдити или оповргнути експериментом.
Након формулисања хипотезе, следи следеће: планирање експеримента. У овој фази, научници одређују варијабле које ће се проучавати, експерименталну методу која ће се користити и процедуре неопходне за објективно и тачно прикупљање података.
Са правилно испланираним експериментом, научници спроводе извршење експеримента, строго пратећи утврђени протокол. Током ове фазе, подаци се прикупљају и бележе у складу са утврђеним процедурама.
Након прикупљања података, научници изводе анализирати добијених резултата. У овој фази, подаци се организују, интерпретирају и упоређују са почетном хипотезом. Резултати се затим користе за извођење закључака и потврђивање или оповргавање формулисане хипотезе.
Коначно, научници саопштавају резултате експеримента путем публикације у научним часописима, конференцијским презентацијама или другим медијима за дисеминацију научних података. Овај корак је неопходан како би други научници могли да прегледају, реплицирају и валидирају добијене резултате.
Укратко, експериментална научна метода обухвата неколико корака, од формулисања хипотезе до анализе резултата. Свака фаза је кључна за обезбеђивање валидности и поузданости добијених резултата, доприносећи унапређењу научног сазнања.
Карактеристике и дефиниција експерименталне студије: научите принципе и практичну примену.
Експериментална студија је истраживачки приступ који укључује манипулацију независним променљивим како би се посматрао њихов утицај на зависне променљиве. Ова метода се широко користи у различитим областима науке, као што су психологија, медицина, биологија и физика. karakteristike Важни аспекти експерименталне студије укључују рандомизацију учесника у контролне и експерименталне групе, контролу збуњујућих варијабли и репликацију резултата.
Приликом осмишљавања експерименталне студије, неопходно је имати контролну групу која не прима интервенцију која се испитује, како би истраживачи могли да упореде резултате са експерименталном групом која прима интервенцију. Ово помаже да се осигура да су све примећене промене заиста последица манипулације независном променљивом. Штавише, рандомизација учесника помаже у минимизирању пристрасности и осигуравању интерне валидности студије.
Практична примена експерименталних студија је широка, од тестирања ефикасности нових лекова до истраживања утицаја одређених променљивих животне средине на људско понашање. Ова научна метода је фундаментална за унапређење знања и доношење одлука заснованих на доказима.
Укратко, експериментална студија подразумева манипулисање независним променљивим како би се посматрали њихови ефекти на зависне променљиве, коришћење контролних група, рандомизацију и репликацију резултата. Ова метода је неопходна за научна истраживања и има бројне практичне примене у различитим областима знања.
Шта је експериментални научни метод?
O експериментални научни метод је скуп техника које се користе за истраживање феномена, стицање новог знања или исправљање и интегрисање претходног знања.
Користи се у научним истраживањима и заснива се на систематском посматрању, мерењу, експериментисању, формулисању тестова и модификацији хипотеза. Ова општа метода се користи не само у биологији, већ и у хемији, физици, геологији и другим наукама.
Кроз експерименталну научну методу, научници покушавају да предвиде и можда контролишу будуће догађаје на основу садашњег и прошлог знања.
Такође се назива индуктивна метода, она је највише коришћена у науци од стране истраживача, као део научне методологије.
Карактерише га чињеница да истраживачи могу намерно контролисати променљиве како би ограничили односе између њих.
Ове варијабле могу бити зависне или независне и неопходне су за прикупљање података од експерименталне групе, као и за њихово понашање. Ово нам омогућава да разложимо свесне процесе на њихове компоненте, откријемо њихове могуће везе и одредимо законе тих веза.
Способност да се направе тачна предвиђања зависи од седам корака експерименталне научне методе.
Фазе експерименталне научне методе
Ова запажања морају бити објективна, а не субјективна. Другим речима, запажања морају бити проверљива од стране других научника. Субјективна запажања, заснована на личним мишљењима и уверењима, нису део области науке.
