Obiettivi della lezione

• Identificare lo scopo della scienza.
• Spiegare l’importanza di porre domande.
• Descrivere come gli scienziati studiano il mondo naturale.
• Spiega come e perché gli scienziati raccolgono dati.
• Descrivi i tre principali tipi di modelli scientifici.
• Spiega come una teoria scientifica differisce da un’ipotesi.
• Descrivere le appropriate precauzioni di sicurezza all’interno e all’esterno del laboratorio scientifico.

Vocabolario

• modello concettuale
• controllo
• variabile dipendente
• ipotesi
• variabile indipendente
• matematica modello
• modello
• modello fisico
• metodo scientifico
• teoria

Introduzione

La scienza è un percorso per ottenere la conoscenza del mondo naturale. Lo studio della scienza include anche il corpo di conoscenze che sono state raccolte attraverso l’indagine scientifica.

Per condurre un’indagine scientifica, gli scienziati pongono domande testabili. Per rispondere a queste domande, fanno osservazioni sistematiche e raccolgono attentamente le prove pertinenti. Poi usano il ragionamento logico e un po’ di immaginazione per sviluppare ipotesi e spiegazioni. Infine, gli scienziati progettano e conducono esperimenti basati sulle loro ipotesi.

Obiettivo della scienza

Gli scienziati cercano di capire il mondo naturale. Gli scienziati iniziano con una domanda e poi cercano di rispondere alla domanda con prove e logica. Una domanda scientifica deve essere testabile. Non si basa sulla fede o sull’opinione. La nostra comprensione dei processi naturali della Terra ci aiuta a capire perché i terremoti avvengono dove avvengono e a capire le conseguenze dell’aggiunta di gas serra in eccesso alla nostra atmosfera.

La ricerca scientifica può essere fatta per costruire conoscenza o per risolvere problemi. Le scoperte scientifiche possono portare a progressi tecnologici. La ricerca pura spesso aiuta lo sviluppo della ricerca applicata. A volte i risultati della ricerca pura possono essere applicati molto tempo dopo che la ricerca pura è stata completata. A volte qualcosa di inaspettato viene scoperto mentre gli scienziati stanno conducendo le loro ricerche.

Alcune idee non sono testabili. Per esempio, i fenomeni soprannaturali, come le storie di fantasmi, lupi mannari o vampiri, non possono essere testati. Guarda questo sito web per vedere perché l’astrologia non è scientifica.

Gli scienziati descrivono ciò che vedono, sia in natura che in laboratorio. La scienza è il regno dei fatti e delle osservazioni. Tuttavia, la scienza non dà giudizi morali, come “È brutto che il vulcano abbia eruttato” e le opinioni non sono rilevanti per l’indagine scientifica. Gli scienziati potrebbero divertirsi a studiare i tornado, ma la loro opinione che i tornado sono eccitanti non è importante per imparare su di loro. Gli scienziati aumentano la nostra conoscenza tecnologica, ma la scienza non determina come o se usiamo quella conoscenza. Gli scienziati hanno imparato a costruire una bomba atomica, ma gli scienziati non hanno deciso se o quando usarla. Gli scienziati hanno accumulato dati sul riscaldamento delle temperature. I loro modelli hanno mostrato le probabili cause di questo riscaldamento. Ma anche se gli scienziati sono in gran parte d’accordo sulle cause del riscaldamento globale, non possono costringere i politici o gli individui ad approvare leggi o cambiare comportamenti.

Perché la scienza funzioni, gli scienziati devono fare alcune supposizioni. Le regole della natura, semplici o complesse, sono le stesse ovunque nell’universo. Gli eventi naturali, le strutture e le forme del terreno hanno cause naturali. Le prove del mondo naturale possono essere usate per conoscere queste cause. Gli oggetti e gli eventi in natura possono essere compresi attraverso uno studio attento e sistematico. Le idee scientifiche possono cambiare se raccogliamo nuovi dati o impariamo di più. Un’idea, anche una che è accettata oggi, può aver bisogno di essere cambiata leggermente o essere completamente sostituita se si trovano nuove prove che la contraddicono. La conoscenza scientifica può resistere alla prova del tempo. Le idee accettate nella scienza diventano più affidabili man mano che sopravvivono a più prove.

