Cíle lekce

• Identifikovat cíl vědy.
• Vysvětlit význam kladení otázek.
• Popsat, jak vědci zkoumají svět přírody.
• Vysvětlit, jak a proč vědci shromažďují data.
• Popsat tři hlavní typy vědeckých modelů.
• Vysvětlit, čím se vědecká teorie liší od hypotézy.
• Popsat vhodná bezpečnostní opatření ve vědecké laboratoři i mimo ni.

Slovní zásoba

• konceptuální model
• kontrola
• závislá proměnná
• hypotéza
• nezávislá proměnná
• matematická. model
• model
• fyzikální model
• vědecká metoda
• teorie

Úvod

Věda je cesta k poznání světa přírody. Studium vědy zahrnuje také soubor poznatků, které byly shromážděny prostřednictvím vědeckého zkoumání.

Pro vědecké zkoumání si vědci kladou testovatelné otázky. Aby na tyto otázky odpověděli, provádějí systematická pozorování a pečlivě shromažďují příslušné důkazy. Poté pomocí logického uvažování a určité představivosti vytvářejí hypotézy a vysvětlení. Nakonec vědci na základě svých hypotéz navrhují a provádějí experimenty.

Cíl vědy

Vědci se snaží porozumět světu přírody. Vědci začínají otázkou a poté se na ni snaží odpovědět pomocí důkazů a logiky. Vědecká otázka musí být testovatelná. Nespoléhá se na víru nebo názor. Porozumění přírodním procesům na Zemi nám pomáhá pochopit, proč dochází k zemětřesením tam, kde k nim dochází, a porozumět důsledkům přidávání nadbytečných skleníkových plynů do atmosféry.

Vědecký výzkum může být prováděn za účelem budování znalostí nebo řešení problémů. Vědecké objevy mohou vést k technologickému pokroku. Čistý výzkum často napomáhá rozvoji aplikovaného výzkumu. Někdy mohou být výsledky čistého výzkumu aplikovány i dlouho poté, co byl čistý výzkum dokončen. Někdy je během výzkumu vědci objeveno něco neočekávaného.

Některé myšlenky nejsou testovatelné. Například nadpřirozené jevy, jako jsou příběhy o duchách, vlkodlacích nebo upírech, nelze testovat. Podívejte se na tuto webovou stránku a zjistěte, proč astrologie není vědecká.

Vědci popisují to, co vidí, ať už v přírodě nebo v laboratoři. Věda je říší faktů a pozorování. Věda však nevynáší morální soudy, například „Je špatné, že sopka vybuchla“, a názory nejsou pro vědecké zkoumání relevantní. Vědce může bavit studovat tornáda, ale jejich názor, že tornáda jsou vzrušující, není pro učení o nich důležitý. Vědci rozšiřují naše technologické znalosti, ale věda neurčuje, jak a zda tyto znalosti použijeme. Vědci se naučili sestrojit atomovou bombu, ale vědci nerozhodují o tom, zda a kdy ji použít. Vědci nashromáždili údaje o oteplování teplot. Jejich modely ukázaly pravděpodobné příčiny tohoto oteplování. Ale přestože se vědci do značné míry shodují na příčinách globálního oteplování, nemohou přinutit politiky nebo jednotlivce, aby přijali zákony nebo změnili chování.

Aby věda fungovala, musí vědci přijmout určité předpoklady. Pravidla přírody, ať už jednoduchá nebo složitá, jsou všude ve vesmíru stejná. Přírodní události, struktury a tvary krajiny mají přirozené příčiny. Důkazy ze světa přírody lze použít k poznání těchto příčin. Objekty a události v přírodě lze pochopit pečlivým a systematickým studiem. Vědecké názory se mohou změnit, pokud shromáždíme nové údaje nebo se dozvíme více. I dnes uznávanou myšlenku může být nutné mírně změnit nebo zcela nahradit, pokud se objeví nové důkazy, které jsou s ní v rozporu. Vědecké poznatky mohou obstát ve zkoušce času. Přijaté myšlenky ve vědě se stávají spolehlivějšími, protože přežijí více testů.

