Metoda naukowa w biologii - podsumowanie

Pojęcia kluczowe

Pojęcie	Znaczenie
Biologia	Nauka badająca organizmy żywe
Obserwacja	Dostrzeganie i opisywanie zdarzeń w sposób uporządkowany
Hipoteza	Naukowe wyjaśnienie zdarzeń, weryfikowane poprzez badania i obserwacje
Badanie kontrolowane	Doświadczenie, w którym jedna ze zmiennych jest przez nas modyfikowana
Zmienna niezależna	Zmienna, którą celowo modyfikujemy w przebiegu doświadczenia
Zmienna zależna	Zmienna, która zmienia się w odpowiedzi na modyfikacje zmiennej niezależnej i która podlega naszej obserwacji
Grupa kontrolna	Grupa, w której nie manipulujemy zmienną niezależną
Teoria naukowa	Dobrze zbadane i szeroko zaakceptowane wyjaśnienie jakiegoś zjawiska
Stronniczość	Świadomy bądź nieświadomy wpływ badającego na wyniki doświadczenia
Placebo	Substancja pozbawiona działania terapeutycznego, wykorzystywana w badaniu próby kontrolnej
Podwójnie ślepa próba	Badanie, w którym ani osoby badane, ani badacze nie wiedzą kto otrzymał badaną substancję, a kto placebo

Natura biologii

Biologia to gałąź nauki zajmująca się badaniem istot żywych. Opisuje ona między innymi cechy, jakimi charakteryzują się wszystkie organizmy żywe. Niektóre z nich mogą opisywać także istoty nieżywe, więc aby nazwać coś organizmem, musi to posiadać wszystkie te cechy.

Cechy organizmów żywych

Organizacja: Istoty żywe są wysoko zorganizowane (składają się z wyspecjalizowanych i skoordynowanych ze sobą elementów) i zbudowane są z jednej lub wielu komórek.
Metabolizm: Istoty żywe wykorzystują energię i składniki odżywcze, by prowadzić procesy służące podtrzymaniu życia. Całość reakcji biochemicznych zachodzących w organizmach nazywamy metabolizmem.
Homeostaza: Istoty żywe regulują swoje środowisko wewnętrzne, utrzymując parametry konieczne dla życia w stosunkowo wąskich granicach.
Wzrost: Istoty żywe podlegają kontrolowanemu wzrostowi. Organizmy jednokomórkowe zwiększają rozmiar komórki, a organizmy wielokomórkowe zwiększają ilość komórek poprzez podziały.
Rozmnażanie: Istoty żywe rozmnażają się, tworząc nowe organizmy.
Reaktywność: Istoty żywe potrafią reagować na bodźce i zmiany w środowisku.
Ewolucja: Istoty żywe podlegają ewolucji. Oznacza to, że ich genotyp może zmieniać się z biegiem czasu.

Metoda naukowa

Metoda naukowa polega na obserwacjach i zadawaniu pytań.

Bazując na obserwacjach, naukowcy formułują hipotezy. Następnie przeprowadzają doświadczenia kontrolowane, w których zbierają i analizują dane. Dzięki tym danym mogą wysunąć wnioski i sformułować pytania, będące punktem wyjścia dla kolejnych badań.

Przykład metody naukowej: Problem z tosterem

Dane pozyskiwane z wielu eksperymentów stanowią podstawę do zrozumienia otaczających nas zjawisk i tworzenia teorii naukowych.

Projektowanie doświadczenia

Eksperymenty są sercem nauki. Naukowcy zadają pytania, zbierają dowody, dzielą się pomysłami i analizują dane.

Podczas projektowania doświadczenia, pytania, na które ma ono odpowiedzieć, muszą być jasno określone. Trzeba również określić zmienną niezależną i zmienną zależną, ponieważ celem badania jest zrozumienie, jak jedne zmienne wpływają na inne.

