Lektionsmål

• Identificer målet med videnskab.
• Forklar vigtigheden af at stille spørgsmål.
• Beskriv, hvordan videnskabsmænd undersøger naturen.
• Forklar, hvordan og hvorfor videnskabsmænd indsamler data.
• Beskriv de tre hovedtyper af videnskabelige modeller.
• Forklar, hvordan en videnskabelig teori adskiller sig fra en hypotese.
• Beskriv passende sikkerhedsforanstaltninger inden for og uden for det videnskabelige laboratorium.

Vokabularium

• konceptuel model
• kontrol
• afhængige variabel
• hypotese
• uafhængige variabel
• matematisk model
• model
• fysisk model
• videnskabelig metode
• teori

Indledning

Videnskab er en vej til at opnå viden om den naturlige verden. Studiet af videnskab omfatter også den viden, der er blevet indsamlet gennem videnskabelige undersøgelser.

For at gennemføre en videnskabelig undersøgelse stiller videnskabsmænd testbare spørgsmål. For at besvare disse spørgsmål foretager de systematiske observationer og indsamler omhyggeligt relevante beviser. Derefter bruger de logiske ræsonnementer og en vis fantasi til at udvikle hypoteser og forklaringer. Til sidst udtænker og udfører videnskabsmænd eksperimenter baseret på deres hypoteser.

Målet med videnskab

Videnskabsfolk søger at forstå den naturlige verden. Videnskabsfolk begynder med et spørgsmål og forsøger derefter at besvare spørgsmålet med beviser og logik. Et videnskabeligt spørgsmål skal kunne testes. Det er ikke baseret på tro eller mening. Vores forståelse af Jordens naturlige processer hjælper os til at forstå, hvorfor jordskælv opstår, hvor de gør, og til at forstå konsekvenserne af at tilføre overskydende drivhusgasser til vores atmosfære.

Videnskabelig forskning kan udføres for at opbygge viden eller for at løse problemer. Videnskabelige opdagelser kan føre til teknologiske fremskridt. Ren forskning bidrager ofte til udviklingen af anvendt forskning. Nogle gange kan resultaterne af ren forskning anvendes længe efter, at den rene forskning er blevet afsluttet. Nogle gange opdages der noget uventet, mens forskerne udfører deres forskning.

Visse idéer kan ikke afprøves. F.eks. kan overnaturlige fænomener, som f.eks. historier om spøgelser, varulve eller vampyrer, ikke testes. Se på dette websted for at se, hvorfor astrologi ikke er videnskabelig.

Videnskabsfolk beskriver det, de ser, uanset om det er i naturen eller i et laboratorium. Videnskab er et område med fakta og observationer. Videnskaben foretager dog ikke moralske vurderinger, som f.eks. “Det er dårligt, at vulkanen gik i udbrud”, og meninger er ikke relevante for videnskabelige undersøgelser. Videnskabsfolk kan måske nyde at studere tornadoer, men deres mening om, at tornadoer er spændende, er ikke vigtig for at lære om dem. Videnskabsfolk øger vores teknologiske viden, men videnskaben bestemmer ikke, hvordan eller om vi bruger denne viden. Videnskabsfolk lærte at bygge en atombombe, men videnskabsfolk besluttede ikke, om eller hvornår den skulle bruges. Videnskabsfolk har indsamlet data om opvarmning af temperaturen. Deres modeller har vist de sandsynlige årsager til denne opvarmning. Men selv om videnskabsfolk stort set er enige om årsagerne til den globale opvarmning, kan de ikke tvinge politikere eller enkeltpersoner til at vedtage love eller ændre adfærd.