Metodo scientifico

Hai probabilmente imparato che il metodo scientifico è il modo in cui gli scienziati affrontano il loro lavoro. Il metodo scientifico è una serie di passi che aiutano a indagare su una questione. Gli scienziati usano dati e prove raccolte da osservazioni, esperienze o esperimenti per rispondere alle loro domande.

Ma l’indagine scientifica raramente procede nella stessa sequenza di passi delineata dal metodo scientifico. Per esempio, l’ordine dei passi potrebbe cambiare perché più domande sorgono dai dati raccolti. Tuttavia, per giungere a conclusioni verificabili, è necessario seguire i passi logici e ripetibili del metodo scientifico, come si vede nella figura qui sotto.

Un diagramma di flusso di come funziona la scienza che è molto più preciso del semplice diagramma nella figura qui sopra si trova qui.

Domande

La cosa più importante che uno scienziato può fare è fare domande.

• Perché il cielo è blu?
• Perché la California ha molti terremoti mentre il Kansas no?
• Perché la Terra ha così tante forme di vita diverse ma gli altri pianeti del sistema solare no?

La scienza della Terra può rispondere a domande testabili sul mondo naturale. Cosa rende una domanda impossibile da testare? Alcune domande indimostrabili sono se esistono i fantasmi o se c’è vita dopo la morte.

Una domanda testabile potrebbe essere su come ridurre l’erosione del suolo in una fattoria (Figura sotto). Un agricoltore ha sentito parlare di un metodo di semina chiamato “no-till farming”. L’uso di questo processo elimina la necessità di arare il terreno. La domanda dell’agricoltore è: l’agricoltura no-till ridurrà l’erosione del terreno agricolo?

Ricerca

Per rispondere a una domanda, uno scienziato prima scopre ciò che è già noto sull’argomento leggendo libri e riviste, cercando su Internet e parlando con esperti. Queste informazioni permetteranno allo scienziato di creare un buon disegno sperimentale. Se questa domanda ha già avuto una risposta, la ricerca può essere sufficiente o può portare a nuove domande.

Esempio: L’agricoltore fa ricerche sull’agricoltura no-till su Internet, in biblioteca, nel negozio locale di forniture agricole e altrove. Viene a conoscenza di vari metodi di coltivazione, come illustrato nella figura qui sotto. Impara quale tipo di fertilizzante è meglio usare e quale sarebbe la migliore spaziatura delle colture. Dalle sue ricerche apprende che l’agricoltura no-till può essere un modo per ridurre le emissioni di anidride carbonica nell’atmosfera, il che aiuta nella lotta contro il riscaldamento globale.

Ipotesi

Con le informazioni raccolte dalla ricerca di base, lo scienziato crea una spiegazione plausibile per la domanda. Questa è un’ipotesi. L’ipotesi deve riferirsi direttamente alla domanda e deve essere verificabile. Avere un’ipotesi guida lo scienziato nella progettazione di esperimenti e nell’interpretazione dei dati.

Esempio: L’ipotesi dell’agricoltore è questa: L’agricoltura no-till diminuirà l’erosione del suolo su colline di simile ripidità rispetto alla tecnica agricola tradizionale perché ci saranno meno disturbi al suolo.

Raccolta dei dati

Per sostenere o confutare un’ipotesi, lo scienziato deve raccogliere dati. Una grande quantità di logica e di sforzo va nella progettazione di test per raccogliere dati in modo che i dati possano rispondere alle domande scientifiche. I dati vengono solitamente raccolti tramite esperimenti o osservazioni. A volte i miglioramenti nella tecnologia permetteranno nuovi test per affrontare meglio un’ipotesi.

