Mokslinis Metodas Žingsniai

Kas yra mokslinis metodas?

Mokslinis metodas buvo plačiai naudojamas nuo XVII amžiaus kaip procesas, kurio metu mokslininkai „daro mokslą“ realiajame pasaulyje. Jis buvo panaudotas norint atrasti daug neįtikėtinų dalykų apie mus supantį pasaulį. Mokslinis metodas yra nuolatinis procesas: vienas atradimas gali sukelti daug daugiau klausimų, kurie, ištyrus, gali sukelti daugiau atsakymų. Priklausomai nuo jūsų studentų lygio, jūsų rajono ugdymo programos ir kitų veiksnių, toliau aprašyti veiksmai gali tiksliai neatitikti to, ko mokote. Tačiau procesas vis tiek turėtų atitikti konceptualiai. Be pagrindinių mokslinio metodo žingsnių santraukos, taip pat siūloma veikla, leidžianti jūsų studentams domėtis gamtos mokslais.

Daugiau pasirinkimų

Nukopijuokite šią Siužetinę Lentą

Start Free Trial

1. Atlikite pastebėjimus

Visi tai daro visą laiką, nuo antros pabundame iki antros einame miegoti. Nuo pat mažens vaikai imasi mokslininkų vaidmens, atidžiai stebėdami juos supantį pasaulį. Storyboard That gali būti naudojama apibūdinant šiuos pastebėjimus kaip trumpus komiksus. Stebėjimai nėra tik dalykai, kuriuos matome savo akimis. Jie apima daugybę įvairių dalykų ir apima tai, ką jaučiame, užuodžiame, skonį, liečiame ar girdime. Jie taip pat gali būti gauti iš informacijos, surinktos naudojant mokslinę įrangą, tokią kaip mikroskopai, termometrai ir seismometrai.

Daugiau pasirinkimų

Nukopijuokite šią Siužetinę Lentą

2. Užduokite klausimą

Klausimai gali būti grindžiami bet kuo, nors į kai kuriuos klausimus lengviau atsakyti nei į kitus. Viena iš svarbiausių mokslinių tyrimų dalių yra mąstymas apie „kaip“ ir „kodėl“. Klausimų pateikimas gali būti puiki veikla, kurią galite atlikti kartu su savo mokiniais. Pakvieskite studentus sugalvoti minčių žemėlapio siužetinę sritį, kurioje būtų klausimai apie pasaulį, arba susiaurinkite klausimus iki tam tikros temos. Priklausomai nuo jūsų mokinių amžiaus, galite pastebėti, kad šie klausimai dažnai sutampa!

Daugiau pasirinkimų

Nukopijuokite šią Siužetinę Lentą

3. Tyrimai

Tyrimai gali būti tokie pat paprasti kaip interneto ar bibliotekos paieška ir yra puikus laikas pasikalbėti su savo studentais apie patikimus ir nepatikimus šaltinius. Mokslininkai naudojasi žurnalais norėdami sužinoti, ar kiti mokslininkai atliko panašų darbą ir kokius pasiūlymus šie mokslininkai pateikė tolesniems tyrimams ir eksperimentams. Kita idėja yra perskaityti keletą tyrimų, kuriuos atradote studentams, išryškindami ir paaiškindami bet kokį iššūkį keliantį pagrindinį žodyną. Tai paskatins studentus atlikti tyrimus, kad atsakytų į jų klausimus prieš atlikdami eksperimentą, ypač jei jis jau buvo padarytas.

4. Nuspręskite dėl hipotezės

Hipotezė yra patikrinamas teiginys arba išsilavinęs spėjimas. Hipotezė yra svarbi, nes eksperimentu bandoma nustatyti, kaip vienas kintamasis gali paveikti kitą. Sudarant hipotezę, svarbu iš pradžių nustatyti priklausomus ir nepriklausomus kintamuosius . Pagalvokite apie tai, kokį poveikį nepriklausomo kintamojo keitimas gali turėti priklausomam kintamajam. Iš to suformuokite teiginį „jei ... tada ...“. Pvz., Atlikdami tyrimą, norėdami sužinoti, kaip temperatūra veikia duonos pelėsių augimą, nepriklausomas kintamasis yra temperatūra, o priklausomas kintamasis yra pelėsio, augančio ant duonos, kiekis. Hipotezė „jei ... tada ...“ būtų tokia: „Jei temperatūra padidės, pelėsio kiekis ant duonos taip pat padidės“.