For at videnskaben kan fungere, må videnskabsfolk gøre sig nogle antagelser. Naturens regler, uanset om de er enkle eller komplekse, er de samme overalt i universet. Naturbegivenheder, strukturer og landskabsformer har naturlige årsager. Beviser fra naturen kan bruges til at lære noget om disse årsager. Genstande og begivenheder i naturen kan forstås gennem omhyggelig, systematisk undersøgelse. Videnskabelige idéer kan ændre sig, hvis vi indsamler nye data eller lærer mere. En idé, selv en idé, der er accepteret i dag, skal måske ændres en smule eller erstattes helt, hvis der findes nye beviser, der modsiger den. Videnskabelig viden kan modstå tidens tandprøve. Accepterede ideer inden for videnskaben bliver mere pålidelige, efterhånden som de overlever flere forsøg.

videnskabelig metode

Du har sikkert lært, at den videnskabelige metode er den måde, som videnskabsmænd griber deres arbejde an på. Den videnskabelige metode er en række trin, der hjælper til at undersøge et spørgsmål. Videnskabsfolk bruger data og beviser, der er indsamlet gennem observationer, erfaringer eller eksperimenter, til at besvare deres spørgsmål.

Men videnskabelige undersøgelser foregår sjældent i den samme rækkefølge af trin, som den videnskabelige metode skitserer. F.eks. kan rækkefølgen af trinene ændre sig, fordi der opstår flere spørgsmål på baggrund af de data, der indsamles. For at nå frem til verificerbare konklusioner skal man alligevel følge logiske, gentagelige trin i den videnskabelige metode, som det fremgår af nedenstående figur.

Et flowdiagram over, hvordan videnskab fungerer, der er langt mere præcist end det simple diagram i figuren ovenfor, findes her.

Spørgsmål

Det vigtigste, en videnskabsmand kan gøre, er at stille spørgsmål.

• Hvorfor er himlen blå?
• Hvorfor har Californien mange jordskælv, mens Kansas ikke har?
• Hvorfor har Jorden så mange forskellige livsformer, men det har andre planeter i solsystemet ikke?

Jordvidenskaben kan besvare testbare spørgsmål om naturens verden. Hvad gør et spørgsmål umuligt at afprøve? Nogle spørgsmål, der ikke kan afprøves, er, om der findes spøgelser, eller om der er liv efter døden.

Et spørgsmål, der kan afprøves, kunne være om, hvordan man kan mindske jorderosionen på en gård (figuren nedenfor). En landmand har hørt om en plantningsmetode, der kaldes “no-till-landbrug”. Ved at anvende denne metode er det ikke længere nødvendigt at pløje jorden. Landmandens spørgsmål er: Vil no-till-landbrug reducere erosionen af landbrugsjorden?

Forskning

For at besvare et spørgsmål finder en forsker først ud af, hvad der allerede er kendt om emnet ved at læse bøger og tidsskrifter, søge på internettet og tale med eksperter. Disse oplysninger vil gøre det muligt for forskeren at skabe et godt forsøgsdesign. Hvis spørgsmålet allerede er blevet besvaret, kan forskningen være nok, eller den kan føre til nye spørgsmål.

Eksempel: Landmanden forsker i dyrkning uden jordbearbejdning på internettet, på biblioteket, i den lokale landbrugsforsyningsforretning og andre steder. Han lærer om forskellige dyrkningsmetoder, som illustreret i nedenstående figur. Han lærer, hvilken type gødning der er bedst at bruge, og hvad den bedste afstand mellem afgrøderne er. Fra sin forskning lærer han, at dyrkning uden jordbearbejdning kan være en måde at reducere udledningen af kuldioxid til atmosfæren på, hvilket hjælper i kampen mod den globale opvarmning.

Hypotese

Med de oplysninger, der er indsamlet fra baggrundsforskningen, skaber forskeren en plausibel forklaring på spørgsmålet. Dette er en hypotese. Hypotesen skal være direkte relateret til spørgsmålet og skal kunne testes. At have en hypotese vejleder en videnskabsmand i udformningen af eksperimenter og fortolkningen af data.

Eksempel: Landmandens hypotese er denne: Jordbrug uden jordbearbejdning vil mindske jorderosionen på bakker med samme stejlhed sammenlignet med den traditionelle dyrkningsmetode, fordi der vil være færre forstyrrelser af jorden.

Dataindsamling

For at understøtte eller afkræfte en hypotese skal forskeren indsamle data. Der bruges meget logik og kræfter på at udforme forsøg for at indsamle data, så dataene kan besvare videnskabelige spørgsmål. Data indsamles normalt ved hjælp af forsøg eller observation. Nogle gange vil forbedringer i teknologien gøre det muligt at foretage nye forsøg, der bedre kan besvare en hypotese.