Vědecká metoda

Jistě jste se dozvěděli, že vědecká metoda je způsob, jakým vědci přistupují ke své práci. Vědecká metoda je řada kroků, které pomáhají zkoumat určitou otázku. Vědci používají k zodpovězení svých otázek údaje a důkazy získané na základě pozorování, zkušeností nebo experimentů.

Vědecké zkoumání však málokdy probíhá ve stejném sledu kroků, který je nastíněn vědeckou metodou. Pořadí kroků se může například změnit, protože ze shromážděných údajů vyplynou další otázky. Přesto, aby bylo možné dospět k ověřitelným závěrům, je třeba dodržovat logické, opakovatelné kroky vědecké metody, jak je vidět na obrázku níže.

Přehledný diagram fungování vědy, který je mnohem přesnější než jednoduchý diagram na obrázku výše, najdete zde.

Otázky

Nejdůležitější věcí, kterou může vědec dělat, je klást otázky.

• Proč je obloha modrá?
• Proč je v Kalifornii mnoho zemětřesení, zatímco v Kansasu ne?
• Proč je na Zemi tolik rozmanitých forem života, ale na jiných planetách sluneční soustavy ne?

Zeměpis může odpovědět na testovatelné otázky o světě přírody. Co způsobuje, že otázku nelze otestovat? Mezi netestovatelné otázky patří například to, zda existují duchové nebo zda existuje život po smrti.

Testovatelnou otázkou může být, jak snížit erozi půdy na farmě (obrázek níže). Zemědělec slyšel o osevní metodě zvané „bezorebné hospodaření“. Použití tohoto postupu eliminuje potřebu orby půdy. Zemědělcova otázka zní: „Sníží bezorebné hospodaření erozi zemědělské půdy?“

Výzkum

Chce-li vědec odpovědět na otázku, nejprve zjistí, co je o daném tématu již známo, a to tak, že si přečte knihy a časopisy, vyhledá informace na internetu a pohovoří s odborníky. Tyto informace umožní vědci vytvořit dobrý návrh experimentu. Pokud již byla tato otázka zodpovězena, může být výzkum dostatečný nebo může vést k novým otázkám.

Příklad: Zemědělec vyhledává informace o bezorebném hospodaření na internetu, v knihovně, v místním obchodě se zemědělskými potřebami a jinde. Dozví se o různých způsobech hospodaření, jak je znázorněno na obrázku níže. Dozví se, jaký typ hnojiva je nejlepší používat a jaké by byly nejlepší rozestupy mezi plodinami. Ze svého výzkumu se dozví, že bezorebné zemědělství může být způsobem, jak snížit emise oxidu uhličitého do atmosféry, což pomáhá v boji proti globálnímu oteplování.

Hypotéza

S informacemi získanými ze základního výzkumu vytvoří vědec pravděpodobné vysvětlení otázky. Jedná se o hypotézu. Hypotéza se musí přímo vztahovat k otázce a musí být testovatelná. Mít hypotézu je pro vědce vodítkem při navrhování experimentů a interpretaci dat.

Příklad: Farmářova hypotéza zní takto: Zemědělství bez obdělávání půdy sníží erozi půdy na kopcích s podobnou strmostí ve srovnání s tradiční zemědělskou technikou, protože dojde k menšímu narušení půdy.

Sběr dat

Chce-li vědec podpořit nebo vyvrátit hypotézu, musí shromáždit data. Při navrhování testů pro sběr dat je třeba vynaložit velké množství logiky a úsilí, aby data mohla odpovědět na vědecké otázky. Data se obvykle shromažďují experimentem nebo pozorováním. Někdy zdokonalení technologie umožní nové testy, které lépe odpovídají na hypotézu.

