Concevoir des expériences en utilisant la méthode scientifique

Comment les scientifiques savent ce qu'ils savent? Quand il vient à la collecte d'informations, les scientifiques comptent habituellement sur la méthode scientifique.

La méthode scientifique est un plan qui est suivie dans l'exécution d'une expérience scientifique et la rédaction des résultats. Il est pas un ensemble d'instructions pour une seule expérience, ni n'a été conçu par une seule personne. La méthode scientifique a évolué au fil du temps, après de nombreux scientifiques ont effectué des expériences et voulaient communiquer leurs résultats à d'autres scientifiques. La méthode scientifique permet des expériences pour être dupliqués et les résultats soient communiqués de manière uniforme.

Comme vous allez voir, le format de la méthode scientifique est très logique. Vraiment, beaucoup de gens à résoudre leurs problèmes et répondre à des questions tous les jours de la même manière que les expériences sont conçues.

Hypothétiquement

Lors de la préparation pour faire des recherches, un scientifique doit former un hypothèse, qui est une supposition éclairée sur un problème ou une idée particulière, et ensuite travailler à soutien et prouver qu'elle est correcte, ou réfuter et prouver qu'il est faux.

Que le savant est bon ou mauvais est pas aussi important que si il ou elle met en place une expérience qui peut être répété par d'autres scientifiques, qui attendent pour atteindre la même conclusion.

La valeur des variables

Les expériences doivent avoir la capacité d'être dupliqué parce que les "réponses" le scientifique vient avec (si elle soutient ou réfute l'hypothèse de départ) ne peut pas faire partie de la base de connaissances sauf si d'autres scientifiques peuvent effectuer la même expérience (s) exacte et atteindre le même result- contraire, l'expérience est inutile.

"Pourquoi est-il inutile," demandez-vous? Eh bien, il ya des choses appelées variables. Variables varient: Ils changent, ils diffèrent, et ils ne sont pas les mêmes. Une expérience bien conçue doit avoir un variable indépendante et un variable dépendante. La variable indépendante est ce que le scientifique manipule dans l'expérience. Les changements de la variable dépendante basé sur la façon dont la variable indépendante est manipulé. Par conséquent, la variable dépendante fournit les données de l'expérience.

Les expériences doivent contenir les étapes suivantes pour être considérés comme «bonne science».

1. Un scientifique doit garder la trace de l'information par l'enregistrement des données.

Les données doivent être présentées visuellement, si possible, comme à travers un graphique ou un tableau.

2. Un contrôle doit être utilisé.

De cette façon, les résultats peuvent être comparés à quelque chose.

3. les conclusions doivent être tirées des résultats.

4. Les erreurs doivent être signalées.

Supposons que vous vous demandez si vous pouvez courir un marathon plus vite quand vous mangez des pâtes la veille ou lorsque vous buvez du café le matin de la course. Votre intuition est que le chargement sur les pâtes vous donnera l'énergie pour courir plus vite le lendemain. Une hypothèse appropriée serait quelque chose comme, "Le temps qu'il faut pour courir un marathon est améliorée en consommant de grandes quantités d'hydrates de carbone pré-course." La variable indépendante est la consommation de pâtes, et la variable dépendante est à quelle vitesse vous exécutez la course.

Pensez-y de cette façon: à quelle vitesse vous exécutez dépend de la pâte, de façon à quelle vitesse vous exécutez est la variable dépendante. Maintenant, si vous mangez plusieurs plaques de spaghettis la nuit avant la course, mais alors se lever le lendemain matin et boire deux tasses de café avant de vous diriger vers la ligne de départ, votre expérience est inutile.

Pourquoi est-il inutile? En buvant le café, vous introduisez une seconde variable indépendante, de sorte que vous ne saurez pas si le temps de course plus rapide est due à la pâte ou le café. Les expériences peuvent avoir qu'une seule variable indépendante. Si vous voulez connaître l'effet de la caféine (ou sommeil supplémentaire ou amélioré la formation) sur votre temps de course, vous auriez à concevoir un deuxième (ou troisième ou quatrième) expérience.