Observation bruges til at indsamle data, når det af praktiske eller etiske grunde ikke er muligt at udføre eksperimenter. Skriftlige beskrivelser er kvalitative data baseret på observationer. Disse data kan også bruges til at besvare spørgsmål. Forskere bruger mange forskellige typer instrumenter til at foretage kvantitative målinger. Elektronmikroskoper kan bruges til at undersøge bittesmå genstande eller teleskoper til at lære mere om universet. Sonder foretager observationer på steder, hvor det er for farligt eller for upraktisk for forskerne at tage hen. Data fra sonderne sendes via kabler eller gennem rummet til en computer, hvor de manipuleres af forskerne (figuren nedenfor).

Eksperimenter kan involvere kemikalier og reagensglas, eller de kan kræve avancerede teknologier som et højtydende elektronmikroskop eller radioteleskop. Atmosfæreforskere kan indsamle data ved at analysere de gasser, der er til stede i gasprøver, og geokemikere kan udføre kemiske analyser af bjergprøver.

Et godt eksperiment skal have én faktor, der kan manipuleres eller ændres. Dette er den uafhængige variabel. Resten af faktorerne skal forblive de samme. De er de eksperimentelle kontroller. Resultatet af forsøget, eller hvad der ændrer sig som følge af forsøget, er den afhængige variabel. Den afhængige variabel “afhænger” af den uafhængige variabel.

Eksempel: Landmanden gennemfører et forsøg på to forskellige bakker. Bakkerne har samme stejlhed og får samme mængde solskin. På den ene bruger landmanden en traditionel dyrkningsteknik, der omfatter pløjning. På den anden bruger han en teknik uden jordbearbejdning, hvor planterne står længere fra hinanden, og hvor han bruger specialudstyr til plantning. Planterne på begge bjergsider får samme mængde vand og gødning. Landmanden måler plantevæksten på begge bjergsider (figuren nedenfor).

I dette forsøg:

• Hvad er den uafhængige variabel?
• Hvad er de eksperimentelle kontroller?
• Hvad er den afhængige variabel?

Den uafhængige variabel er dyrkningsteknikken – enten traditionel eller uden jordbearbejdning – for det er den, der manipuleres. For at få en rimelig sammenligning af de to dyrkningsteknikker skal de to bakker have samme hældning og samme mængde gødning og vand. Disse er de eksperimentelle kontroller. Den afhængige variabel er mængden af erosion. Det er det, som landmanden måler.

Under et forsøg foretager forskerne mange målinger. Data i form af tal er kvantitative. Data, der indsamles fra avanceret udstyr, går normalt direkte ind i en computer, eller forskeren kan lægge dataene ind i et regneark. Dataene kan derefter manipuleres. Diagrammer og tabeller viser data og bør være tydeligt mærket.

Statistisk analyse gør en mere effektiv brug af data ved at give forskerne mulighed for at vise sammenhænge mellem forskellige kategorier af data. Statistik kan give mening til variabiliteten i et datasæt. Grafer hjælper videnskabsfolk til visuelt at forstå sammenhængene mellem data. Der oprettes billeder, så andre interesserede let kan se sammenhængene.

I stort set alle menneskelige bestræbelser er fejl uundgåelige. I et videnskabeligt eksperiment kaldes dette for eksperimentelle fejl. Hvad er kilderne til eksperimentelle fejl? Systematiske fejl kan være indbygget i den eksperimentelle opsætning, så tallene altid er skæve i én retning. F.eks. kan en vægt altid måle en halv ounce i højden. Fejlen vil forsvinde, hvis vægten omkalibreres. Tilfældige fejl opstår, fordi en måling ikke er foretaget præcist. Et stopur kan f.eks. blive stoppet for tidligt eller for sent. For at korrigere for denne type fejl foretages mange målinger, hvorefter der beregnes et gennemsnit.

Hvis et resultat ikke stemmer overens med resultaterne fra andre prøver, og der er foretaget mange forsøg, er det sandsynligt, at der er begået en fejl i det pågældende eksperiment, og det inkonsistente datapunkt kan smides ud.

