Znanstvena Metoda Koraki

Kaj je znanstvena metoda?

Znanstvena metoda se že od 17. stoletja na široko uporablja kot postopek, s katerim znanstveniki "delajo znanost" v resničnem svetu. Uporabljali so ga za odkrivanje veliko neverjetnih stvari o svetu okoli nas. Znanstvena metoda je stalen proces: eno odkritje lahko privede do številnih vprašanj, ki lahko, ko jih preiskujemo, vodijo do več odgovorov. Odvisno od stopnje učencev, učnega načrta vašega okrožja in drugih dejavnikov se spodaj navedeni koraki morda ne ujemajo s tistimi, ki jih poučujete. Vendar bi se moral postopek še vedno konceptualno ujemati. Poleg povzetka ključnih korakov znanstvene metode so predlagane dejavnosti, s katerimi se bodo vaši študenti vključili v razmišljanje o znanosti v resničnem svetu.

Več možnosti

Kopiraj to Zgodbo

Start Free Trial

1. Opazujte

Vsi to počnemo ves čas, od drugega, ko se zbudimo do drugega, gremo spat. Otroci že od malih nog prevzamejo vlogo znanstvenikov in pozorno opazujejo svet okoli sebe. Storyboard That lahko ta opažanja opišete v obliki kratkih stripov. Opazovanja niso samo stvari, ki jih vidimo z očmi. Vključujejo celo vrsto različnih stvari in vključujejo stvari, ki jih čutimo, vonjamo, okusimo, dotikamo ali slišimo. Izhajajo lahko tudi iz informacij, zbranih z uporabo znanstvene opreme, kot so mikroskopi, termometri in seizmometri.

Več možnosti

Kopiraj to Zgodbo

2. Zastavite vprašanje

Vprašanja lahko temeljijo na čemur koli, čeprav je na nekatera vprašanja lažje odgovoriti kot na druga. Eden najpomembnejših delov znanstvenega raziskovanja je razmišljanje o "kako" in "kaj". Obiskovanje vprašanj je lahko odlična aktivnost, ki jo lahko dopolnite s svojimi učenci. Študenti naj si omislijo slikovno karto o kakršnih koli vprašanjih o svetu ali pa vprašanja omejijo na določeno temo. Glede na starost študentov se lahko ta vprašanja pogosto prekrivajo!

Več možnosti

Kopiraj to Zgodbo

3. Raziskave

Raziskava je lahko tako preprosta kot iskanje po internetu ali knjižnici in je odličen čas, da se s študenti pogovorite o zanesljivih in nezanesljivih virih. Znanstveniki s pomočjo revij ugotovijo, ali so drugi znanstveniki opravili podobno delo in kakšne predloge so ti znanstveniki podali za nadaljnje proučevanje in eksperimentiranje. Druga ideja je, da preberete nekaj raziskav, ki ste jih našli med študenti, in poudarite in razložite morebiten izziv ključnega besedišča. To bo študente spodbudilo k raziskavam, da bi odgovorili na njihova vprašanja, preden končajo poskus, še posebej, če je že bil opravljen.

4. Odločite se za hipotezo

Hipoteza je preizkusna izjava ali izobraženo ugibanje. Hipoteza je pomembna, ker poskus poskuša ugotoviti, kako lahko ena spremenljivka vpliva na drugo. Pri ustvarjanju hipoteze je pomembno, da najprej ugotovimo odvisne in neodvisne spremenljivke v preiskavi. Pomislite, kakšen vpliv lahko spreminja neodvisna spremenljivka na odvisno spremenljivko. Iz tega oblikujte izjavo "če ... potem ..." Na primer, ko izvajamo preiskavo, da ugotovimo, kako temperatura vpliva na rast plesni na kruhu, je neodvisna spremenljivka temperatura in odvisna spremenljivka je količina plesni, ki raste na kruhu. Hipoteza "če ... potem ..." bi bila: "Če se temperatura poveča, se bo tudi količina plesni na kruhu povečala."