L’osservazione è usata per raccogliere dati quando non è possibile per ragioni pratiche o etiche eseguire esperimenti. Le descrizioni scritte sono dati qualitativi basati sulle osservazioni. Questi dati possono anche essere usati per rispondere alle domande. Gli scienziati usano molti tipi diversi di strumenti per fare misurazioni quantitative. I microscopi elettronici possono essere usati per esplorare piccoli oggetti o i telescopi per conoscere l’universo. Le sonde fanno osservazioni dove è troppo pericoloso o troppo poco pratico per gli scienziati andare. I dati dalle sonde viaggiano attraverso cavi o attraverso lo spazio fino a un computer dove vengono manipolati dagli scienziati (Figura sotto).

Gli esperimenti possono coinvolgere sostanze chimiche e provette, o possono richiedere tecnologie avanzate come un microscopio elettronico ad alta potenza o un radiotelescopio. Gli scienziati dell’atmosfera possono raccogliere dati analizzando i gas presenti in campioni di gas, e i geochimici possono eseguire analisi chimiche su campioni di roccia.

Un buon esperimento deve avere un fattore che può essere manipolato o cambiato. Questa è la variabile indipendente. Il resto dei fattori deve rimanere lo stesso. Sono i controlli sperimentali. Il risultato dell’esperimento, o ciò che cambia come risultato dell’esperimento, è la variabile dipendente. La variabile dipendente “dipende” dalla variabile indipendente.

Esempio: L’agricoltore conduce un esperimento su due colline separate. Le colline hanno una pendenza simile e ricevono quantità simili di sole. Su una, l’agricoltore usa una tecnica agricola tradizionale che include l’aratura. Sull’altra, usa una tecnica no-till, distanziando le piante e usando attrezzature specializzate per la semina. Le piante su entrambe le colline ricevono la stessa quantità di acqua e fertilizzante. L’agricoltore misura la crescita delle piante su entrambi i lati della collina (figura sotto).

In questo esperimento:

• Qual è la variabile indipendente?
• Quali sono i controlli sperimentali?
• Qual è la variabile dipendente?

La variabile indipendente è la tecnica agricola – tradizionale o no-till – perché è quella che viene manipolata. Per un confronto equo delle due tecniche agricole, le due colline devono avere la stessa pendenza e la stessa quantità di fertilizzante e acqua. Questi sono i controlli sperimentali. La quantità di erosione è la variabile dipendente. È ciò che l’agricoltore sta misurando.

Durante un esperimento, gli scienziati fanno molte misurazioni. I dati sotto forma di numeri sono quantitativi. I dati raccolti da attrezzature avanzate di solito vanno direttamente in un computer, o lo scienziato può mettere i dati in un foglio di calcolo. I dati possono poi essere manipolati. Grafici e tabelle mostrano i dati e dovrebbero essere chiaramente etichettati.

L’analisi statistica fa un uso più efficace dei dati permettendo agli scienziati di mostrare le relazioni tra diverse categorie di dati. La statistica può dare un senso alla variabilità in una serie di dati. I grafici aiutano gli scienziati a capire visivamente le relazioni tra i dati. Le immagini sono create in modo che altre persone interessate possano vedere facilmente le relazioni.

In quasi tutte le imprese umane, gli errori sono inevitabili. In un esperimento scientifico, questo è chiamato errore sperimentale. Quali sono le fonti degli errori sperimentali? Gli errori sistematici possono essere inerenti all’impostazione sperimentale in modo che i numeri siano sempre sbilanciati in una direzione. Per esempio, una bilancia può misurare sempre mezza oncia in più. L’errore scomparirà se la bilancia viene ricalibrata. Gli errori casuali si verificano perché una misurazione non è fatta con precisione. Per esempio, un cronometro può essere fermato troppo presto o troppo tardi. Per correggere questo tipo di errore, vengono fatte molte misurazioni e poi si fa la media.

Se un risultato non è coerente con i risultati di altri campioni e sono state fatte molte prove, è probabile che sia stato fatto un errore in quell’esperimento e il punto di dati incoerente può essere buttato via.