Konklusioner

Videnskabsfolk studerer grafer, tabeller, diagrammer, billeder, beskrivelser og alle andre tilgængelige data for at drage en konklusion af deres eksperimenter. Er der et svar på spørgsmålet baseret på resultaterne af eksperimentet? Blev hypotesen understøttet?

Nogle eksperimenter understøtter en hypotese fuldstændigt, og andre gør det ikke. Hvis en hypotese viser sig at være forkert, var forsøget ikke en fiasko. Alle eksperimentelle resultater bidrager til viden. Eksperimenter, der støtter eller ikke støtter en hypotese, kan føre til endnu flere spørgsmål og flere eksperimenter.

Eksempel: Efter et år finder landmanden ud af, at erosionen på den traditionelt dyrkede bakke er 2,2 gange større end erosionen på bakken uden jordbearbejdning. Planterne på parcellerne med jordløs jordbearbejdning er højere, og jordfugtigheden er højere. Landmanden beslutter sig for at gå over til dyrkning uden jordbearbejdning for fremtidige afgrøder. Landmanden fortsætter sine undersøgelser for at se, hvilke andre faktorer der kan være med til at reducere erosionen.

Teori

Når forskere udfører eksperimenter og foretager observationer for at afprøve en hypotese, indsamler de med tiden en masse data. Hvis en hypotese forklarer alle dataene, og ingen af dataene modsiger hypotesen, bliver hypotesen til en teori.

En videnskabelig teori understøttes af mange observationer og har ingen større uoverensstemmelser. En teori skal konstant testes og revideres. Når en teori er blevet udviklet, kan den bruges til at forudsige adfærd. En teori giver en model af virkeligheden, som er enklere end selve fænomenet. Selv en teori kan blive omstødt, hvis der opdages modstridende data. Det er dog mindre sandsynligt, at en teori, der har eksisteret længe, og som har mange beviser til støtte, bliver omstyrtet end en nyere teori.

En interaktiv animation af, hvordan Darwin brugte finker (figuren nedenfor) til at forklare arternes oprindelse ved hjælp af finker fra Galapagosøerne, findes her.

Videnskaben beviser ikke noget ud over skyggen af tvivl. Forskere søger beviser, der støtter eller afviser en idé. Hvis der ikke er nogen væsentlige beviser for at modbevise en idé og mange beviser for at støtte den, accepteres idéen. Jo flere beviser, der støtter en idé, jo større er sandsynligheden for, at den vil stå sin prøve gennem tiden. Værdien af en teori er, når videnskabsfolk kan bruge den til at give pålidelige forklaringer og lave præcise forudsigelser.

Videnskabelige modeller

Et system, som f.eks. jordens overflade eller klimaet, kan være meget komplekst og kan være svært for videnskabsfolk at arbejde med. I stedet kan videnskabsmænd oprette modeller for at repræsentere det virkelige system, som de er interesserede i at studere.

Modeller er et nyttigt redskab inden for videnskaben. De hjælper videnskabsfolk med effektivt at demonstrere idéer og opstille hypoteser. Modeller bruges til at lave forudsigelser og udføre eksperimenter uden alle de vanskeligheder, der er forbundet med at bruge virkelige genstande. Kunne du forestille dig at forsøge at forklare en plantecelle ved kun at bruge en rigtig plantecelle eller at forsøge at forudsige planeternes næste opstilling ved kun at se på dem? Men modeller har begrænsninger, som bør tages i betragtning, før man tror på en forudsigelse eller betragter en konklusion som en kendsgerning.

Modeller er enklere end virkelige repræsentationer af objekter eller systemer i virkeligheden. En fordel ved at bruge en model er, at den kan manipuleres og justeres langt lettere end virkelige systemer. Modeller hjælper videnskabsfolk med at forstå, analysere og lave forudsigelser om systemer, som det ville være umuligt at studere uden brug af modeller. En modellens enkelhed, som gør den lettere at bruge end det virkelige system, er også grunden til, at modeller har begrænsninger. Et problem med en enklere model er, at den måske ikke forudsiger det virkelige systems adfærd særlig nøjagtigt.

