Научный метод

Научный метод предназначен для изучения феноменов, получения новых знаний или исправления и интегрирования уже имеющихся знаний.

Научный метод включает четыре основных последовательных этапа:

  1. Наблюдение и формулирование вопроса
  2. Формулирование гипотезы - потенциального ответа на заданный вопрос
  3. Предсказания (если гипотеза верна, то ...); разработка эффективной методологии для проверки гипотезы
  4. Проверка гипотезы. Если гипотеза верна, то вернуться в Шаг 2

Научный метод является наиболее надеждным способом получения новых знаний, так как основан на измеряемых доказательствах.

Научные статьи, написанные с использованием научного метода, как правило, являются наиболее понятными, так как нацелены на верификации одной или нескольких четко сформулированных гипотез. Научный метод позволяет запланировать и провести хорошо структурированные эксперименты. Лучшие научные журналы часто требуют, чтобы подаваемые в них статьи были написаны с использованием научного метода.

Пример:

  1. Вы наблюдаете, что выход изучаемой реакции является слишком низким (например, 30%), что недостаточно для вашей основной задачи. Вы формулируете вопрос - как я могу увеличить выход реакции до 95%?
  2. Вы проанализировали имеющиеся публикации, теории и свой опыт и выдвигаете следующую гипотезу - увеличение температуры реакции с 25 до 70 oC позволит увеличить ее выход до 95%
  3. Если гипотеза верна, то увеличение температуры реакции приведет к увеличению ее выхода. Вы разрабатываете методику эксперимента, которая требует проведение реакции при температурах 25, 50, 70 и 90 oC и определение выхода при каждой температуре. Другие условия реакции (концентрации реагентов, время реакции, давление, объем, доступ света, перемешивание и др.) должны поддерживаться постоянными. Для получения достоверных и воспроизводимых данных вам необходимо провести реакцию при каждой температуре минимум 3 раза.
  4. Вы проводите эксперимент, рассчитываете средний выход реакции при каждой температуре и строите график "выход реакции = f (температура реакции)". Далее вам необходимо решить, верна ли выдвинутая гипотеза. Если возможно, вы корректируете гипотезу и делаете другое заключение (например, наибольший выход реакции был достигнут при 90 oC)

Данный эксперимент имеет 3 основных группы переменных:

независимая - температура реакции

зависимая - выход реакции

контролируемые - концентрации реагентов, время реакции, давление, объем, доступ света, перемешивание и любые другие условия, которые могут оказать влияние на выход реакции.

Интерактивная лекция "Введение в научный метод", разработанная сотрудниками лаборатории "Экология биосферы" Центра физико-химических методов исследования и анализа Казахского национального университета им. аль-Фараби.