5. Surinkite duomenis

Duomenys gali būti gauti atlikus nustatytą mokytojo suprojektuotą veiklą, atliekant eksperimentą, pagrįstą patikrinama hipoteze, arba naudojant paskelbtus duomenis šia tema. Norėdami sužinoti daugiau apie tai, kaip pritraukti studentus dirbti mokslininkais ir kurti savo eksperimentus, skaitykite „ Eksperimento dizainas “. Tai taip pat gali būti puiki proga padėti studentams išsiaiškinti, kokius duomenis svarbiausia rinkti.

6. Išanalizuokite duomenis

Sutvarkykite eksperimento rezultatus ir ieškokite modelių, tendencijų ar kitos informacijos. Dažnai šiame etape studentai gali sudaryti lenteles ir grafikus, kad būtų lengviau suprasti informaciją. Tai gali būti puikus būdas įtraukti matematikos įgūdžius į savo mokslo programą.

7. Išaiškinę duomenis, padarykite išvadas

Šiame etape mokslininkai interpretuoja duomenis, kad padarytų išvadas; jie nusprendžia, ar duomenys patvirtina, ar klaidina hipotezę.

Atlikdami eksperimentą, norėdami išsiaiškinti, kaip temperatūra paveikia pelėsių augimą ant duonos, išbandykite du duonos gabaliukus: vieną palikite šiltoje vietoje, kitą - šaltoje vietoje. Viena hipotezė galėtų būti, jei temperatūra bus sumažinta, tada pelėsiai augs greičiau . Atlikus eksperimentą, jei ant duonos gabaliuko, palikto šiltoje vietoje, išaugo daugiau pelėsių, duomenys nepatvirtina šios hipotezės.

8. Dalykitės rezultatais su kitais mokslininkais

Svarbu, kad jūsų studentai pasidalintų savo darbais su savo bendraamžiais, kad ir toliau domėtųsi moksliniais tyrimais. Studentai gali lengvai pasidalyti savo rezultatais ir išvadomis įvairiais būdais:

• Studentai kritikuoja vienas kito parašytą darbą ir pateikia kolegų vertinimus
• Studentai tobulina savo viešojo kalbėjimo įgūdžius rengdami pristatymą, kuriame išsamiai aprašo savo darbą, ir aptaria jo rezultatus bei išvadas
• Sukurkite klasės mokslo žurnalą, kad būtų galima palyginti studentų darbą
• Skelbkite duomenis, schemas ar rezultatus skelbimų lentoje
• Po eksperimento studentai įsitraukia į diskusiją klasėje
• Renkite mokslo mugę, kad studentai pasidalintų savo rezultatais ir praktiniu darbu
• Mokyklos renginys, kviečiantis išorinius teisėjus apžiūrėti mokinio darbus
• Neformalus dalijimasis informacija tarp klasių mokinių ar grupių su plakatais ar eksponatais

Rezultatais dažnai dalijamasi skelbiant straipsnius mokslo žurnaluose arba kalbant mokslinėse konferencijose. Parodykite studentams šių žurnalų pavyzdžius ir sužinokite, ar jiems atrodo kažkas, jų manymu, įdomaus.

9. Pakartokite eksperimentą

Paprastai tai vykdo kiti mokslininkai visame pasaulyje. Kuo daugiau žmonių gali atkartoti eksperimentą ir rasti tuos pačius rezultatus, tuo labiau palaikoma teorija. Tačiau jūsų studentai gali palyginti kitų studentų rezultatus arba atlikti ir tolesnius eksperimentus. Tai ypač puikus pratimas, jei studentai suprojektavo eksperimentą. Kelios grupės turėtų atlikti vieną eksperimentą, norėdamos išsiaiškinti, ar jų išvados yra vienodos, ar eksperimento negalima pakartoti.

Daugelis puikių mokslinių atradimų, atliktų po šio metodo, taip pat yra puikios istorijos! Storyboard That gali būti naudojama norint priversti studentus įsivaizduoti šias istorijas ir sukurti supratimą apie tai, kaip atrodo mokslinis metodas. Studentai gali nustatyti skirtingus mokslinio metodo žingsnius, pasakodami apie garsiuosius atradimus. Žemiau pateiktame pavyzdyje siužetinėje linijoje apžvelgiama spiralinės DNR struktūros aptikimas.