Conclusioni

Gli scienziati studiano grafici, tabelle, diagrammi, immagini, descrizioni e tutti gli altri dati disponibili per trarre una conclusione dai loro esperimenti. C’è una risposta alla domanda basata sui risultati dell’esperimento? L’ipotesi è stata supportata?

Alcuni esperimenti supportano completamente un’ipotesi e altri no. Se si dimostra che un’ipotesi è sbagliata, l’esperimento non è stato un fallimento. Tutti i risultati sperimentali contribuiscono alla conoscenza. Gli esperimenti che supportano o meno un’ipotesi possono portare a più domande e più esperimenti.

Esempio: Dopo un anno, l’agricoltore scopre che l’erosione sulla collina coltivata in modo tradizionale è 2,2 volte maggiore dell’erosione sulla collina no-till. Le piante sugli appezzamenti no-till sono più alte e l’umidità del suolo è maggiore. L’agricoltore decide di convertirsi all’agricoltura no-till per le colture future. L’agricoltore continua la ricerca per vedere quali altri fattori possono aiutare a ridurre l’erosione.

Teoria

Quando gli scienziati conducono esperimenti e fanno osservazioni per verificare un’ipotesi, col tempo raccolgono molti dati. Se un’ipotesi spiega tutti i dati e nessuno dei dati contraddice l’ipotesi, l’ipotesi diventa una teoria.

Una teoria scientifica è supportata da molte osservazioni e non ha grandi incongruenze. Una teoria deve essere costantemente testata e rivista. Una volta che una teoria è stata sviluppata, può essere usata per prevedere il comportamento. Una teoria fornisce un modello della realtà che è più semplice del fenomeno stesso. Anche una teoria può essere rovesciata se si scoprono dati contrastanti. Tuttavia, una teoria di vecchia data che ha molte prove a sostegno è meno probabile che venga rovesciata di una teoria più recente.

Un’animazione interattiva di come Darwin ha usato i fringuelli (Figura sotto) per spiegare l’origine delle specie usando i fringuelli delle isole Galapagos si trova qui.

La scienza non prova nulla oltre l’ombra di un dubbio. Gli scienziati cercano prove che supportino o confutino un’idea. Se non ci sono prove significative per confutare un’idea e molte prove per sostenerla, l’idea viene accettata. Più linee di prova supportano un’idea, più è probabile che resista alla prova del tempo. Il valore di una teoria è quando gli scienziati possono usarla per offrire spiegazioni affidabili e fare previsioni accurate.

Modelli scientifici

Un sistema, come la superficie terrestre o il clima, può essere molto complesso e può essere difficile per gli scienziati lavorarci. Invece, gli scienziati possono creare modelli per rappresentare il sistema reale che sono interessati a studiare.

I modelli sono uno strumento utile nella scienza. Aiutano gli scienziati a dimostrare efficacemente le idee e a creare ipotesi. I modelli sono usati per fare previsioni e condurre esperimenti senza tutte le difficoltà di usare oggetti della vita reale. Potreste immaginare di cercare di spiegare una cellula vegetale usando solo una cellula vegetale reale o di cercare di prevedere il prossimo allineamento dei pianeti solo guardandoli? Ma i modelli hanno dei limiti che dovrebbero essere considerati prima di credere a qualsiasi previsione o di considerare qualsiasi conclusione come un fatto.

I modelli sono più semplici delle rappresentazioni di oggetti o sistemi della vita reale. Un vantaggio di usare un modello è che può essere manipolato e regolato molto più facilmente dei sistemi reali. I modelli aiutano gli scienziati a capire, analizzare e fare previsioni su sistemi che sarebbe impossibile studiare senza l’uso di modelli. La semplicità di un modello, che lo rende più facile da usare rispetto al sistema reale, è anche la ragione per cui i modelli hanno dei limiti. Un problema con un modello più semplice è che potrebbe non predire il comportamento del sistema reale in modo molto accurato.