Примери:
- Циљ: У овој просторији је температура 20°C.
- Субјективна изјава: У овој соби је хладно.
Први корак у експерименталној научној методи јесте објективно запажање. Ова запажања се заснивају на специфичним чињеницама које су се већ догодиле и које други могу да провере као тачне или нетачне.
2- Хипотеза
Посматрања нам говоре о прошлости или садашњости. Као научници, желимо да будемо у стању да предвидимо будуће догађаје. Стога морамо користити своју способност расуђивања.
Научници користе своје знање о прошлим догађајима да би развили општи принцип или објашњење које ће помоћи у предвиђању будућих догађаја.
Општи принцип се назива хипотеза. Врста резоновања која је укључена назива се индуктивно резоновање (изведено генерализовање из специфичних детаља).
Хипотеза мора имати следеће карактеристике:
- То мора бити општи принцип који се одржава кроз простор и време.
- То мора бити привремена идеја.
- Морате се сложити са доступним запажањима.
- Требало би да буде што једноставније могуће.
- Мора бити проверљиво и потенцијално нетачно. Другим речима, мора постојати начин да се докаже да је хипотеза нетачна, начин да се хипотеза оповргне.
На пример: „Неки сисари имају два задња уда“ била би бескорисна хипотеза. Не постоји запажање које не одговара овој хипотези! Уместо тога, „сви сисари имају два задња уда“ је добра хипотеза.
Када пронађемо китове који немају задње удове, показали бисмо да је наша хипотеза погрешна, фалсификовали бисмо хипотезу.
Када хипотеза имплицира узрочно-последичну везу, износимо нашу хипотезу да бисмо указали да нема ефекта. Хипотеза која имплицира да нема ефекта назива се нулта хипотеза. На пример, лек Целебра не помаже у ублажавању реуматоидног артритиса.
Из разраде хипотезе, која је оквирна и може, али и не мора бити тачна, морамо направити претпоставку о нашем истраживању и хипотези.
Хипотеза мора бити широка и примењивати се једнообразно кроз време и простор. Научници често не могу да тестирају сваку могућу ситуацију у којој би хипотеза могла да се примени. На пример, размотрите хипотезу: све биљне ћелије имају једро.
Не можемо испитати сваку живу биљку и сваку биљку која је икада живела да бисмо видели да ли је ова хипотеза погрешна. Уместо тога, генеришемо предвиђање користећи дедуктивно резоновање (генеришући специфично очекивање генерализације).
На основу наше хипотезе, можемо направити следеће предвиђање: Ако испитам ћелије влати траве, свака ће имати једро.
Сада, размотримо хипотезу о леку: лек Целебра не помаже у ублажавању реуматоидног артритиса.
Да бисмо тестирали ову хипотезу, морали бисмо да изаберемо одређени скуп услова и предвидимо шта би се десило под тим условима ако би хипотеза била тачна.
Услови које бисте можда желели да тестирате су примењене дозе, трајање лека, старост пацијената и број људи који ће бити прегледани.
Сви ови услови подложни променама називају се варијабле. Да бисмо измерили Целебрин ефекат, потребно је да спроведемо контролисани експеримент.
Експериментална група је подложна променљивој коју желимо да тестирамо, а контролна група није изложена тој променљивој.
У контролисаном експерименту, једина променљива која би требало да буде различита између две групе је променљива коју желимо да тестирамо.
Хајде да направимо предвиђање на основу посматрања ефеката Целебре у лабораторији. Предвиђање је: пацијенти са реуматоидним артритисом који узимају Целебру и пацијенти који узимају плацебо (таблету скроба уместо лека) се не разликују по тежини реуматоидног артритиса.
Поново се окрећемо нашој сензорној перцепцији како бисмо прикупили информације. Осмишљавамо експеримент на основу нашег предвиђања.
Наш експеримент би могао бити следећи: 1000 пацијената старости између 50 и 70 година биће насумично распоређено у једну од две групе од по 500.