Forskere skal validere deres ideer ved at afprøve dem. Hvis en model er designet til at forudsige fremtiden, er det måske ikke muligt at vente længe nok til at se, om forudsigelsen var korrekt. En måde at teste en model på er at bruge et tidspunkt i fortiden som udgangspunkt og derefter lade modellen forudsige nutiden. En model, der kan forudsige nutiden med succes, har større sandsynlighed for at være præcis, når den forudsiger fremtiden.

Mange modeller oprettes på computere, fordi kun computere kan håndtere og manipulere så enorme datamængder. Klimamodeller er f.eks. meget nyttige til at forsøge at bestemme, hvilke typer af ændringer vi kan forvente, når atmosfærens sammensætning ændrer sig. En rimelig præcis klimamodel ville være umulig på andet end de kraftigste computere.

Der er tre typer modeller, som forskerne bruger.

Fysiske modeller

Fysiske modeller er fysiske repræsentationer af det emne, der studeres. Disse modeller er typisk mindre og enklere end den ting, de modellerer, men de indeholder nogle af de vigtige elementer. Et kort eller en globus er fysiske modeller af Jorden og er mindre og meget enklere end den virkelige ting (figuren nedenfor).

Begrebsmodeller

En begrebsmodel binder mange idéer sammen i et forsøg på at forklare et fænomen. En konceptuel model bruger det, man ved, og den skal kunne indarbejde ny viden, efterhånden som den bliver erhvervet (figuren nedenfor). Der er f.eks. mange data, der støtter idéen om, at Månen blev dannet, da en planet på størrelse med Mars ramte Jorden og slyngede en stor mængde vragrester og gas ind i kredsløb, som til sidst blev samlet og dannede Månen. En god arbejdsidé er en konceptuel model.

Matematiske modeller

En matematisk model er en ligning eller et sæt af ligninger, der tager hensyn til mange faktorer eller variabler. Matematiske modeller er normalt komplekse og kan ofte ikke tage højde for ikke alle mulige faktorer (figur nedenfor). Disse modeller kan bruges til at forudsige komplekse begivenheder som f.eks. en orkans placering og styrke.

Modellering af klimaændringer er meget kompleks, fordi modellen skal tage højde for faktorer som temperatur, isdensitet, snefald og luftfugtighed. Mange faktorer påvirker hinanden: Hvis højere temperaturer får mængden af sne til at falde, er landoverfladen mindre i stand til at reflektere sollyset, og temperaturen vil stige mere.

Indholdet af fællesskabet i videnskaben

Videnskabelige opdagelser er bedst, når de er et arbejde, der udføres af et fællesskab af videnskabsmænd. For at en hypotese kan blive fuldt ud accepteret, skal mange forskeres arbejde understøtte den. Den videnskabelige proces har indbyggede kontroller og balancer. Generelt gør det videnskabelige samfund et godt stykke arbejde med at overvåge sig selv. Selv om nye ideer ofte kritiseres, vil de i sidste ende blive accepteret, hvis fortsatte undersøgelser støtter dem.

Selv om hver enkelt videnskabsmand udfører eksperimenter i sit laboratorium alene eller med nogle få hjælpere, skriver hun sine resultater ned og præsenterer sit arbejde for fællesskabet af videnskabsmænd inden for sit område (figuren nedenfor). I første omgang vil hun måske præsentere sine data og konklusioner på en videnskabelig konference, hvor hun vil tale med andre forskere om disse resultater.

Med udgangspunkt i det, hun har lært, vil hun skrive en faglig artikel, der skal offentliggøres i et videnskabeligt tidsskrift (figuren nedenfor). Inden offentliggørelsen vil flere videnskabsmænd gennemgå artiklen – kaldet peer review – for at foreslå ændringer og derefter anbefale eller afvise artiklen til offentliggørelse. Når den er offentliggjort, vil andre forskere inden for hendes felt få kendskab til hendes arbejde og vil indarbejde resultaterne i deres egen forskning. De vil forsøge at gentage hendes resultater for at bevise, om resultaterne er korrekte eller ukorrekte. På denne måde bygger videnskaben op mod en større forståelse af naturen.

