Преговор на биология и научният метод

Основни понятия

Термин	Значение
Биология	Науката за живите същества
Наблюдение	Забелязване и описване на събития по подреден начин
Хипотеза	Научно обяснение, което може да бъде тествано чрез експерименти или наблюдения
Контролиран експеримент	Експеримент, при който се променя само една променлива
Независима променлива	Променливата, която целенасочено бива променена в един експеримент
Зависима променлива	Променливата, която бива наблюдавана и се променя в отговор на независимата променлива
Контролна група	Основна група, която няма промени в независимата променлива
Научна теория	Добре проверено и широко прието обяснение за един феномен
Изследователско пристрастие	Процес, при който изследователят влияе на резултатите, със или без свое знание
Плацебо	Вещество, което няма терапевтичен ефект, често използвано като контрол в експериментите
Двойносляпо проучване	Проучване, при което нито участниците, нито изследователите знаят кой получава определено лечение

Природата на биологията

Биологията е клон на науката, който изучава живите неща, или организмите. Биолозите са идентифицирали черти, които са общи за всички живи организми, които познаваме. Въпреки че неживи неща може да проявят някои от тези свойства, за да може нещо да се смята за живо, то трябва да изпълни всички тях.

Свойствата на живота

Организация: Живите неща са високоорганизирани (което означава, че съдържат специализирани, координирани части) и са изградени от една или повече клетки.
Метаболизъм: Живите неща трябва да използват енергия и да консумират хранителни вещества, за да извършат химичните реакции, които поддържат живота. Общият сбор от биохимичните реакции, които протичат в един организъм, се нарича метаболизъм.
Хомеостаза: Живите организми регулират вътрешната си среда, за да поддържат сравнително тесен диапазон условия, необходим за клетъчната функция.
Растеж: Живите организми преминават през регулиран растеж. Отделните клетки стават по-големи по размер, а многоклетъчните организми натрупват много клетки чрез клетъчно делене.
Възпроизвеждане: Живите организми могат да се възпроизвеждат, за да създадат нови организми.
Отговор: Живите организми отговарят на стимули или на промени в околната си среда.
Еволюция: Популациите от живи организми могат да преминат през еволюция, което означава, че генетичният състав на една популация може да се промени с времето.

Научна методология

Научният метод включва правене на наблюдения и задаване на въпроси.

Учените формират хипотези въз основа на тези наблюдения и после разработват контролирани експерименти, за да съберат и анализират данни. Като използват тези данни, те могат да направят заключения и да формират въпроси за ново научно проучване.

Пример за научен метод: Филийките не могат да се изпекат

Данни от много експерименти се използват за създаване на по-добро разбиране за това как работи света и за развитие на научни теории.

Дизайн на експеримент

Експериментирането е сърцето на науката. Учените задават въпроси, събират доказателства, споделят идеи и анализират данни.

При създаването на експериментите научният въпрос (или въпроси), които експериментът цели да отговори, трябва да бъде ясно идентифициран. Независимата променлива и зависимата променлива трябва също да бъдат идентифицирани, тъй като целта на един създаден експеримент е да се разбере как едната променлива влияе на другата.

Един прост експеримент трябва да има само една независима променлива. Всички други фактори, които могат да имат влияние върху резултата на експеримента, трябва да бъдат контролирани или поддържани постоянни. В допълнение, една група в експеримента трябва да е контролна група, група, която е обособена за използване като сравнителна точка за съпоставка. При тази група независимата променлива няма да бъде манипулирана.

Намаляване на грешките и пристрастията

Важно е да създадем експеримент, който води до най-точните възможни резултати.

Учените по принцип целят да са обективни, но те са хора и имат собствените си предпочитания, нехаресвания и лични пристрастия. Поради това научните данни могат да бъдат интерпретирани по различни начини от различни учени.

Някои начини да избегнем това включват:

Наличие на голям размер извадка в експеримента: Това помага да отчетем всички малки разлики измежду тестовите субекти, които може да доведат до неочаквани резултати.
Повтарянето на експерименталните опити множество пъти: Грешки могат да възникнат от леки разлики в тестовите субекти или грешки в методологията или събирането на данни. Повтарянето на опитите помага за намаляване на тези грешки.
Включване на всички точки данни: Понякога е изкушаващо да изхвърлим данните, които не съвпадат с предложената хипотеза. Но това прави проучването неточно! Всички точки данни трябва да бъдат включени, без значение дали подкрепят хипотезата, или не.
Използване на плацебо, когато е подходящо: Плацебото не позволява на тестовите субекти да знаят дали са получили реално терапевтично вещество. Това помага на изследователите да определят дали едно вещество има истински ефект.
Имплементиране на двойнослепи проучвания, когато е подходящо: Двойнослепите проучвания не позволяват на наблюдателите да знаят статуса на определен участник. Това помага за елиминиране на предубежденията на наблюдателя.

Комуникиране на откритията

За да може едно проучване да бъде прието, то трябва да бъде споделено в научното общество. Учените често си сътрудничат в групи и комуникират проучванията си с други групи. Тази комуникация трябва да следва специфични насоки, за да е сигурно, че комуникацията е подходяща.

Публикуването на находките от проучването в проверени от колегите научни журнали позволява на учените да споделят идеите си и предоставя на други учени възможността да оценят и проверят предоставения анализ на данните.

Какво да помним

Една хипотеза не е задължително правилното обяснение. Вместо това е възможно обяснение, което може да бъде проверено, за да се види дали е възможно правилно, или трябва да се формира нова хипотеза.
Не всички обяснения могат да бъдат приети за хипотеза. Хипотезата трябва да бъде годна за проверяване и да може да е грешна, за да е валидна. Например "Вселената е красива" не е добра хипотеза, понеже няма експеримент, който може да провери това твърдение и да покаже, че е погрешно.
В повечето случаи научният метод е цикличен процес. С други думи, той е цикъл, вместо права линия. Резултатът от един експеримент често става обратната връзка, която повдига въпроси за още експериментиране.
Учените използват думата "теория" по много различен начин от не-учените. Когато много хора кажат "Имам теория", те имат предвид "Имам предположение". Научните теории, от друга страна, са добре проверени и силно надеждни научни обяснения за природни феномени. Те обединяват много повторени наблюдения и събрани данни от множество експерименти.

Искаш ли да се присъединиш към разговора?

Вписване в профила

Сортирай по:

Все още няма публикации.

Разбираш ли английски? Натисни тук, за да видиш още дискусии в английския сайт на Кан Академия.