Експериментална група ће узимати Целебру четири пута дневно, а контролна група ће узимати скробни плацебо четири пута дневно. Пацијенти неће знати да ли су њихове таблете Целебра или плацебо. Пацијенти ће узимати лекове два месеца.
На крају два месеца, биће обављени медицински тестови како би се утврдило да ли се флексибилност руку и прстију променила.
Наш експеримент је дао следеће резултате: 350 од 500 људи који су узимали Целебру пријавило је смањење артритиса на крају испитивања. 65 од 500 људи који су узимали плацебо пријавило је побољшање.
Подаци изгледа показују значајан ефекат Целебре. Потребно је да спроведемо статистичку анализу да бисмо показали ефекат. Таква анализа открива статистички значајан ефекат Целебре.
Из наше анализе експеримента имамо два могућа исхода: резултати се или подударају са предвиђањем или се не слажу са предвиђањем.
У нашем случају, можемо одбацити нашу претпоставку да Целебра нема ефекта. Пошто је предвиђање погрешно, морамо одбацити и хипотезу на којој је засновано.
Наш задатак је сада да поново размотримо хипотезу која је у складу са расположивим подацима. Наша хипотеза сада може бити: Примена познатих личности смањује реуматоидни артритис у поређењу са плацебом.
На основу тренутних информација, прихватамо нашу хипотезу као тачну. Да ли смо доказали да је тачна? Апсолутно не! Увек постоје друга објашњења која би могла да објасне резултате.
Могуће је да се стање више од 500 пацијената који су узимали Целебру ипак побољшало. Могуће је да је више пацијената који су узимали Целебру такође свакодневно јело банане и да су банане побољшале њихов артритис. Можете предложити безброј других објашњења.
Како можемо доказати да је наша нова хипотеза тачна? Никада не можемо. Научна метода нам не дозвољава да тестирамо било коју хипотезу.
Хипотезе се могу одбацити, у ком случају се хипотеза сматра погрешном. Све што можемо рећи о хипотези која је тачна јесте да нисмо пронашли тест који би је оповргао.
Постоји велика разлика између немогућности оповргавања и могућности доказивања. Уверите се да разумете ову разлику, јер је она основа експерименталне научне методе. Дакле, шта би требало да урадимо са нашом претходном хипотезом?
Тренутно то прихватамо као тачно, али да бисмо били ригорозни, морамо подвргнути хипотезу додатним тестовима који би могли доказати да је погрешна.
На пример, могли бисмо поновити експеримент, али променити контролну и експерименталну групу. Ако хипотеза и даље важи након наших напора да је оповргнемо, можемо бити сигурнији да је прихватимо као тачну.
Међутим, никада нећемо моћи да тврдимо да је хипотеза тачна. Уместо тога, прихватамо је као тачну јер је хипотеза издржала бројне експерименте који су доказали да је нетачна.
Научници објављују своја открића у научним часописима и књигама, у предавањима на националним и међународним састанцима и на семинарима на факултетима и универзитетима.
Дисеминација резултата је суштински део експерименталне научне методе.
Дозволите другима да провере ваше резултате, развију нове тестове ваше хипотезе или примене стечено знање за решавање других проблема.
Референце
- Ахинштајн П. Општи увод. Правила науке: Историјски увод у научне методе (2004). Издаваштво Универзитета Џонс Хопкинс.
- Бевериџ В. Уметност научног истраживања (1950). Мелбурн: Хајнеман.
- Блакстад О. Експериментално истраживање (2008). Преузето са: www.explorable.com
- Брајт В. Увод у научна истраживања (1952). Мекгро-Хил
- Гаух Х. Научни метод у пракси (2003). Cambridge University Press.
- Џевонс В. Принципи науке: Расправа о логици и научној методи (1958). Њујорк: Dover Publications.
- Шаферсман С. Увод у науку: Научна мисао и научни метод (1997). Мајами: Одељење за геологију.