DNR struktūros atradimas

1944 metais Oswald Avery, Colin MacLeod ir Maclyn McCarty atliktas darbas parodė, kad dezoksiribonukleino rūgštis (DNR) buvo cheminė medžiaga, gabenanti genetinę informaciją. Nors jie tai žinojo, mokslo bendruomenė vis dar nebuvo įsitikinusi, kokia forma yra DNR molekulė. Jamesas Watsonas ir Francisas Crickas iškėlė hipotezę, kad molekulė bus spiralės formos. Jie, naudodamiesi matematiniais skaičiavimais, numatė, kad spiralės rentgeno spinduliuotės difrakcijos schema bus X forma. Watsonas ir Crickas, remdamiesi savo hipoteze, ruošė DNR modelį.

Rosalind Franklin, jauna „King's College London“ tyrėja, atliko tyrimus, kuriuose nagrinėjo skirtingus difrakcijos modelius, susidarančius, kai rentgeno spinduliai buvo spindinami skirtinguose mėginiuose. Vienas iš pavyzdžių, kuriuos ji tyrė, buvo kristalizuota DNR.

51 nuotrauka buvo rentgeno spinduliuotės DNR vaizdas, padarytas Raymondo Goslingo (doktorantas, prižiūrimas Franklino) be Franklino leidimo ar žinios. Šis vaizdas buvo parodytas Watsonui ir Crickui. Kai Watsonas pamatė nuotrauką, jis iškart žinojo, kad struktūra turi būti spiralinė pagal rentgeno spindulių difrakcijos modelio X formos schemą.

1962 m. Watsonas ir Crickas buvo apdovanoti Nobelio fiziologijos ar medicinos premija už DNR struktūros tyrimus. Rosalind Franklin nuo kiaušidžių vėžio mirė sulaukusi 38 metų, likus ketveriems metams iki šio apdovanojimo. Visuotinai priimta, kad jos įrodymai buvo kritiški nustatant DNR struktūrą. Vis dar diskutuojama, ar ji pati būtų nustačiusi struktūrą be Watsono ir Cricko darbo.

Daugiau pasirinkimų

Nukopijuokite šią Siužetinę Lentą

Kita puiki veikla yra priversti studentus naudotis „ Storyboard That kad papasakotų tokią istoriją istorijoje, kokia yra žemiau. Svarbu pažymėti, kad ne visi didieji atradimai mokslo istorijoje buvo atlikti aukščiau pateiktu moksliniu metodu. Galileo ir jo atradimas Jupiterio mėnuliuose yra žavus to pavyzdys.

Yra daugybė įdomių mokslo atradimų istorijų, kuriomis pasinaudojote, jei savo mokinius galite paversti siužetine juosta! Čia yra keletas įdomių istorijų, skirtų studentams tyrinėti ir perpasakoti.

• Edmondo Halley ir Halley kometa
• Izaokas Niutonas ir gravitacijos atradimas
• Carlas Wilhelmas Scheele'as ir deguonies atradimas
• Charlesas Darwinas ir natūralios atrankos procesas
• Louis Pasteur ir atradimas, kaip nužudyti bakterijas
• Aleksandras Flemingas ir antibiotikų atradimas
• Louisas de Broglie'as su savo darbu apie materiją ir bangų dalelių dualumą
• Dimitry Mendelejevas ir periodinė lentelė
• Vilhelmas Roentgenas ir rentgeno nuotraukos
• Tomas Youngas ir šviesos bangų teorija
• Manheteno projektas ir atominė bomba

Norėdami sužinoti daugiau informacijos apie mokslinių tyrimų ir atradimų poveikį istorijoje, apsilankykite mūsų istorijos šaltiniuose.

„Galileo Galilei“

Galileo Galilei gimė 1564 m. Vasario 15 d. Pizoje, Italijoje. Jis buvo garsaus italų muzikanto sūnus. Nors ir labai norėjo tapti katalikų kunigu, mokslus pradėjo Pizos universitete. Jis įsimylėjo matematiką ir fiziką, kai netyčia apsilankė paskaitoje apie geometriją.

Vienas iš svarbiausių ir prieštaringiausiai vertinamų „ Galileo“ dokumentų buvo Siderusas Nuncijus arba „ Žvaigždžių pasiuntinys“ , kuriame išsamiai aprašyti jo pastebėjimai apie Jupiterio mėnulius. Šie pastebėjimai patvirtino pasikeitusį požiūrį į žmonių supratimą apie Visatos struktūrą. Iki šių nuostabių pastebėjimų žmonės sutarė su graikų filosofu ir mokslininku Aristoteliu , kuris pirmiausia iškėlė mintį, kad Žemė yra visatos centre. Ši Visatos idėja buvo žinoma kaip Geocentrinis modelis .

