Wissenschaftliche Methode

Inhalt

• Beispiele für wissenschaftliche Methoden

Das wissenschaftliche Methode ist eine Forschungsmethode, die charakterisiert Naturwissenschaften seit dem siebzehnten Jahrhundert. Es ist ein strenger Prozess, der es ermöglicht, Situationen zu beschreiben, Hypothesen zu formulieren und gegenüberzustellen.

Zu sagen, dass er ein Wissenschaftler ist, bedeutet, dass sein Ziel darin besteht, zu produzieren Wissen.

Es zeichnet sich aus durch:

• Systematische Beobachtung: Es ist eine absichtliche und daher selektive Wahrnehmung. Es ist eine Aufzeichnung dessen, was in der realen Welt passiert.
• Frage- oder Problemformulierung: Aus der Beobachtung ergibt sich ein Problem oder eine Frage, die gelöst werden möchte. Im Gegenzug wird eine Hypothese formuliert, die eine mögliche Antwort auf die gestellte Frage darstellt. Deduktives Denken wird verwendet, um Hypothesen zu formulieren.
• Experimentieren: Es besteht aus der Untersuchung eines Phänomens durch seine Reproduktion, normalerweise unter Laborbedingungen, wiederholt und unter kontrollierten Bedingungen. Das Experiment ist so konzipiert, dass es die vorgeschlagene Hypothese bestätigen oder widerlegen kann.
• Herausgabe von Schlussfolgerungen: Die wissenschaftliche Gemeinschaft ist dafür verantwortlich, die durch Peer Review erzielten Ergebnisse zu bewerten, dh andere Wissenschaftler derselben Fachrichtung bewerten das Verfahren und seine Ergebnisse.

Die wissenschaftliche Methode kann dazu führen Theorieentwicklung. Theorien sind Aussagen, die zumindest teilweise verifiziert wurden. Wenn eine Theorie zu allen Zeiten und an allen Orten als wahr bestätigt wird, wird sie zum Gesetz. Das Naturgesetze Sie sind dauerhaft und unveränderlich.

Es gibt zwei grundlegende Säulen der wissenschaftlichen Methode:

• Reproduzierbarkeit: Es ist die Fähigkeit, Experimente zu wiederholen. Deshalb, Wissenschaftliche Veröffentlichungen Sie enthalten alle Daten zu den durchgeführten Experimenten. Wenn sie nicht die Daten liefern, mit denen dasselbe Experiment wiederholt werden kann, wird dies nicht als wissenschaftliches Experiment angesehen.
• Widerlegbarkeit: Jede Hypothese oder wissenschaftliche Aussage kann widerlegt werden. Das heißt, Sie müssen sich zumindest eine empirisch überprüfbare Aussage vorstellen können, die der ursprünglichen Aussage widerspricht. Zum Beispiel, wenn ich sage: "Alle violetten Katzen sind weiblich”, Es ist unmöglich zu fälschen, weil man keine lila Katzen sehen kann. Dieses Beispiel mag lächerlich erscheinen, aber ähnliche Behauptungen werden öffentlich über Entitäten aufgestellt, die ebenfalls nicht beobachtbar sind, wie z. B. Außerirdische.

Beispiele für wissenschaftliche Methoden

1. Anthrax-Ansteckung

Robert Koch war ein deutscher Arzt, der in der zweiten Hälfte des 19. und frühen 20. Jahrhunderts lebte.

Wenn wir von einem Wissenschaftler sprechen, beziehen sich seine Beobachtungen nicht nur auf die Welt um ihn herum, sondern auch auf die Entdeckungen anderer Wissenschaftler. So geht Koch zunächst von Casimir Davaines Demonstration aus, dass der Anthrax-Bazillus direkt zwischen Kühen übertragen wurde.

Eine andere Sache, die er beobachtete, waren ungeklärte Ausbrüche von Anthrax an Orten, an denen es keine Person mit Anthrax gab.

Frage oder Problem: Warum gibt es eine Anthrax-Ansteckung, wenn es keine Person gibt, die die Ansteckung auslöst?

Hypothese: Der Bazillus oder ein Teil davon überlebt außerhalb eines Wirts (infiziertes Lebewesen).

Experiment: Wissenschaftler müssen häufig ihre eigenen experimentellen Methoden erfinden, insbesondere wenn sie sich einem Wissensbereich nähern, der noch nicht erforscht wurde. Koch entwickelte seine eigenen Methoden, um den Bazillus aus Blutproben zu reinigen und zu kultivieren.

Ergebnis der Entdeckungen: Bacilli können außerhalb eines Wirts nicht überleben (Hypothese teilweise widerlegt). Die Bazillen bilden jedoch Endosporen, die außerhalb eines Wirts überleben und Krankheiten verursachen können.

Kochs Forschung hatte mehrere Konsequenzen in der wissenschaftlichen Gemeinschaft. Einerseits leitete die Entdeckung des Überlebens von Krankheitserregern (die Krankheiten verursachen) außerhalb von Organismen das Protokoll zur Sterilisation von chirurgischen Instrumenten und anderen Krankenhausgegenständen ein.

Darüber hinaus wurden seine in der Anthraxforschung verwendeten Methoden später für die Untersuchung von Tuberkulose und Cholera perfektioniert. Zu diesem Zweck entwickelte er Färbe- und Reinigungstechniken sowie Bakterienwachstumsmedien wie Agarplatten und Petrischalen. Alle diese Methoden werden noch heute angewendet.