Gli scienziati devono convalidare le loro idee tramite test. Se un modello è progettato per prevedere il futuro, potrebbe non essere possibile aspettare abbastanza a lungo per vedere se la previsione è accurata. Un modo per testare un modello è usare un momento del passato come punto di partenza e poi far prevedere al modello il presente. Un modello che può prevedere con successo il presente è più probabile che sia accurato nel prevedere il futuro.

Molti modelli sono creati al computer perché solo i computer possono gestire e manipolare tali enormi quantità di dati. Per esempio, i modelli climatici sono molto utili per cercare di determinare quali tipi di cambiamenti possiamo aspettarci quando cambia la composizione dell’atmosfera. Un modello climatico ragionevolmente accurato sarebbe impossibile su qualcosa di diverso dai computer più potenti.

Ci sono tre tipi di modelli usati dagli scienziati.

Modelli fisici

I modelli fisici sono rappresentazioni fisiche del soggetto studiato. Questi modelli sono tipicamente più piccoli e più semplici della cosa che stanno modellando, ma contengono alcuni degli elementi importanti. Una mappa o un mappamondo sono modelli fisici della Terra e sono più piccoli e molto più semplici della cosa reale (Figura sotto).

Modelli concettuali

Un modello concettuale lega insieme molte idee nel tentativo di spiegare un fenomeno. Un modello concettuale usa ciò che è noto e deve essere in grado di incorporare nuove conoscenze man mano che vengono acquisite (figura sotto). Per esempio, molti dati supportano l’idea che la Luna si sia formata quando un pianeta delle dimensioni di Marte ha colpito la Terra, lanciando in orbita una grande quantità di detriti e gas che alla fine si sono uniti per creare la Luna. Una buona idea di lavoro è un modello concettuale.

Modelli matematici

Un modello matematico è un’equazione o un insieme di equazioni che prende in considerazione molti fattori o variabili. I modelli matematici sono di solito complessi e spesso non possono tenere conto di tutti i fattori possibili (figura sotto). Questi modelli possono essere usati per prevedere eventi complessi come la posizione e la forza di un uragano.

Modellare i cambiamenti climatici è molto complesso perché il modello deve tenere conto di fattori come la temperatura, la densità del ghiaccio, la caduta della neve e l’umidità. Molti fattori si influenzano a vicenda: Se le temperature più alte fanno diminuire la quantità di neve, la superficie terrestre è meno capace di riflettere la luce del sole e la temperatura aumenterà di più.

L’importanza della comunità nella scienza

La scoperta scientifica è migliore quando è il lavoro di una comunità di scienziati. Affinché un’ipotesi sia pienamente accettata, il lavoro di molti scienziati deve sostenerla. Il processo scientifico ha controlli ed equilibri incorporati. In generale, la comunità scientifica fa un buon lavoro di controllo su se stessa. Anche se le nuove idee sono spesso criticate, se l’indagine continua le sostiene, alla fine saranno accettate.

Anche se ogni scienziato può eseguire esperimenti nel suo laboratorio da solo o con alcuni aiutanti, scriverà i suoi risultati e presenterà il suo lavoro alla comunità di scienziati nel suo campo (Figura sotto). Inizialmente, può presentare i suoi dati e le sue conclusioni a una conferenza scientifica dove parlerà con altri scienziati di quei risultati.

Utilizzando ciò che ha imparato, scriverà un documento professionale da pubblicare in una rivista scientifica (Figura sotto). Prima della pubblicazione, diversi scienziati esamineranno l’articolo – chiamato peer review – per suggerire cambiamenti e poi raccomandare o negare la pubblicazione dell’articolo. Una volta pubblicato, altri scienziati nel suo campo verranno a conoscenza del suo lavoro e incorporeranno i risultati nelle loro ricerche. Cercheranno di replicare i suoi risultati per dimostrare se i risultati sono corretti o sbagliati. In questo modo, la scienza costruisce verso una maggiore comprensione della natura.