Galileo buvo ankstyvas teleskopo pradininkas. Jo ankstyvuosiuose teleskopuose dažnai būdavo trūkumų ir buvo gaunami neryškūs vaizdai, tačiau stebėtojas vis tiek galėjo padidinti objektus apie 30 kartų. Jis pardavė savo teleskopus ir panaudojo pinigus tyrimams finansuoti. Jis savo teleskopu stebėjo naktinį dangų ir detaliai stebėjo, ką matė.

1610 m. Sausio 7 d. Naktį Galileo pažvelgė į dangų ties Jupiteriu. Jis pastebėjo, kad visos trys planetos, esančios labai arti planetos, yra išsidėsčiusios. Per keletą kitų naktų jis atrado, kad šios „žvaigždės“ ne visos buvo fiksuotos ir, atrodo, juda Jupiterio atžvilgiu. Dabar mes žinome, kad šios „žvaigždės“ iš tikrųjų nebuvo žvaigždės, bet Jupiterio mėnuliai. Jis suprato, kad jei šie kūnai skrieja aplink Jupiterį, tada geocentrinis modelis neturėjo prasmės. Šie duomenys palaiko Heliocentrinį modelį , mintį, kad Saulė yra mūsų visatos centre ir kad aplink ją skrieja kiti dangaus kūnai. Nikolajus Kopernikas buvo lenkų mokslininkas, kuris pirmiausia iškėlė hipotezę, kad Saulė yra mūsų visatos centre.

Katalikų bažnyčia tuo metu buvo nepaprastai galinga jėga ir jiems visiškai nepatiko Galileo atradimai. Bažnyčia manė, kad bet koks paminėjimas į saulę nukreiptą visatą prieštarauja jos pažiūroms ir Biblijai, ir labai norėjo sustabdyti šios idėjos skleidimą. Galilėjus vadino Romos inkvizicija, nes Bažnyčia manė, kad jis bando perrašyti Bibliją. Buvo nustatyta, kad „Galileo“ buvo įtariamas erezija ir buvo paguldytas į kalėjimą. Kitą dieną jam buvo skirtas namų areštas, kol jis mirė po aštuonerių metų.

Šiuolaikiniai mokslininkai suprato, kad Saulė yra mūsų Saulės sistemos centras, bet ne Visata. Mūsų Saulė yra žvaigždė, labai panaši į milijardus kitų mūsų Visatos. 1992 m., Praėjus 350 metų po „Galileo“ įkalinimo, Katalikų bažnyčia pripažino, kad jie neteisūs dėl „Galileo“ požiūrio, ir popiežius Jonas Paulius atsiprašė dėl įvykio.

Daugiau pasirinkimų

Nukopijuokite šią Siužetinę Lentą

Dažnai užduodami klausimai apie mokslinį metodą

Kodėl mokslinis metodas yra svarbus?

Mokslinis metodas yra svarbus, nes jis suteikia sistemingą būdą tyrinėti ir suprasti gamtos pasaulį. Tai leidžia mokslininkams atlikti objektyvius stebėjimus, suformuluoti patikrinamas hipotezes ir kurti eksperimentus, kad patikrintų šias hipotezes. Taikydami mokslinį metodą mokslininkai gali užtikrinti, kad jų išvados būtų pagrįstos empiriniais įrodymais, o ne tik šališkumo ar spėlionių rezultatas.

Kas yra hipotezė?

Hipotezė yra preliminarus stebimo reiškinio paaiškinimas. Tai patikrinamas teiginys, numatantis, kas nutiks tam tikromis sąlygomis, jei hipotezė bus teisinga.

Kas yra kontrolinė grupė?

Kontrolinė grupė yra eksperimento grupė, kuri naudojama kaip palyginimo standartas. Kontrolinė grupė nėra veikiama eksperimentinio gydymo, ji naudojama siekiant nustatyti, ar eksperimento rezultatus lėmė gydymas, ar koks nors kitas veiksnys.

Kas yra kintamasis?

Kintamasis yra bet koks veiksnys, kuris gali pasikeisti eksperimento metu. Yra dviejų tipų kintamieji: nepriklausomi kintamieji ir priklausomi kintamieji. Nepriklausomas kintamasis yra veiksnys, kuriuo manipuliuoja eksperimentuotojas, o priklausomas kintamasis yra faktorius, kuris yra matuojamas.