Det videnskabelige samfund kontrollerer kvaliteten og typen af forskning, der udføres, ved hjælp af projektfinansiering. De fleste videnskabelige undersøgelser er dyre, så forskerne skal skrive et forslag til et finansieringsorgan, f.eks. National Science Foundation eller National Aeronautics and Space Administration (NASA), for at kunne betale for udstyr, forsyninger og lønninger. Videnskabelige forslag gennemgås af andre forskere inden for området og vurderes med henblik på finansiering. På mange områder er finansieringsprocenten lav, og pengene går kun til de mest værdifulde forskningsprojekter.

Det videnskabelige samfund overvåger den videnskabelige integritet. Under deres uddannelse lærer de studerende, hvordan man udfører gode videnskabelige eksperimenter. De lærer ikke at forfalske, skjule eller selektivt rapportere data, og de lærer at vurdere data og andre videnskabsfolks arbejde retfærdigt. I betragtning af al den videnskabelige forskning, der udføres, er der kun få tilfælde af videnskabelig uærlighed, men alligevel rapporteres disse ofte med stor heftighed i medierne. Dette får ofte offentligheden til at nære en unødvendig mistillid til videnskabsfolk. Videnskabsfolk, der ikke har videnskabelig integritet, bliver stærkt fordømt af det videnskabelige samfund.

Sikkerhed i videnskaben

Ulykker sker fra tid til anden i hverdagen, og videnskab er ingen undtagelse. Faktisk arbejder videnskabsfolk ofte med farlige materialer, og derfor skal videnskabsfolk – og selv videnskabsstuderende – være forsigtige for at forebygge ulykker (figuren nedenfor). Hvis der sker en ulykke, skal videnskabsfolk sørge for at behandle enhver skade eller skade på passende vis.

Inde i det videnskabelige laboratorium

Hvis du arbejder i det videnskabelige laboratorium, kan du støde på farlige materialer eller situationer. Skarpe genstande, kemikalier, varme og elektricitet bruges alle til tider i jordvidenskabelige laboratorier. Ved at følge sikkerhedsretningslinjerne kan næsten alle ulykker forhindres, eller skaderne kan minimeres. Se nedenstående figur for eksempler på sikkerhedsudstyr i laboratoriet.

• Følg altid anvisninger.
• Hold dig til de sikkerhedsretningslinjer, der er angivet i laboratorieinstruktionerne eller af laboratorievejlederen. Et laboratorium er ikke et legeområde.
• Brug kun de mængder af materialer, der er angivet. Tjek med den ansvarlige person, før du afviger fra laboratorieproceduren.
• Binde langt hår tilbage. Bær lukkede sko og skjorter uden hængende ærmer, hætter eller trækbånd.
• Brug handsker, beskyttelsesbriller eller sikkerhedsforklæder, når det er påbudt.
• Bær ekstrem forsigtighed med skarpe eller spidse genstande som skalpeller, knive eller glasskår.
• Du må aldrig spise eller drikke noget i det videnskabelige laboratorium. Der kan være farlige stoffer på bordpladerne.
• Hold dit arbejdsområde pænt og rent. Et rodet arbejdsområde kan føre til spild og brud.
• Rengør og vedligehold materialer som reagensglas og bægerglas. Rester af stoffer kan interagere med andre stoffer i fremtidige eksperimenter.
• Vær forsigtig, når du rækker ud. Der kan være flammer, varmeplader eller kemikalier nedenunder.
• Brug elektriske apparater og brændere som anvist.
• Kend, hvordan man bruger en øjenskyllestation, et brandtæppe, en brandslukker eller en førstehjælpskasse.
• Vær opmærksom på laboratorievejlederen, hvis der sker noget usædvanligt. Der kan være behov for en ulykkesrapport, hvis nogen kommer til skade; laboratorievejlederen skal vide, hvis der er beskadiget eller kasseret materialer.



Sikkerhedsudstyr i laboratoriet.