Prosty eksperyment powinien mieć tylko jedną zmienną niezależną. Wszystkie inne czynniki, które mogłyby mieć wpływ na wyniki badania, muszą być kontrolowane lub stałe. Dodatkowo, trzeba wyłonić grupę kontrolną, która będzie stanowić punkt odniesienia. W tej grupie nie wprowadza się zmiennej niezależnej.

Jak uniknąć błędów

Eksperyment należy zaprojektować tak, by dawał możliwie najdokładniejsze wyniki.

Naukowcy starają się być obiektywni, ale są ludźmi i wpływa na nich wiele czynników. Dlatego dane pozyskane w badaniu powinny być analizowane różnymi metodami przez różne osoby.

Wybrane sposoby na uniknięcie błędów:

Przeprowadzanie doświadczeń na dużych grupach badawczych. Umożliwia to wykluczyć niewielkie różnice pomiędzy badanymi obiektami, które mogłyby dać nieoczekiwane wyniki.
Wielokrotne powtarzanie doświadczenia: Niektóre błędy mogą wynikać z niewielkich różnic w grupie badawczej, błędach w metodologii lub zbieraniu danych. Powtarzanie doświadczenia pomaga zminimalizować te błędy.
Uwzględnienie wszystkich danych: Odrzucenie danych, które nie zgadzają się z proponowaną hipotezą, może wydawać się kuszące, ale sprawia to, że badanie jest niedokładne! Uwzględnione muszą zostać wszystkie dane, niezależnie od tego, czy są spójne z hipotezą, czy też nie.
Stosowanie placebo: Placebo sprawia, że osoby objęte badaniem nie wiedzą, czy otrzymują substancję terapeutyczną. Ułatwia to naukowcom określenie, czy badana substancja wykazuje działanie lecznicze.
Stosowanie podwójnie ślepej próby: Podwójnie ślepa próba oznacza, że nawet sam naukowiec nie wie, czy podaje danemu uczestnikowi prawdziwą substancję, czy placebo. Umożliwia to eliminację stronniczości.

Relacjonowanie odkryć

Aby wyniki badania zostały zaakceptowane, muszą zostać ogłoszone wśród społeczności naukowej. Naukowcy często działają w zespołach i współpracują z innymi zespołami badawczymi. Owa współpraca musi być zgodna z przyjętymi wytycznymi.

Publikowanie wyników badań w recenzowanych czasopismach naukowych umożliwia badaczom dzielenie się swoimi obserwacjami, a także daje innym naukowcom możliwość oceny analizowanych danych i wyników.

Do zapamiętania

Hipoteza nie zawsze jest tym prawidłowym wyjaśnieniem. To wyjaśnienie, którego prawdziwość weryfikujemy. Może się okazać, że trzeba ją odrzucić i sformułować nową hipotezę.
Nie każde wyjaśnienie jest hipotezą. Dobra hipoteza to taka, którą można zbadać i którą można obalić. Na przykład "Świat jest piękny" nie jest dobrą hipotezą, bo nie istnieje badanie, które mogłoby ją zweryfikować lub obalić.
W większości przypadków, metoda naukowa jest powtarzającym się procesem. Innymi słowy, to proces cykliczny, a nie liniowy. Wyniki jednego eksperymentu często stają się punktem wyjścia do przeprowadzenia kolejnych.
Naukowcy używają słowa "teoria" w innym znaczeniu niż osoby niezwiązane z nauką. Gdy ktoś mówi, że ma jakąś teorię, to ma zwykle na myśli, że ma jakiś pomysł. Z kolei teorie naukowe to szeroko przebadane i dzięki temu wiarygodne wyjaśnienia różnych zjawisk. Są one wysuwane na podstawie powtarzanych obserwacji i danych z wielu badań.

Chcesz dołączyć do dyskusji?

Zaloguj się

Sortuj według

Na razie brak głosów w dyskusji

Rozumiesz angielski? Kliknij tutaj, aby zobaczyć więcej dyskusji na angielskiej wersji strony Khan Academy.