1.2: Metoda naukowa

The Scientific Method
JoVE Core
Chemistry
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Chemistry
The Scientific Method
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

48,582 Views

03:50 min
September 03, 2020

Chemia jest nauką empiryczną. Naukowcy często zadają pytania, aby zrozumieć chemię w życiu codziennym i szukają odpowiedzi na te pytania. Aby to osiągnąć, naukowcy postępują zgodnie z definitywną serią kroków, które razem składają się na metodę naukową. Podejście to polega na dokonywaniu obserwacji, zadawaniu pytań, budowaniu hipotezy, przeprowadzaniu eksperymentów, analizowaniu wyników i formułowaniu wniosków. 

Obserwacja i pytanie

Pierwszym krokiem w metodzie naukowej jest obserwacja zjawiska w świecie fizycznym. Następnie postawiono pytanie, które ma na celu lepsze zrozumienie tego zjawiska. Na przykład pytanie może brzmieć: “Co zamarza szybciej, zwykła woda czy woda z dodatkiem soli?”

Hipoteza

Następnym krokiem jest sformułowanie wyjaśnienia dla danej obserwacji. Ta wstępna interpretacja zestawu obserwacji, która działa jako przewodnik dla zrozumienia obserwowanego zjawiska, nazywana jest hipotezą. Na przykład w przypadku powyższego pytania hipoteza może sugerować, że dodanie soli zmienia temperaturę zamarzania zwykłej wody.

Naukowcy często wykorzystują wcześniejsze badania i literaturę, aby rozpocząć swoje badania i sformułować hipotezę, którą można przetestować za pomocą eksperymentów. Silna hipoteza jest zarówno testowalna, jak i falsyfikowalna. Uważa się, że można ją przetestować, jeśli można udowodnić, że jest słuszna, i falsyfikowalną, jeśli można ją obalić – w takim przypadku naukowiec musi zmodyfikować lub odrzucić hipotezę. 

Eksperymentów 

Trzecim krokiem jest zaprojektowanie i przeprowadzenie eksperymentów w celu sprawdzenia słuszności hipotezy. Eksperymenty to pomiary i obserwacje prowadzone w kontrolowanych warunkach. Niektóre obserwacje i eksperymenty są jakościowe (opisujące, jak zachodzi proces), podczas gdy wiele ma charakter ilościowy (mierzenie lub kwantyfikowanie czegoś o procesie). Aby przetestować hipotezę słonej wody, naukowiec może wziąć dwie szklanki z równą ilością wody w temperaturze pokojowej. Do jednej ze szklanek można dodać łyżkę soli i obie szklanki włożyć do zamrażarki. Stan wody w każdej szklance można obserwować co 15 minut i rejestrować czas potrzebny do całkowitego zamrożenia każdej szklanki wody.  

Projekt eksperymentalny jest krytycznym krokiem w metodzie naukowej. Należy dołożyć starań, aby kontrolować liczbę zmiennych czynników, tak aby można było monitorować wpływ określonego czynnika, o którym mowa. 

Analiza wyników i wnioski

Następnym krokiem jest analiza wyników eksperymentów i stwierdzenie, czy wyniki te potwierdzają hipotezę, czy nie. Jeśli wniosek jest taki, że tak, to hipoteza jest akceptowana i może być poddana dalszym eksperymentom w celu uzyskania odpowiedzi na nowe pytania. Kiedy hipoteza okaże się błędna, można zaproponować nową hipotezę, a proces jest kontynuowany. 

W przykładzie ze słoną wodą wyniki wskazują, że słona woda potrzebuje więcej czasu na zamarzanie niż zwykła woda. Prowadzi to do wniosku, że woda z solą zamarza wolniej niż zwykła woda. Tak więc wyniki potwierdzają hipotezę.

Ten tekst jest adaptacją z Openstax, Chemia 2e, Sekcja 1.1: Metoda naukowa.