La comunità scientifica controlla la qualità e il tipo di ricerca che viene fatta attraverso il finanziamento del progetto. La maggior parte della ricerca scientifica è costosa, quindi gli scienziati devono scrivere una proposta a un’agenzia di finanziamento, come la National Science Foundation o la National Aeronautics and Space Administration (NASA), per pagare attrezzature, forniture e stipendi. Le proposte scientifiche sono esaminate da altri scienziati del settore e sono valutate per il finanziamento. In molti campi, il tasso di finanziamento è basso e il denaro va solo ai progetti di ricerca più meritevoli.

La comunità scientifica controlla l’integrità scientifica. Durante la loro formazione, gli studenti imparano come condurre buoni esperimenti scientifici. Imparano a non falsificare, nascondere o riportare selettivamente i dati, e imparano a valutare equamente i dati e il lavoro degli altri scienziati. Considerando tutta la ricerca scientifica che viene fatta, ci sono pochi casi di disonestà scientifica, eppure questi sono spesso riportati con grande veemenza dai media. Spesso questo porta il pubblico a diffidare degli scienziati in modi che non sono necessari. Gli scienziati che non hanno integrità scientifica sono fortemente condannati dalla comunità scientifica.

Sicurezza nella scienza

Gli incidenti accadono di tanto in tanto nella vita quotidiana, e la scienza non fa eccezione. Infatti, gli scienziati lavorano spesso con materiali pericolosi e quindi gli scienziati – e anche gli studenti di scienze – devono stare attenti a prevenire gli incidenti (Figura sotto). Se c’è un incidente, gli scienziati devono essere sicuri di trattare qualsiasi ferita o danno in modo appropriato.

Dentro il laboratorio scientifico

Se lavori nel laboratorio scientifico, potresti imbatterti in materiali o situazioni pericolose. Oggetti affilati, prodotti chimici, calore ed elettricità sono tutti usati a volte nei laboratori di scienze della terra. Seguendo le linee guida di sicurezza, quasi tutti gli incidenti possono essere evitati o il danno può essere minimizzato. Per esempi di attrezzature di sicurezza in laboratorio, fai riferimento alla figura qui sotto.

• Segui sempre le indicazioni.
• Obbedisci alle linee guida di sicurezza date nelle istruzioni di laboratorio o dal supervisore del laboratorio. Un laboratorio non è un’area di gioco.
• Usa solo le quantità di materiali indicate. Controlla con la persona responsabile prima di deviare dalla procedura di laboratorio.
• Chiudi i capelli lunghi. Indossa scarpe chiuse in punta e camicie senza maniche pendenti, cappucci o coulisse.
• Usa guanti, occhiali o grembiuli di sicurezza quando ti viene detto di farlo.
• Usa estrema attenzione con oggetti taglienti o appuntiti come bisturi, coltelli o vetri rotti.
• Non mangiare o bere mai nulla nel laboratorio di scienze. Sostanze pericolose potrebbero essere sui piani dei tavoli.
• Mantieni la tua area di lavoro ordinata e pulita. Un’area di lavoro disordinata potrebbe portare a fuoriuscite e rotture.
• Pulisci e mantieni i materiali come provette e becher. Le sostanze rimaste potrebbero interagire con altre sostanze in esperimenti futuri.
• Fai attenzione quando raggiungi. Fiamme, piastre di calore o sostanze chimiche potrebbero trovarsi al di sotto.
• Usa gli apparecchi elettrici e i bruciatori come da istruzioni.
• Sapere come usare una stazione di lavaggio degli occhi, una coperta antincendio, un estintore o un kit di primo soccorso.
• Avvisa il supervisore del laboratorio se succede qualcosa di insolito. Un rapporto sull’incidente può essere richiesto se qualcuno si è ferito; il supervisore del laboratorio deve sapere se qualche materiale è stato danneggiato o scartato.