5. Zbiranje podatkov

Podatki lahko izhajajo iz izpolnitve predpisane dejavnosti, ki jo je oblikoval učitelj, izvedbe poskusa, ki temelji na preizkusni hipotezi, ali z uporabo objavljenih podatkov o tej temi. Če želite izvedeti več o tem, kako spodbuditi študente, da delajo kot znanstveniki in oblikujejo lastne eksperimente, glejte " Eksperimentalno oblikovanje ". To je lahko tudi odličen trenutek, s katerim lahko študentje ugotovimo, katere podatke je najpomembnejše zbirati.

6. Analizirajte podatke

Organizirajte rezultate poskusa in poiščite vzorce, trende ali druge informacije. Na tej stopnji učenci pogosto lahko ustvarijo tabele in grafikone, da olajšajo razumevanje informacij. To je lahko odličen način vključevanja matematičnih veščin v vaš učni načrt.

7. Po razlagi podatkov naredite sklepe

Na tej stopnji znanstveniki podatke razlagajo, da bi lahko sklepali; odločijo, ali podatki podpirajo ali ponarejajo hipotezo.

Ko izvajate poskus, da vidite, kako temperatura vpliva na rast plesni na kruhu, preizkusite dva kosa kruha: enega pustite na toplem, drugega pa na hladnem. Ena hipoteza bi lahko bila, če se temperatura zniža, potem bo plesen hitreje rasla . Če je na koščku kruha, ki je ostal na toplem mestu, zrasla več plesni, potem podatki ne podpirajo hipoteze.

8. Delite rezultate z drugimi znanstveniki

Pomembno je, da pridobite svoje študente, da svoje delo delijo z vrstniki, da se še naprej zanimajo za znanstveno raziskovanje. Študenti lahko svoje rezultate in zaključke zlahka delijo na več načinov:

• Študenti kritizirajo pisno delo in zagotavljajo medsebojno ocenjevanje
• Študenti delajo na svojih javnih govornih spretnostih, tako da pripravijo predstavitev s podrobnim delom in razpravljajo o njihovih rezultatih in zaključkih
• Ustvarite časopis za pouk o pouku, ki bo združil telo dela študentov
• Objavite podatke, diagrame ali rezultate na oglasni deski
• Študenti se po preizkusu vključijo v razpravo v razredu
• Organizirajte znanstveni sejem, da študentje delijo svoje rezultate in praktično delo
• Šolski dogodek, na katerega bodo zunanji sodniki povabili k vpogledu v študentsko delo
• Neuradna izmenjava informacij med učenci ali skupinami v učilnici s plakati ali eksponati

Izmenjava rezultatov pogosto poteka z objavljanjem prispevkov v znanstvenih revijah ali z govorom na znanstvenih konferencah. Študentom pokažite primere teh revij in poglejte, če najdejo nekaj, kar se jim zdi zanimivo.

9. Ponovite poskus

To običajno izvajajo drugi znanstveniki po vsem svetu. Več ljudi, ki lahko reproducirajo eksperiment in najdejo enake rezultate, bolj podpira teorijo. Vendar lahko vaši študenti primerjajo rezultate drugih študentov ali izvajajo nadaljnje poskuse. To je še posebej odlična vaja, če so študenti zasnovali poskus. Več skupin bi moralo izvesti en poskus, da bi videli, ali imajo enake zaključke ali če poskus ni ponovljiv.

Veliko velikih znanstvenih odkritij, ki so sledila tej metodi, je tudi odličnih zgodb! Storyboard That s pomočjo učencev za prikaz teh zgodb in za razumevanje, kako izgleda znanstvena metoda v akciji. Študenti lahko po zgodbah o znanih odkritjih prepoznajo različne korake znanstvene metode. V spodnjem primeru se zgodba ukvarja z odkrivanjem spiralne strukture DNK.