Pozorování se používá ke sběru dat, pokud není možné z praktických nebo etických důvodů provádět experimenty. Písemné popisy jsou kvalitativní údaje založené na pozorování. Tato data mohou být také použita k zodpovězení otázek. Vědci používají ke kvantitativním měřením mnoho různých typů přístrojů. Ke zkoumání drobných objektů lze použít elektronové mikroskopy nebo k poznávání vesmíru dalekohledy. Sondy umožňují pozorování tam, kam je pro vědce příliš nebezpečné nebo nepraktické se vydat. Data ze sond putují po kabelech nebo vesmírem do počítače, kde s nimi vědci manipulují (obrázek níže).

Experimenty mohou zahrnovat chemikálie a zkumavky nebo mohou vyžadovat pokročilé technologie, jako je výkonný elektronový mikroskop nebo radioteleskop. Atmosféričtí vědci mohou shromažďovat údaje analýzou plynů přítomných ve vzorcích plynů a geochemici mohou provádět chemické analýzy vzorků hornin.

Dobrý experiment musí mít jeden faktor, který lze manipulovat nebo měnit. Jedná se o nezávislou proměnnou. Ostatní faktory musí zůstat stejné. Jsou to kontrolní prvky experimentu. Výsledek experimentu neboli to, co se v důsledku experimentu změní, je závisle proměnná. Závisle proměnná „závisí“ na nezávislé proměnné.

Příklad: Zemědělec provádí experiment na dvou oddělených kopcích. Kopce mají podobnou strmost a dopadá na ně podobné množství slunečního svitu. Na jednom z nich zemědělec používá tradiční zemědělskou techniku, která zahrnuje orbu. Na druhém používá techniku bez obdělávání půdy, při níž jsou rostliny rozmístěny dále od sebe a k sázení se používá specializované vybavení. Rostliny na obou svazích dostávají stejné množství vody a hnojiva. Farmář měří růst rostlin na obou svazích (obrázek níže).

V tomto experimentu:

• Co je nezávislá proměnná?
• Jaké jsou kontrolní prvky experimentu?
• Co je závisle proměnná?

Nezávisle proměnnou je zemědělská technika – buď tradiční, nebo bezorebná – protože právě s ní se manipuluje. Pro spravedlivé srovnání obou zemědělských technik musí mít oba kopce stejný sklon a stejné množství hnojiva a vody. To jsou pokusné kontroly. Množství eroze je závislou proměnnou. To je to, co zemědělec měří.

Během experimentu vědci provádějí mnoho měření. Údaje v podobě čísel jsou kvantitativní. Data získaná z moderních zařízení obvykle putují přímo do počítače nebo je vědec může vložit do tabulky. S daty pak lze manipulovat. Grafy a tabulky zobrazují data a měly by být jasně označeny.

Statistická analýza umožňuje efektivnější využití dat tím, že vědcům umožňuje ukázat vztahy mezi různými kategoriemi dat. Statistika může dát smysl variabilitě v souboru dat. Grafy pomáhají vědcům vizuálně pochopit vztahy mezi daty. Obrázky se vytvářejí tak, aby ostatní zájemci mohli vztahy snadno vidět.

Téměř v každé lidské činnosti se nelze vyhnout chybám. Ve vědeckém experimentu se tomu říká experimentální chyba. Jaké jsou zdroje experimentálních chyb? Systematické chyby mohou být vlastní experimentálnímu uspořádání, takže čísla jsou vždy vychýlena jedním směrem. Například váha může vždy měřit o polovinu vyšší unci. Chyba zmizí, pokud se váha překalibruje. Náhodné chyby vznikají proto, že měření není provedeno přesně. Například stopky se mohou zastavit příliš brzy nebo příliš pozdě. Aby se tento typ chyby opravil, provede se mnoho měření, která se pak zprůměrují.

Pokud se výsledek neshoduje s výsledky z jiných vzorků a bylo provedeno mnoho testů, je pravděpodobné, že v daném experimentu došlo k chybě a neshodný datový bod lze vyhodit.