Vérifier vos stats

Bien sûr, ces expériences devront être effectuées à plusieurs reprises par de nombreux coureurs différents afin de montrer une signification statistique valable. Signification statistique est une mesure mathématique de la validité d'une expérience. Si une expérience est répétée et les résultats sont dans une marge étroite, les résultats sont dit être significative lorsqu'elle est mesurée en utilisant la branche des mathématiques appelée statistiques. Si les résultats sont partout dans le conseil d'administration, ils ne sont pas significatif parce qu'un conclusion définitive ne peut être tirée à partir des données.

Suivi des informations

Une fois une expérience est bien conçu, vous pouvez commencer à garder la trace de l'information recueillie grâce à l'expérience. Dans une expérience tester si manger des pâtes la veille un marathon améliore le temps de fonctionnement, supposons que vous mangez un plat de nouilles de la veille, puis boire de l'eau le matin de la course. Vous pouvez enregistrer votre temps à chaque mile le long de la route 26-mile de garder une trace de l'information. Ensuite, pour le prochain marathon vous exécutez (garçon, vous devez être en grande forme), vous mangez que de la viande la nuit avant la course, et You Down trois espressos matin de la course. Encore une fois, vous souhaitez enregistrer vos fois à chaque mile le long de la route.

Que faites-vous avec l'information recueillie au cours d'expériences? Eh bien, vous pouvez représenter graphiquement pour une comparaison visuelle des résultats de deux ou plusieurs expériences. La variable indépendante l'une de l'essai est portée en X-axe (celui qui est horizontal), et la variable dépendante est tracée sur la y-axe (celui qui exécute la verticale). Dans des expériences comparant le temps qu'il a fallu pour courir un marathon après avoir mangé des pâtes la veille, obtenir sommeil supplémentaire, boire du café, ou tout autre variable indépendante que vous pouvez essayer, miles 1 à 26 seraient étiquetés jusqu'à la y-axe. Le facteur qui ne change pas dans toutes les expériences est que le marathon est de 26 miles de long. Le temps qu'il a fallu pour atteindre chaque mile serait tracée le long de la X-axe. Ces données peuvent varier en fonction de ce que le coureur a changé avant la course, comme l'alimentation, le sommeil, ou de formation. Vous pouvez tracer plusieurs variables indépendantes sur le même graphique en utilisant différentes couleurs ou différents styles de lignes. Votre graphique pourrait ressembler à celle de la figure 1.

Prendre le contrôle de votre expérience

Comment savez-vous si vos temps de course ont été améliorées soit en mangeant des pâtes ou de boire du café? Vous auriez à courir un marathon sans manger des pâtes la veille ou de boire du café le matin de la course. (Encore épuisé?) Ce marathon serait votre contrôle. Un contrôle est un ensemble de valeurs de base contre laquelle vous comparez les données de vos expériences. Sinon, vous avez aucune idée si vos résultats sont meilleurs, pire ou la même.

Tirer des conclusions

Donc, peut-être qu'il vous a fallu moins de temps pour atteindre chaque mile le long de la route du marathon après la nuit de manger des pâtes, mais votre temps de course après avoir bu le café correspondaient à celles de la commande. Cela soutenir votre hypothèse initiale, mais il serait réfuter votre deuxième hypothèse. Il n'y a rien de mal à être mauvais, tant que l'information est utile. Sachant ce qui ne fonctionne pas est tout aussi important que de savoir ce que fait.

Votre conclusion à ces deux expériences serait quelque chose comme: "Consommer des pâtes la veille d'un marathon de 26-mile améliore le temps de course, mais consommer de la caféine n'a pas d'effet."

Cependant, à des expériences scientifiques que vous avez à confesser vos erreurs. Cette confession permet à d'autres scientifiques savent ce qui pourrait avoir une incidence sur vos résultats. Puis, si elles choisissent de répéter l'expérience, ils peuvent corriger ces erreurs et de fournir des informations utiles supplémentaires à la base de connaissances. Dans l'expérience des pâtes-caféine-course, si vous aviez consommé les pâtes la veille au soir, puis de la caféine le matin de la course, votre principale erreur qui serait d'inclure plus d'une variable indépendante.

Une autre erreur serait d'avoir trop petit d'un échantillon. Une détermination plus précise pourrait être faite par l'enregistrement des temps de course à chaque mile pour beaucoup de coureurs dans les mêmes conditions (ie, les avoir manger la même quantité de pâtes la nuit avant une course ou de consommer la même quantité de caféine le matin d'une course ). Bien entendu, les temps de commande individuels sans ces variables devront être pris en compte. La science. Tout est dans les détails.