Odkritje strukture DNK

Delo, ki so ga leta 1944 opravili Oswald Avery, Colin MacLeod in Maclyn McCarty, je pokazalo, da je deoksiribonukleinska kislina (DNK) kemikalija, ki je nosila genetske informacije. Čeprav so to vedeli, znanstvena skupnost še vedno ni bila prepričana, kakšno obliko ima molekula DNK. James Watson in Francis Crick sta domnevala, da bi bila molekula vijačne oblike. Z matematičnimi izračuni so napovedali, da bo vzorec difrakcije rentgenskih žarkov za vijačnico v obliki X. Watson in Crick sta delala na izdelavi modela DNK, ki temelji na svoji hipotezi.

Rosalind Franklin, mlada raziskovalka na King's College London, je izvajala raziskave, ki so preučile različne difrakcijske vzorce, ki so jih naredili, ko so rentgenski žarki zasvetili na različnih vzorcih. Eden od vzorcev, ki ga je raziskovala, je bila kristalizirana DNK.

Fotografija 51 je bila rentgenska difrakcijska slika DNK, ki jo je posnel Raymond Gosling (doktorski študent pod Franklinovim nadzorom) brez Franklinovega dovoljenja ali vednosti. To sliko sta pokazala Watsonu in Cricku. Ko je Watson videl fotografijo, je takoj vedel, da mora biti konstrukcija vijačna od X-vzorca difrakcijskega vzorca.

Watson in Crick sta leta 1962 prejela Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino za raziskovanje strukture DNK. Rosalind Franklin je umrla za rakom jajčnikov v starosti 38 let, štiri leta pred to nagrado. Splošno je sprejeto, da so bili njeni dokazi kritični pri ugotavljanju strukture DNK. Še vedno je sporno, ali bi brez dela Watsona in Krika sama opredelila strukturo.

Več možnosti

Kopiraj to Zgodbo

Druga odlična dejavnost je, da študentje uporabljajo Storyboard That da povedo zgodbo v zgodovini, kot je spodaj. Pomembno je omeniti, da niso vsa velika odkritja v zgodovini znanosti sledila zgoraj navedeni znanstveni metodi. Galileo in njegovo odkritje lup Jupitra je fascinanten primer tega.

Obstaja veliko vznemirljivih zgodb znanstvenih odkritij, s katerimi bi lahko svoje študente spravili na knjigo! Tu je še nekaj zanimivih zgodb, ki jih študenti raziskujejo in pripovedujejo.

• Edmond Halley in Halleyev komet
• Isaac Newton in odkritje gravitacije
• Carl Wilhelm Scheele in odkritje kisika
• Charles Darwin in postopek naravne selekcije
• Louis Pasteur in odkritje, kako ubiti bakterije
• Aleksander Fleming in odkritje antibiotikov
• Louis de Broglie s svojim delom na materiji in dvojnosti valovnih delcev
• Dimitry Mendeleev in periodična tabela
• Wilhelm Roentgen in rentgen
• Thomas Young in valovna teorija svetlobe
• Projekt Manhattan in atomska bomba

Če želite več virov o vplivu znanstvenih preiskav in odkrivanja na zgodovino, si oglejte naše vire o zgodovini.

Galileo Galilei

Galileo Galilei se je rodil v Pisi v Italiji 15. februarja 1564. Bil je sin znanega italijanskega glasbenika. Čeprav je bil zelo zainteresiran za to, da bi postal katoliški duhovnik, je diplomiral za zdravnika na Pisaški univerzi. Zaljubil se je v matematiko in fiziko, ko se je po naključju udeležil predavanja o geometriji.

Eden najpomembnejših in najbolj kontroverznih Galileovih dokumentov je bil Siderus Nuncias ali zvezdniški glasnik , ki je podrobno opisal svoja opažanja o Jupitrevih lunah. Ta opažanja so podpirala spremembo načina razumevanja strukture vesolja. Do teh presenetljivih opazovanj so se ljudje strinjali z grškim filozofom in znanstvenikom Aristotelom , ki je prvi predstavil idejo, da je Zemlja v središču vesolja. Ta koncept vesolja je bil znan kot Geocentrični model .