Ude i laboratoriet

Mange jordforskere arbejder ude i felten, som vist i figuren nedenfor. Arbejde udenfor kræver yderligere forholdsregler, f.eks.:

• Bær passende tøj; f.eks. vandrestøvler, lange bukser og lange ærmer.
• Medbring tilstrækkeligt med mad og vand, selv på en kort tur. Dehydrering kan hurtigt opstå.
• Hav passende førstehjælp til rådighed.
• Fortæl andre, hvor du skal hen, hvad du skal lave, og hvornår du kommer tilbage.
• Tag et kort med dig. Det er også en god idé at efterlade en kopi af kortet hos nogen derhjemme.
• Sørg for, at du har adgang til nødhjælpstjenester og en måde at kommunikere på. Husk, at ikke mange feltområder er for fjerntliggende til, at mobiltelefoner kan være nyttige.
• Sørg for, at du ledsages af en person, der kender området eller er bekendt med den type undersøgelse, du foretager, hvis du er ny i feltarbejde.



Udflugter udendørs.

Lessens resumé

• Målet med videnskab er at stille og besvare testbare spørgsmål.
• Videnskabsfolk bruger en række logiske trin, kaldet den videnskabelige metode, som indebærer, at de foretager observationer, danner en hypotese, tester hypotesen og drager en konklusion.
• Fysiske, konceptuelle og matematiske modeller hjælper videnskabsmænd med at diskutere og forstå videnskabelige oplysninger og begreber.
• En videnskabelig teori er en hypotese, der er blevet testet gentagne gange og ikke er blevet bevist falsk.
• Sikkerhed i laboratoriet såvel som i felten er væsentlige komponenter i gode videnskabelige undersøgelser.

Review Questions

1. Skriv en liste med fem interessante videnskabelige spørgsmål. Kan hvert enkelt af dem testes?
2. En videnskabsmand undersøgte virkningerne af olieforurening på tang i havet. Han troede, at olieafstrømning fra stormflodsledninger ville forhindre tang i at vokse normalt, så han besluttede at lave et eksperiment. Han fyldte to lige store akvarier med vand og overvågede den opløste ilt og temperaturen i hvert akvarium for at være sikker på, at de var lige store. Han hældte noget motorolie i det ene akvarium og målte derefter væksten af tang i hvert akvarium. I tanken uden olie var den gennemsnitlige vækst 2,57 cm. Den gennemsnitlige vækst af tang i tanken med olie var 2,37 cm. På baggrund af dette forsøg:
   1. Hvad var det spørgsmål, som forskeren startede med?
   2. Hvad var hans hypotese?
   3. Identificer den uafhængige variabel, den afhængige variabel og den eller de eksperimentelle kontroller.
   4. Hvad viste dataene?
   5. Kan han være sikker på sin konklusion? Hvordan kan han gøre sin konklusion mere sikker?
3. Forklar tre typer af videnskabelige modeller. Hvad er en fordel og en ulempe ved hver af dem?
4. Identificer eller design fem af dine egne sikkerhedssymboler, baseret på din viden om sikkerhedsprocedurer i et videnskabeligt laboratorium.
5. Design dit eget eksperiment baseret på et af dine spørgsmål fra spørgsmål 1 ovenfor. Medtag spørgsmålet, hypotesen, de uafhængige og afhængige variabler og sikkerhedsforanstaltningerne. Du kan eventuelt arbejde sammen med din lærer eller en gruppe.

Videre læsning/supplerende links

• En ekstremt god og detaljeret forklaring på, hvad videnskab er, og hvordan den udføres.
• BrainPOP indeholder dybdegående diskussioner om videnskabelig undersøgelse, herunder tekst og film.
• Et eksempel på brugen af videnskabelig metode til at undersøge drivhusgasser og træers vækst findes her. Eller et til at undersøge sammenhængen mellem fodsmerter og vejret.

Punkter til overvejelse

• Hvilke typer modeller har du erfaring med? Hvad har du lært af dem?
• Hvilke situationer er både nødvendige og farlige for forskere at undersøge? Hvilke forholdsregler mener du, at de bør tage, når de undersøger dem?
• Hvordan adskiller den videnskabelige betydning af ordet teori sig fra den almindelige brug? Kan du finde et eksempel i medierne på, hvor ordet er blevet brugt forkert i en videnskabelig historie? Den forkerte brug af ordet teori er udbredt i medierne og i dagligdagen.