Závěry

Vědci studují grafy, tabulky, diagramy, obrázky, popisy a všechny další dostupné údaje, aby mohli vyvodit závěr ze svých experimentů. Existuje na základě výsledků experimentu odpověď na otázku? Byla hypotéza potvrzena?“

Některé experimenty hypotézu zcela potvrzují a některé nikoli. Pokud se ukáže, že hypotéza není správná, experiment nebyl neúspěšný. Všechny výsledky experimentů přispívají k poznání. Experimenty, které hypotézu podporují nebo nepodporují, mohou vést k ještě více otázkám a dalším experimentům.

Příklad: Po roce farmář zjistí, že eroze na tradičně obdělávaném kopci je 2,2krát větší než eroze na kopci bez obdělávání. Rostliny na pozemcích bez obdělávání jsou vyšší a vlhkost půdy je vyšší. Zemědělec se rozhodne přejít na bezorebné hospodaření pro budoucí plodiny. Zemědělec pokračuje ve výzkumu, aby zjistil, jaké další faktory mohou pomoci snížit erozi.

Teorie

Když vědci provádějí experimenty a pozorování, aby ověřili hypotézu, v průběhu času shromáždí mnoho údajů. Pokud hypotéza vysvětluje všechny údaje a žádný z údajů není s hypotézou v rozporu, stává se hypotéza teorií.

Vědecká teorie je podpořena mnoha pozorováními a nemá žádné zásadní nesrovnalosti. Teorie musí být neustále testována a revidována. Jakmile je teorie vytvořena, lze ji použít k předvídání chování. Teorie poskytuje model reality, který je jednodušší než samotný jev. I teorie může být vyvrácena, pokud se objeví protichůdné údaje. Nicméně u dlouholeté teorie, která má spoustu důkazů, jež ji podporují, je menší pravděpodobnost, že bude vyvrácena, než u novější teorie.

Interaktivní animaci o tom, jak Darwin použil pěnkavy (obrázek níže) k vysvětlení vzniku druhů pomocí pěnkav z Galapážských ostrovů, najdete zde.

Věda nic nedokáže nade vší pochybnost. Vědci hledají důkazy, které danou myšlenku podporují nebo vyvracejí. Pokud neexistují žádné významné důkazy, které by myšlenku vyvracely, a existuje mnoho důkazů, které ji podporují, je myšlenka přijata. Čím více důkazů myšlenku podporuje, tím je pravděpodobnější, že obstojí ve zkoušce času. Hodnota teorie spočívá v tom, že vědci na jejím základě mohou nabídnout spolehlivá vysvětlení a učinit přesné předpovědi.

Vědecké modely

Systém, jako je zemský povrch nebo klima, může být velmi složitý a práce s ním může být pro vědce obtížná. Místo toho mohou vědci vytvářet modely, které reprezentují skutečný systém, o jehož studium mají zájem.

Modely jsou ve vědě užitečným nástrojem. Pomáhají vědcům efektivně demonstrovat myšlenky a vytvářet hypotézy. Modely se používají k vytváření předpovědí a provádění experimentů bez všech obtíží spojených s používáním reálných objektů. Dovedete si představit, že byste se snažili vysvětlit rostlinnou buňku pouze pomocí skutečné rostlinné buňky nebo že byste se snažili předpovědět příští uspořádání planet pouze jejich pozorováním? Modely však mají svá omezení, která je třeba vzít v úvahu dříve, než uvěříme jakékoli předpovědi nebo než jakýkoli závěr považujeme za fakt.

Modely jsou jednodušší než reálné reprezentace objektů nebo systémů. Jednou z výhod použití modelu je, že s ním lze manipulovat a upravovat jej mnohem snadněji než skutečné systémy. Modely pomáhají vědcům pochopit, analyzovat a předpovídat systémy, které by bez použití modelů nebylo možné studovat. Jednoduchost modelu, která usnadňuje jeho použití oproti skutečnému systému, je také důvodem, proč mají modely svá omezení. Jedním z problémů jednoduššího modelu je, že nemusí příliš přesně předpovídat chování skutečného systému.