Fuori dal laboratorio

Molti scienziati della Terra lavorano fuori, sul campo, come mostrato nella figura sottostante. Lavorare all’esterno richiede ulteriori precauzioni, come:

• Indossare un abbigliamento adeguato; per esempio, scarponi da trekking, pantaloni lunghi e maniche lunghe.
• Portare cibo e acqua a sufficienza, anche per un breve viaggio. La disidratazione può avvenire rapidamente.
• Avere a disposizione un pronto soccorso appropriato.
• Dire agli altri dove stai andando, cosa farai e quando tornerai.
• Porta con te una mappa. È anche una buona idea lasciare una copia della mappa a qualcuno a casa.
• Assicurati di avere accesso ai servizi di emergenza e un modo per comunicare. Tieni presente che non molte aree del campo sono troppo remote perché i telefoni cellulari siano utili.
• Assicurati di essere accompagnato da una persona familiare con l’area o familiare con il tipo di indagine che stai facendo se sei nuovo al lavoro sul campo.

Riassunto della lezione

• L’obiettivo della scienza è quello di porre e rispondere a domande testabili.
• Gli scienziati usano una sequenza di passi logici, chiamata metodo scientifico, che implica fare osservazioni, formulare un’ipotesi, verificare quell’ipotesi e formulare una conclusione.
• Modelli fisici, concettuali e matematici aiutano gli scienziati a discutere e comprendere informazioni e concetti scientifici.
• Una teoria scientifica è un’ipotesi che è stata ripetutamente testata e non è stata dimostrata falsa.
• La sicurezza in laboratorio e sul campo sono componenti essenziali di una buona indagine scientifica.

Domande di revisione

1. Scrivi una lista di cinque domande scientifiche interessanti. Ognuna di esse è testabile?
2. Uno scienziato stava studiando gli effetti della contaminazione da petrolio sulle alghe oceaniche. Pensava che il deflusso del petrolio dai tombini impedisse alle alghe di crescere normalmente, così decise di fare un esperimento. Riempì due vasche d’acquario di uguali dimensioni con acqua e monitorò l’ossigeno disciolto e la temperatura in ciascuna per essere sicuro che fossero uguali. Introdusse dell’olio per motori in una vasca e poi misurò la crescita delle alghe in ogni vasca. Nella vasca senza olio, la crescita media è stata di 2,57 cm. La crescita media delle alghe nel serbatoio con olio era di 2,37 cm. Sulla base di questo esperimento:
   1. Qual era la domanda di partenza dello scienziato?
   2. Quale era la sua ipotesi?
   3. Identificare la variabile indipendente, la variabile dipendente e il controllo o i controlli sperimentali.
   4. Cosa hanno mostrato i dati?
   5. Può essere certo della sua conclusione? Come può rendere più solida la sua conclusione?
3. Spiega tre tipi di modelli scientifici. Qual è un vantaggio e uno svantaggio di ciascuno?
4. Identifica o disegna cinque dei tuoi simboli di sicurezza, basati sulla tua conoscenza delle procedure di sicurezza in un laboratorio scientifico.
5. Progetta il tuo esperimento basato su una delle tue domande della domanda 1. Includi la domanda, l’ipotesi, le variabili indipendenti e dipendenti, e le precauzioni di sicurezza. Potresti voler lavorare con il tuo insegnante o con un gruppo.

Altre letture / Link integrativi

• Una spiegazione estremamente buona e dettagliata di cos’è la scienza e come si fa.
• BrainPOP offre discussioni approfondite sull’indagine scientifica, inclusi testi e filmati.
• Un esempio dell’uso del metodo scientifico per studiare i gas serra e la crescita degli alberi si trova qui. O uno per studiare la relazione tra il dolore ai piedi e il tempo.

Punti da considerare

• Con quali tipi di modelli hai avuto esperienza? Cosa hai imparato da loro?
• Quali situazioni sono sia necessarie che pericolose da studiare per gli scienziati? Quali precauzioni pensi che dovrebbero usare quando le studiano?
• In che modo il significato scientifico della parola teoria differisce dall’uso comune? Puoi trovare un esempio nei media in cui la parola è stata usata in modo scorretto in una storia scientifica? L’uso improprio della parola teoria è dilagante nei media e nella vita quotidiana.