Galileo je bil zgodnji pionir teleskopa. Njegovi zgodnji teleskopi so pogosto vsebovali pomanjkljivosti in ustvarjali zamegljene slike, vendar bi lahko še vedno 30-krat povečali predmete za opazovalca. Prodajal je svoje teleskope in denar porabil za financiranje svojih raziskav. S teleskopom je opazoval nočno nebo in podrobno opazoval, kaj je videl.

V noči na 7. januar 1610 je Galileo pogledal v nebo na Jupiter. Opazil je »tri fiksne zvezde« zelo blizu planeta, vsi so se postavili. V naslednjih nočeh je ugotovil, da te zvezde niso vse določene, in zdi se, da se premikajo glede na Jupiter. Zdaj vemo, da te zvezde dejansko niso bile zvezde, ampak lune Jupitra. Zavedel se je, da če ta telesa krožijo nad Jupitrom, potem geocentrični model nima smisla. Ti podatki podpirajo Heliocentrični model , idejo, da je Sonce v središču našega vesolja in da ga krožijo druga nebesna telesa. Nicolaus Kopernik je bil poljski znanstvenik, ki je prvi domneval, da je Sonce v središču našega vesolja.

Katoliška cerkev je bila takrat izjemno močna sila na svetu in sploh niso bili navdušeni nad Galilejevimi odkritji. Cerkev je menila, da vsaka omemba vesolja, osredotočenega na sonce, nasprotuje njenim stališčem in Bibliji in je zelo želela ustaviti širjenje te ideje. Galileja je poklicala rimska inkvizicija, saj je Cerkev mislila, da poskuša prepisati Sveto pismo. Za Galileo je bilo ugotovljeno, da je "osumljen krivoverstva" in je bil v zaporu. Naslednji dan so ga dali v hišni pripor, dokler ni osem let pozneje umrl.

Današnji znanstveniki so spoznali, da je Sonce središče našega osončja, ne pa vesolje. Naše Sonce je zvezda zelo podobna milijardam drugih v našem vesolju. Leta 1992, 350 let po zaprtju Galileja, je katoliška cerkev priznala, da niso zmotna glede Galilejevih stališč in se je papež Janez Pavel opravičil zaradi dogodka.

Več možnosti

Kopiraj to Zgodbo

Pogosta vprašanja o znanstveni metodi

Zakaj je znanstvena metoda pomembna?

Znanstvena metoda je pomembna, ker zagotavlja sistematičen način za raziskovanje in razumevanje naravnega sveta. Znanstvenikom omogoča objektivna opazovanja, oblikovanje hipotez, ki jih je mogoče preveriti, in načrtovanje eksperimentov za preizkušanje teh hipotez. Če sledijo znanstveni metodi, lahko znanstveniki zagotovijo, da njihove ugotovitve temeljijo na empiričnih dokazih in niso zgolj rezultat pristranskosti ali špekulacij.

Kaj je hipoteza?

Hipoteza je okvirna razlaga opazovanega pojava. Je izjava, ki jo je mogoče preizkusiti in napoveduje, kaj se bo zgodilo pod določenimi pogoji, če je hipoteza pravilna.

Kaj je kontrolna skupina?

Kontrolna skupina je skupina v poskusu, ki se uporablja kot primerjalni standard. Kontrolna skupina ni izpostavljena eksperimentalnemu zdravljenju in se uporablja za ugotavljanje, ali so rezultati poskusa posledica zdravljenja ali kakšnega drugega dejavnika.

Kaj je spremenljivka?

Spremenljivka je vsak dejavnik, ki se lahko spremeni v poskusu. Obstajata dve vrsti spremenljivk: neodvisne spremenljivke in odvisne spremenljivke. Neodvisna spremenljivka je faktor, s katerim manipulira eksperimentator, medtem ko je odvisna spremenljivka faktor, ki se meri.