Vědci musí své myšlenky ověřovat testováním. Pokud je model navržen tak, aby předpovídal budoucnost, nemusí být možné čekat dostatečně dlouho, aby se zjistilo, zda byla předpověď přesná. Jedním ze způsobů testování modelu je použít jako výchozí bod čas v minulosti a poté nechat model předpovědět současnost. Model, který dokáže úspěšně předpovědět současnost, bude s větší pravděpodobností přesný i při předpovídání budoucnosti.

Mnoho modelů se vytváří na počítačích, protože pouze počítače mohou zpracovávat a manipulovat s tak obrovským množstvím dat. Například klimatické modely jsou velmi užitečné při snaze určit, jaké typy změn můžeme očekávat při změně složení atmosféry. Poměrně přesný klimatický model by nebylo možné vytvořit na ničem jiném než na nejvýkonnějších počítačích.

Vědci používají tři typy modelů.

Fyzikální modely

Fyzikální modely jsou fyzikální reprezentace studovaného předmětu. Tyto modely jsou obvykle menší a jednodušší než věc, kterou modelují, ale obsahují některé důležité prvky. Mapa nebo glóbus jsou fyzikální modely Země a jsou menší a mnohem jednodušší než skutečná věc (obrázek níže).

Konceptuální modely

Konceptuální model spojuje mnoho myšlenek ve snaze vysvětlit nějaký jev. Konceptuální model využívá to, co je známo, a musí být schopen začlenit nové poznatky, jakmile jsou získány (obrázek níže). Například mnoho údajů podporuje myšlenku, že Měsíc vznikl, když do Země narazila planeta velikosti Marsu, která na oběžnou dráhu vyvrhla velké množství úlomků a plynu, které se nakonec spojily a vytvořily Měsíc. Dobrou pracovní představou je koncepční model.

Matematické modely

Matematický model je rovnice nebo soubor rovnic, který bere v úvahu mnoho faktorů nebo proměnných. Matematické modely jsou obvykle složité a často nemohou zohlednit ne všechny možné faktory (obrázek níže). Tyto modely mohou být použity k předpovědi složitých událostí, jako je umístění a síla hurikánu.

Modelování klimatických změn je velmi složité, protože model musí brát v úvahu faktory, jako je teplota, hustota ledu, sněžení a vlhkost. Mnoho faktorů se navzájem ovlivňuje: Pokud vyšší teploty způsobí snížení množství sněhu, zemský povrch bude méně schopný odrážet sluneční světlo a teplota se více zvýší.

Důležitost komunity ve vědě

Vědecké objevy jsou nejlepší, když jsou dílem komunity vědců. Aby byla hypotéza plně přijata, musí ji podpořit práce mnoha vědců. Vědecký proces má zabudované kontrolní mechanismy. Obecně platí, že vědecká komunita odvádí dobrou práci při kontrole sama sebe. Nové myšlenky jsou sice často kritizovány, ale pokud je pokračující zkoumání podpoří, stanou se nakonec přijatými.

Ačkoli každý vědec může provádět experimenty ve své laboratoři sám nebo s několika pomocníky, sepíše své výsledky a představí svou práci komunitě vědců ve svém oboru (obrázek níže). Zpočátku může prezentovat svá data a závěry na vědecké konferenci, kde bude o těchto výsledcích hovořit s ostatními vědci.

Na základě toho, co se naučila, napíše odborný článek, který bude publikován ve vědeckém časopise (obrázek níže). Před publikováním článek posoudí několik vědců – tzv. peer review -, kteří navrhnou změny a poté doporučí nebo odmítnou článek publikovat. Po zveřejnění se o její práci dozvědí další vědci z jejího oboru a zapracují její výsledky do svého vlastního výzkumu. Budou se snažit replikovat její výsledky, aby dokázali, zda jsou výsledky správné, nebo nesprávné. Tímto způsobem věda směřuje k lepšímu pochopení přírody.