Schlussfolgerungen. Durch seine auf der wissenschaftlichen Methode basierende Arbeit gelangte er zu folgenden Schlussfolgerungen, die bis heute gültig sind und die gesamte bakteriologische Forschung bestimmen:

• Bei Krankheit ist eine Mikrobe vorhanden.
• Die Mikrobe kann dem Wirt entnommen und unabhängig gezüchtet werden (Kultur).
• Die Krankheit kann durch Einbringen einer Reinkultur der Mikrobe in einen gesunden Versuchswirt hervorgerufen werden.
• Dieselbe Mikrobe kann im infizierten Wirt identifiziert werden.

1. Pockenimpfstoff

Edward Jenner war ein Wissenschaftler, der zwischen dem 17. und 19. Jahrhundert in England lebte.

Zu dieser Zeit waren Pocken eine gefährliche Krankheit für den Menschen. Sie töteten 30% der Infizierten und hinterließen Narben bei den Überlebenden oder verursachten Blindheit.

Allerdings sind Pocken in der gewonnen Es war mild und konnte durch Wunden an den Eutern der Kuh von Kuh zu Mensch übertragen werden. Jenner stellte fest, dass viele Milcharbeiter behaupteten, wenn sie Pocken von Rindern gefangen hätten (die schnell heilten), würden sie nicht an menschlichen Pocken erkranken.

Beobachtung: Glaube an Immunität durch Ansteckung mit Rinderpocken. Von dieser Beobachtung aus ging Jenner zum nächsten Schritt in der wissenschaftlichen Methode über, hielt die Hypothese, dass dieser Glaube wahr ist, und entwickelte die notwendigen Experimente, um ihn zu beweisen oder zu widerlegen.

Hypothese: Die Ansteckung mit Rinderpocken verleiht den menschlichen Pocken Immunität.

Experiment: Jenners Experimente würden heute nicht akzeptiert, da sie an Menschen durchgeführt wurden. Obwohl es zu dieser Zeit keine andere Möglichkeit gab, die Hypothese zu testen, wäre das Experimentieren mit einem Kind heute noch völlig unzulässig. Jenner nahm Material von der Kuhpockenwunde aus der Hand einer infizierten Milchmagd und trug es auf den Arm eines Jungen auf, des Sohnes ihres Gärtners. Der Junge war mehrere Tage krank, erholte sich dann aber vollständig. Jenner nahm später Material von einer menschlichen Pockenwunde und trug es auf den Arm des gleichen Kindes auf. Der Junge erkrankte jedoch nicht an der Krankheit. Nach diesem ersten Test wiederholte Jenner das Experiment mit anderen Menschen und veröffentlichte dann seine Ergebnisse.

Schlussfolgerungen: Hypothese bestätigt. Daher schützt (deduktive Methode) die Infektion einer Person mit Kuhpocken vor einer Infektion mit menschlichen Pocken. Später konnte die wissenschaftliche Gemeinschaft Jenners Experimente wiederholen und die gleichen Ergebnisse erzielen.

Auf diese Weise wurden die ersten "Impfstoffe" erfunden: Anwendung eines schwächeren Virusstamms, um die Person gegen das stärkste und schädlichste Virus zu immunisieren. Derzeit wird das gleiche Prinzip für verschiedene Krankheiten angewendet. Der Begriff "Impfstoff" stammt von dieser ersten Form der Immunisierung mit einem Rindervirus.

1. Sie können die wissenschaftliche Methode anwenden

Die wissenschaftliche Methode ist eine Möglichkeit, Hypothesen zu testen. Um angewendet zu werden, ist es notwendig, ein Experiment durchführen zu können.

Angenommen, Sie sind während Ihres Matheunterrichts immer sehr müde.

Ihre Beobachtung ist: Ich träume im Matheunterricht.

Eine mögliche Hypothese lautet: Sie sind im Matheunterricht müde, weil Sie in der Nacht zuvor nicht genug geschlafen haben.

Um das Experiment durchzuführen, das die Hypothese beweist oder widerlegt, ist es sehr wichtig, dass Sie nichts an Ihrem Verhalten ändern, außer den Schlafstunden: Sie müssen dasselbe Frühstück haben, an derselben Stelle in der Klasse sitzen und mit denselben Personen sprechen.

Experiment: In der Nacht vor dem Matheunterricht werden Sie eine Stunde früher als gewöhnlich schlafen gehen.

Wenn Sie sich während des Mathematikunterrichts nach mehrmaligem Durchführen des Experiments nicht mehr schläfrig fühlen (vergessen Sie nicht, wie wichtig es ist, das Experiment mehrmals durchzuführen), wird die Hypothese bestätigt.

Wenn Sie weiterhin schläfrig sind, sollten Sie sich entwickeln neue Hypothesen.

Zum Beispiel:

• Hypothese 1. Eine Stunde Schlaf war nicht genug. Wiederholen Sie den Versuch und erhöhen Sie den Schlaf um zwei Stunden.
• Hypothese 2. Ein weiterer Faktor beeinflusst das Schlafgefühl (Temperatur, tagsüber konsumierte Nahrung). Neue Experimente sollen die Inzidenz anderer Faktoren bewerten.
• Hypothese 3. Es ist die Mathematik, die Sie schläfrig macht, und daher gibt es keine Möglichkeit, dies zu vermeiden.

Wie in diesem einfachen Beispiel zu sehen ist, ist die wissenschaftliche Methode anspruchsvoll, wenn Schlussfolgerungen gezogen werden sollen, insbesondere wenn unsere erste Hypothese nicht bewiesen ist.