Vědecká komunita kontroluje kvalitu a typ výzkumu, který je prováděn prostřednictvím financování projektů. Většina vědeckého výzkumu je nákladná, takže vědci musí napsat návrh finanční agentuře, například Národní vědecké nadaci nebo Národnímu úřadu pro letectví a vesmír (NASA), aby mohli zaplatit vybavení, materiál a platy. Vědecké návrhy posuzují další vědci z oboru a hodnotí je z hlediska financování. V mnoha oborech je míra financování nízká a peníze dostávají jen ty nejhodnotnější výzkumné projekty.

Vědecká komunita sleduje vědeckou integritu. Studenti se během své odborné přípravy učí, jak správně provádět vědecké experimenty. Učí se nefalšovat, nezatajovat ani selektivně neuvádět údaje a učí se, jak spravedlivě hodnotit údaje a práci jiných vědců. Vzhledem ke všem prováděným vědeckým výzkumům se vyskytuje jen málo případů vědecké nepoctivosti, přesto o nich média často s velkou vehemencí informují. To často vyvolává u veřejnosti zbytečnou nedůvěru k vědcům. Vědci, kteří nemají vědeckou integritu, jsou vědeckou komunitou důrazně odsuzováni.

Bezpečnost ve vědě

V každodenním životě se čas od času stávají nehody a věda není výjimkou. Vědci totiž často pracují s nebezpečnými materiály, a proto musí vědci – a dokonce i studenti přírodních věd – dbát na to, aby nehodám předcházeli (obrázek níže). Pokud k nehodě dojde, musí vědci dbát na to, aby případné zranění nebo poškození náležitě ošetřili.

Vnitř vědecké laboratoře

Pracujete-li ve vědecké laboratoři, můžete se setkat s nebezpečnými materiály nebo situacemi. Ve vědeckých laboratořích Země se občas používají ostré předměty, chemikálie, teplo a elektřina. Dodržováním bezpečnostních zásad lze téměř všem nehodám předejít nebo škody minimalizovat. Příklady bezpečnostního vybavení v laboratoři najdete na obrázku níže.

• Vždy se řiďte pokyny.
• Dodržujte bezpečnostní pokyny uvedené v laboratorních pokynech nebo pokyny vedoucího laboratoře. Laboratoř není hřiště.
• Používejte pouze předepsané množství materiálů. Než se odchýlíte od laboratorního postupu, poraďte se s odpovědnou osobou.
• Dlouhé vlasy si svažte dozadu. Noste uzavřenou obuv a košile bez visících rukávů, kapucí nebo šňůrek.
• Používejte rukavice, ochranné brýle nebo ochranné zástěry, pokud k tomu dostanete pokyn.
• S ostrými nebo špičatými předměty, jako jsou skalpely, nože nebo rozbité sklo, zacházejte velmi opatrně.
• V přírodovědné laboratoři nikdy nic nejezte ani nepijte. Na deskách stolů by mohly být nebezpečné látky.
• Udržujte svůj pracovní prostor v pořádku a čistotě. Nepořádek na pracovišti by mohl vést k rozlití a rozbití.
• Čištění a údržba materiálů, jako jsou zkumavky a kádinky. Zbytky látek by mohly při budoucích pokusech interagovat s jinými látkami.
• Dávejte pozor, kam saháte. Dole by mohly být plameny, tepelné desky nebo chemikálie.
• Elektrické spotřebiče a hořáky používejte podle pokynů.
• Znáte způsob použití stanice na výplach očí, protipožární deky, hasicího přístroje nebo lékárničky.
• Upozorněte vedoucího laboratoře, pokud se stane něco neobvyklého. Pokud se někdo zraní, může být vyžadováno hlášení o nehodě; vedoucí laboratoře musí vědět, zda došlo k poškození nebo vyhození nějakého materiálu.

Mimo laboratoř

Mnoho vědců zabývajících se výzkumem Země pracuje venku v terénu, jak ukazuje obrázek níže. Práce venku vyžaduje další bezpečnostní opatření, například:

• Noste vhodné oblečení; například turistické boty, dlouhé kalhoty a dlouhé rukávy.
• Vezměte si s sebou dostatek jídla a vody, a to i na krátkou cestu. Může dojít k rychlé dehydrataci.
• Mějte k dispozici vhodnou první pomoc.
• Sdělte ostatním, kam jdete, co budete dělat a kdy se vrátíte.
• Vezměte si s sebou mapu. Je také dobré nechat kopii mapy u někoho doma.
• Ujistěte se, že máte přístup k záchranným službám a nějaký způsob komunikace. Mějte na paměti, že ne mnoho terénních oblastí je příliš vzdálených na to, aby byly mobilní telefony užitečné.
• Ujistěte se, že vás doprovází osoba obeznámená s danou oblastí nebo obeznámená s typem vyšetřování, které provádíte, pokud jste v terénní práci nováčkem.

Shrnutí lekce

• Cílem vědy je klást a zodpovídat testovatelné otázky.
• Vědci používají posloupnost logických kroků, tzv. vědeckou metodu, která zahrnuje pozorování, formulování hypotézy, testování této hypotézy a formulování závěru.
• Fyzikální, pojmové a matematické modely pomáhají vědcům diskutovat o vědeckých informacích a pojmech a porozumět jim.
• Vědecká teorie je hypotéza, která byla opakovaně testována a neprokázala se jako mylná.
• Bezpečnost v laboratoři i v terénu je nezbytnou součástí dobrého vědeckého zkoumání.

Přehledové otázky

1. Napište seznam pěti zajímavých vědeckých otázek. Je každá z nich testovatelná?
2. Vědec zkoumal účinky znečištění oceánu ropou na mořské řasy. Domníval se, že ropné splachy z dešťové kanalizace brání normálnímu růstu mořských řas, a proto se rozhodl provést experiment. Naplnil dvě stejně velké akvarijní nádrže vodou a v každé sledoval rozpuštěný kyslík a teplotu, aby se ujistil, že jsou stejné. Do jedné nádrže nalil trochu motorového oleje a poté změřil růst mořských řas v každé nádrži. V nádrži bez oleje byl průměrný přírůstek 2,57 cm. Průměrný růst řas v nádrži s olejem byl 2,37 cm. Na základě tohoto experimentu:
   1. Jakou otázkou vědec začal?
   2. Jaká byla jeho hypotéza?
   3. Určete nezávislou proměnnou, závislou proměnnou a kontrolní pokus(y).
   4. Co ukázala data?
   5. Může si být jistý svým závěrem? Jak může svůj závěr učinit pevnějším?
3. Vysvětlete tři typy vědeckých modelů. Jaká je jedna výhoda a jedna nevýhoda každého z nich?
4. Navrhněte nebo určete pět vlastních bezpečnostních symbolů na základě svých znalostí bezpečnostních postupů ve vědecké laboratoři.
5. Navrhněte vlastní experiment na základě jedné z otázek z otázky 1 výše. Uveďte otázku, hypotézu, nezávislé a závislé proměnné a bezpečnostní opatření. Možná budete chtít pracovat s učitelem nebo ve skupině.

Další četba / doplňující odkazy

• Mimořádně dobré a podrobné vysvětlení toho, co je věda a jak se dělá.
• BrainPOP nabízí podrobné diskuse o vědeckém zkoumání, včetně textů a filmů.
• Příklad použití vědecké metody ke studiu skleníkových plynů a růstu stromů najdete zde. Nebo jeden ke studiu vztahu bolesti nohou a počasí.

Body k zamyšlení

• S jakými typy modelů máte zkušenosti? Co jste se z nich naučili?
• Jaké situace jsou pro vědce nutné a zároveň nebezpečné při jejich studiu? Jaká opatření by podle vás měli při jejich studiu používat?
• Jak se liší vědecký význam slova teorie od běžného použití? Najdete v médiích příklad, kdy bylo toto slovo ve vědeckém článku použito nesprávně? Nesprávné používání slova teorie se rozmáhá v médiích i v každodenním životě.

Podívejte se, jak se slovo teorie používá ve vědeckých pracích.